登云步月回望人类登月50年

田闯

飞入星空，踏上月球，这是人类千百年来的梦想。商代的《归藏》最早记录了嫦娥奔月的神话故事，中国历史上还出现过不少“飞天梦想家”。明代浙江婺城陶家书院山长陶广义，喜好钻研炼丹技术，因炼丹事故，转为试制火器。晚年，他把47个自制的火箭绑在椅子上，双手举着两个大风筝，设想利用火箭和风筝的推力飞天，史称“万户壮举”，成为“世界航天第一人”。

在古希腊神话中，月亮更具浪漫色彩。月亮女神塞勒涅戴着新月冠，身披长袍，头戴面纱，有时长有双翼，顶着金色光环，乘着两只神牛拉动的月车在夜空中飞驰。

在东西方的神话中我们都会看到先人对月亮的向往，对飞天的渴望。如今，古代神话中的飞天登月之梦，已经成为现实。1969年7月20日，美國宇航员阿姆斯特朗成功登陆月球，完成了人类几千年来的梦想。到目前为止，美国、俄罗斯、中国已经成功把探测器送到月球表面。2019年，在人类登月成功50周年之际，让我们一起回顾这段光辉的登云步月之旅，一起展望人类航天的未来。

超级大国的太空竞赛

1957年到1975年，美国和苏联正处于冷战时期，为了争夺航天实力的最高地位，两个超级大国展开了太空竞赛。这是一次以导弹为主的核军备竞赛，技术优势不仅能保障国家安全，带来至高无上的地位，也是意识形态先进的象征。太空竞赛取得了开拓性的成果，如向月球、金星、火星发射人造卫星、无人驾驶空间探测器，向近地轨道和月球发射载人飞船。

早在第二次世界大战期间，德国就研制出了V-2火箭，它的射程高达320千米，这是人类首次创造出有能力进入太空的装置。二战接近结束时，美国、英国、苏联的军方和科学部门开始了对设在德国佩内明德的火箭项目的资料和技术人才的激烈争夺。美国收获最大，利用“回形针行动”带走了包括V-2火箭缔造者冯·布劳恩及其团队的大批德国火箭技术专家、可以组装成100枚火箭的零组件、制造火箭的核心设备。虽然没有获得德国的火箭技术，但苏联也在太空竞赛中尽锐出战，请出了天才火箭专家科罗廖夫。科罗廖夫曾在“大清洗”时期遭到迫害，入狱7年，太空竞赛开始后，他重新获得了重用，成为推动苏联航天技术突飞猛进的关键人物。

1957年10月4日，苏联发射了世界上第一颗人造地球卫星，在太空竞赛中首战告捷。落后于苏联的美国人心有不甘，即刻着手开展了新的发射计划，他们打算赶在苏联人前面，将第一名宇航员送入太空。“水星计划”是美国第一个载人航天计划，原本由美国空军主导，后转由当时新成立的美国国家航空航天局（NASA）负责。不过，短短四年后，1961年4月12日，苏联宇航员尤里·加加林成为第一个进入太空的人类成员，使美国又一次在竞赛中落败。

在太空竞赛中两次处于下风的美国，于1965开始了第二个载人航天计划—“双子星计划”。该计划的目标是：考察宇航员和飞船在轨的最大驻留时间；与其他航天器交汇对接；太空行走技术验证；在预定地点着陆。不过，“双子星计划”还有一个重要的目的—为登月计划积累经验。美国在1965年～1966年先后发射10艘各载两名宇航员的飞船，进行医学、生物学研究以及操纵飞船机动飞行、对接和舱外活动的训练，整个计划耗资54亿美元。

“双子星计划”圆满完成了预定目标，全面研究了人在太空中长期工作和生活的情况。到“双子星”12号飞行结束时，美国宇航员已经有了2000小时的太空飞行记录，而此时苏联的飞行时数只有500多小时，美国至此开始领先于苏联。

登月创举“阿波罗计划”

阿波罗是古希腊神话传说中掌管诗歌、音乐、医药的太阳神，他是月神的胞弟，曾用金箭射死巨蟒，替母亲报仇雪恨。阿波罗，这位古希腊男神从20世纪60年代开始被人类的登月计划赋予了新的意义。

