图解世界载人航天发展史（二十五）

文/ 邸乃庸

五、阿波罗登月

登月飞行过程

土星5号运载火箭装载着阿波罗号飞船从肯尼迪航天中心起飞。土星5号运载火箭高110.6米、起飞质量3038吨、推进力3400吨，月球轨道运载能力45吨。该火箭为3级，第一级火箭长42米、直径10米，第二级火箭长25米、直径10米，第三级火箭长18.8米、直径6.6米。

起飞12分钟后，土星5号运载火箭第一级和第二级工作完毕先后分离，阿波罗号飞船和运载火箭第3级一起进入170公里至190公里近地轨道（左图）。在环绕地球飞行1圈半后，第3级火箭发动机点火工作，使飞船和火箭第3级进入飞向月球轨道，初始速度38800公里/小时（右图）。

从环绕地球轨道到达环绕月球轨道需要3天航程，在这个过程中，指令舱-服务舱从火箭中分离出来（左图），调转180度后，再与安装在火箭顶部的登月舱对接，将登月舱拉出，即整个阿波罗号飞船与第3级火箭分离，继续向月球飞行（右图）。

在飞向月球的过程中，地球引力使飞船不断减速，到达地球引力与月球引力平衡点时，速度降至3200公里/小时。之后，在月球引力作用下，速度又逐渐增加，在接近月球时达到8800公里/小时。在飞船到达月球背向地球面时，启动发动机减速，使飞船进入高度约为100公里至300公里的环绕月球近圆轨道。

3名航天员乘坐由指令舱、服务舱、登月舱组成的阿波罗号飞船开始环绕月球飞行（左图），在进入环绕月球轨道的第二天，其中两名负责执行在月面降落任务的航天员，通过指令舱与登月舱对接口处的通道，从指令舱进入登月舱上升级（右图），准备登月。

在环绕月球飞行的第12圈，乘坐两名航天员的登月舱与指令舱分离，指令舱-服务舱仍然留在环绕月球运行的轨道上继续飞行（左图）。当飞行至第13圈时，登月舱发动机点火工作，使登月舱减速，登月舱开始降低飞行轨道，进入近月点高度为16公里的轨道（右图）。

在到达近月点时，发动机点火工作，使登月舱朝向预定的着陆点下降。当高度只有30米时，反向发动机点火工作，降低登月舱着陆时的冲击；当登月舱即将接触地面时，反向发动机再次工作，使登月舱软着陆在月面（左图）。航天员身着登月航天服开启舱门出舱，开始在月面上的活动（右图）。

结束了月面活动后，航天员携带收集到的样品，返回到登月舱的上升级中。登月舱上升级与下面的着陆级分离，上升级发动机点火工作开始离开月面上升（左图）。7分钟后上升级进入环绕月球的飞行轨道，经过一系列变轨程序后，上升级调整到与指令舱-服务舱组合体相近的轨道上（右图）。

在环绕月球的轨道上，两位航天员驾驶上升级逐渐向指令舱-服务舱组合体靠近，指令舱驾驶员控制指令舱-服务舱实施对接，并最终完成对接，整个过程历时4个多小时。左图为从指令舱-服务舱上拍摄的正在接近的上升级，右图为上升级与指令舱-服务舱组合体实现对接。

航天员携带月面样品及一些仪器返回到指令舱，之后上升级分离，并启动其发动机，将其推至环绕太阳轨道，指令舱-服务舱开始返回地球的飞行（左图）。当指令舱-服务舱运行到月球背向地球的一面时，主发动机点火工作，使飞船加速以克服月球引力，离开环绕月球的轨道，开始朝地球飞行（右图）。

指令舱-服务舱从月球向地球飞行两天半后到达地球区域，在环绕地球飞行过程中进行轨道修正，在到达落点为预定着陆区准备再入大气层前15分钟，指令舱与服务舱分离（左图）。指令舱姿态控制发动机工作，将指令舱姿态调整为钝头朝前状态（右图），3位航天员乘坐指令舱重入大气层。

指令舱先利用大气阻力进行减速，并以钝头朝前状态经历和抵御气动加热过程（左图），保证舱内适宜的温度环境。而后开启引导伞增强飞行方向的稳定性，再开启减速伞进一步降低飞行速度，最后开启3顶主伞（右图），在再入13分钟后，指令舱以较小的冲击溅落在海面上。