“阿波罗计划”是美国从1961年到1972年组织实施的一系列载人登月飞行任务，目的是实现载人登月飞行和人对月球的实地考察，为载人行星飞行和探测进行技术准备，它是世界航天史上具有划时代意义的一项成就。“阿波罗计划”始于1961年5月，至1972年12月第6次登月成功结束，历时约11年，耗资255亿美元。该计划的总投资约占当年美国GDP的0.57%，约占当年美国全部科技研究开发经费的20%。“阿波罗计划”带来了惊人的长期就业增长，在工程关键时期，有2万家企业、200多所大学和80多个科研机构加入该计划，总人数超过30万人，其科技成果影响深远，人类至今受益。

登月前的准备

“阿波罗计划”中包括11次载人任务，从“阿波罗”7号一直到“阿波罗”17号，全部从佛罗里达州的肯尼迪航天中心发射。

“阿波罗”1号原计划于1967年2月21日发射升空至地球轨道，并停留14天，1967年3月7日在大西洋波多黎各北面降落，但这次任务发生了意外。

1967年1月27日，指令长维尔基尔·格里森、高级驾驶员爱德华·怀特和驾驶员罗杰·查菲在肯尼迪航天中心第34号发射架上的“土星”1B号火箭顶部进行发射的模拟演习时，意外的电火花点燃了充满舱室的纯氧，大火迅速吞没了“阿波罗”1号指令舱，三人不幸遇难。因“阿波罗”1号出现事故，后续的任务被调整，也就没有了“阿波罗”2号和“阿波罗”3号。“阿波罗”4号到“阿波罗”6号也都是无人测试飞行。

“阿波罗”7号是“阿波罗计划”中第一次载人飞行任务，1968年10月11日发射升空，10月22日降落，环绕地球轨道11天。该任务是“土星”1B号运载火箭的首次载人发射，也是世界上第一次三人太空任务。

“阿波罗”7号的成功与否将决定NASA对“阿波罗计划”的信心。“阿波罗”7号的任务包括：测试指令舱上的登月舱对接系统以及首次美国太空船电视直播。“阿波罗”1号的悲剧对美国航天事业是一个沉重的打击。大火之后，指令舱很多地方都被修改以确保安全，在任务中，“阿波罗”7号使用的硬件以及所有的任务操作系统都没出现差错。服务推进系统以及航天器进入和离开月球轨道所使用的几个关键的推进器都成功地点火。这次任务证明了阿波罗航天器在太空中完成任务的能力。

由弗兰克·博尔曼、吉姆·洛威尔与威廉·安德斯所组成的“阿波罗”8号团队，1968年12月21日搭乘“土星”5号火箭升空，它从绕地球轨道进入绕月球轨道，最后于12月27日安全地返回地球。任务是测试阿波罗指挥舱系统在地球和月球轨道之间的太空及绕月轨道上的性能，包括通信、跟踪和生命保障等各个方面，评估宇航员在开展绕月轨道任务期间的表现，迈出了载人月球探测的第一步。

“阿波罗”9号是“阿波罗计划”中第三次载人飞行任务，是1969年3月3日实施的10天地球轨道任务。这是“土星”5号火箭的第二次载人发射，是阿波罗登月小艇的第一次载人发射。“阿波罗”9号是第一艘搭载登月舱的飞船，它在绕地球轨道上进行了長时间飞行，并对登月舱进行进一步检验。任务是测试人类在太空环境中的反应和失重状态。

“阿波罗”10号是阿波罗计划中第四次载人飞行任务。1969年5月18日发射升空，1969年5月26日返回地球。这是第二次环绕月球的载人任务，首次将登月舱带入月球轨道进行测试，并使登月舱下降到离月球表面15千米以内，以检验其性能，也是人类航天史上第一次从太空发回彩色现场录像。“阿波罗”10号是人类登月最后的“彩排”，执行了真正登月时需要完成的相关步骤，从执行任务的宇航员到指挥中心的控制人员都对登月的过程进行了一次演习。

“阿波罗”11号实现人类首次登月

1969年7月16日，由“土星”5号火箭运载的“阿波罗”11号飞船顺利升空。“土星”5号的第三级火箭熄火时，将飞船送至环绕地球运行的低高度停泊轨道。接着，第三级火箭第二次点火加速，将飞船送入地-月过渡轨道。随后，飞船与第三级火箭分离，飞船沿过渡轨道飞行2.5天后开始接近月球，最后由服务舱的主发动机减速，飞船进入环月轨道。

1969年7月20日，宇航员尼尔·阿姆斯特朗和巴兹·奥尔德林进入登月舱，驾驶登月舱与母船分离，下降至月面实现软着陆。另一名宇航员仍留在指挥舱内，继续沿环月轨道飞行。登月宇航员在月面上展开太阳电池阵，安设月震仪和激光反射器，采集月球岩石和土壤样品22千克，然后驾驶登月舱返回环月轨道，与母船会合对接，随即抛弃登月舱，起动服务舱主发动机使飞船加速，进入月-地过渡轨道。在接近地球时，飞船进入再入走廊，抛掉服务舱，使指挥舱的圆拱形底朝前，在强大的气动力作用下减速。进入低空时，指挥舱弹出三个降落伞，进一步降低下降速度。“阿波罗”11号飞船指挥舱于7月24日在太平洋夏威夷西南海面降落。

在“阿波罗”11号实现人类千百年来的登月梦之后，“阿波罗计划”并没有就此告一段落，1969年11月，“阿波罗”12号成功完成了人类第二次载人登月任务。

第三次载人登月任务交给了“阿波罗”13号飞船，计划于1970年4月11日至4月17日执行。然而，这次任务并不顺利，飞船发射后两天，服务舱的氧气罐爆炸，飞船严重毁损，失去大量氧气和电力；三位航天员只好使用航天器的登月舱作为救生艇。航天器的导航与控制系统没有损坏，但是为了节省电力，在返回地球大气层之前都被关闭。三位宇航员在太空中经历了低温、缺少电力及饮用水的问题，但最终仍然成功返回了地球。

“阿波罗”14号完成了人类第三次登月任务，于1971年1月31日发射，2月5日登月，2月9日返回地球。“阿波罗”15号完成了人类第四次登月任务，于1971年7月26日发射，1971年8月7日返回。“阿波罗”15号是“阿波罗计划”中首次J任务—与前几次任务相比在月球上停留更久，科学研究的比例更大。指令长大卫·斯科特和登月舱驾驶员詹姆斯·艾尔文在月球表面停留了三天，在登月舱外的时间总长为18个半小时。两位宇航员驾驶的历史上第一辆月球车使他们在月球上穿越的距离比前几次任务远了很多。他们一共收集了约77千克的月球岩石标本。与此同时，指令舱驾驶员阿尔弗莱德·沃尔登留在指令舱中环绕月球，使用科学仪器模块中的全景相机、伽马射线光分计、绘图相机、激光高度计、质谱仪以及任务后发射的子卫星等设备对月球表面环境进行了详细的研究。

“阿波罗”16号是人类历史上第五次成功登月的任务，1972年4月16日发射，1972年4月27日成功返回。它此行从月球上带回90千克重的岩石，两名宇航员在月球上度过了71小时，创造了世界纪录。

“阿波罗”17号登月舱于1972年12月7日，由“土星”5号火箭运载升空，小组由指令长塞尔南、指令舱驾驶员埃万斯和登月舱驾驶员施密特组成。1972年12月11日降落在金牛座利特洛峡谷，两名宇航员在那里进行了三次月面活动，总计时长22小时。“阿波罗计划”中的唯一一位执行任务的科学家，地质学博士哈里森·施密特在“阿波罗”17号中担任登月舱驾驶员。他与塞尔南在三次月球行走中收集了111千克的月球岩石标本。乘坐着月球车，两人在陶拉斯-利特罗山谷行驶了34千米，还发现了橘红色的泥土。两人在任务结束后将最完整的一套科学仪器留在月球表面上。这是“阿波罗计划”中的最后一次任务，于12月19日返回地球。

世界各国的登月计划

中国的“嫦娥工程”

随着冷战结束，太空竞赛也完成了历史使命。世界的东方，中国的航天事业渐渐取得了令世界瞩目的成就。

随着新千年的到来，中国人开启了属于自己的探月工程，为人类和平使用月球做出了新的贡献。2004年，中国正式开展月球探测工程，并命名为“嫦娥工程”。中国探月工程采用绕月探测、落月探测和月球采样返回探测，即“绕、落、回”三步走发展战略，每一步都是对前一步的深化，并为下一步奠定基础，它们有明显的递进关系。

探月工程一期的任务是实现环绕月球探测。嫦娥一号卫星于2007年10月24日发射，在轨有效探测16个月，2009年3月成功受控撞月，实现中国自主研制的卫星进入月球轨道并获得全月图。

探月工程二期的任务是实现月面软着陆和自动巡视勘察。嫦娥二号于2010年10月 1日发射，作为先导星，为二期工作进行了多项技术验证，并开展了多项拓展试验，目前已结束任务。嫦娥三号探测器于2013年12月2日发射，12月14日实现落月，开展了月面巡视勘察，获得了大量工程和科学数据。2018年5月21日，我国发射首颗月球中继星“鹊桥”，于6月14日进入使命轨道。同年12月8日，发射首次在月球背面着陆的探测器嫦娥四号。嫦娥四号有三大科学任务：开展月球背面低频射电天文观测与研究；开展月球背面巡视区形貌、矿物组分及月表浅层结构探测与研究；试验性开展月球背面中子辐射剂量、中性原子等月球环境探测研究。

阿姆斯特朗：第一个踏上月球的人 尼尔·奥尔登·阿姆斯特朗（1930年8月5日-2012年8月25日），美国宇航员、试飞员、海军飞行员以及大学教授。在美国国家航空航天局服役时，阿姆斯特朗于1969年7月20日第一个踏上月球，也是第一个在地球外星体上留下脚印的人类成员，和其搭档两人在月球表面停留了两个半小时。阿姆斯特朗的首次太空任务是“双子星”8号，在这次任务中，他和大卫·斯科特执行了历史上第一次轨道对接。1969年7月，阿姆斯特朗在执行他的第二次也是最后一次太空任务阿波罗11号时，迈出了“人类的一大步”。

奥尔德林：第一个从外星球回来踏上地球的人 巴兹·奥尔德林，1930年1月20日出生于美国新泽西州格林瑞治，美国飞行员、美国国家航空航天局宇航员，在执行第一次载人登月任务“阿波罗”11号时成为第二个（在阿姆斯特朗之后）踏上月球的人，但他是第一个从外星球回来踏上地球的人。

探月工程三期的任务是实现无人采样返回，于2011年立项。2014年10月24日，我国实施了探月工程三期再入返回飞行试验任务，验证返回器接近第二宇宙速度再入返回地球相关关键技术。11月1日，飞行器服务舱与返回器分离，返回器顺利着陆预定区域，试验任务取得圆满成功。随后服务舱继续开展拓展试验，先后完成了遠地点54万千米、近地点600千米大椭圆轨道拓展试验、环绕地月L2点探测、返回月球轨道进行嫦娥五号任务相关试验。

嫦娥五号主要科学目标包括对着陆区的现场调查和分析，以及月球样品返回地球以后的分析与研究。2019年1月14日，国家航天局副局长、探月工程副总指挥吴艳华表示，2019年年底将发射嫦娥五号。

日本计划2030年登陆月球

1990年，日本发射“飞天”号探测器，成为世界上第三个探月国家。日本计划于2019年向月球发射无人探测器，并通过独有的“SLIM”技术研制能够穿梭于空间站和月球间的小飞船。

据日本媒体2018年8月报道，日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）正在构想实现日本首次载人登月计划。日本希望参与美国2020年建设月球基地的计划。日本将与欧洲合作，目标是在2030年实现登陆月球。如果这一计划得以实现，那么日本将成为继美国“阿波罗计划”之后时隔60年第二个载人登月的国家。

日本在大型火箭和向国际空间站（ISS）运送物资的无人运输机方面都拥有很高的技术水平，但是在宇航员的运送上还是一直依靠着美国和俄罗斯。如果日本此次可以实现载人登月计划，那么日本在空间领域的存在感将出现质的飞跃。

根据设想，日本的月球登陆飞船将被设计成类似四角桌的形状，飞船上半部分将与欧洲研制的起飞舱相连。月球登陆飞船将停留在围绕月球盘旋的月球基地中，飞船内的4名宇航员将乘坐起飞舱进行降落。通过起飞舱发动机反喷射而实现软着陆。之后宇航员将在月球上滞留两天，对月球表面进行研究。

美国计划2028年重返月球

近日，NASA发布正式公告，号召私营企业参与载人登月技术研发。此外，NASA还公布了2028年在私营企业协助下实现重返月球计划的宏伟路线图。

根据NASA发布的“广泛机构公告”，要求私营企业在2019年3月25日之前提出登月系统、登陆舱、太空加油系统和转运飞船的设计概念，期限只有一个多月。5月，NASA从参与企业中选出数家进入6个月的初步研究和开发阶段，每家公司可获得高达900万美元的资助。根据该阶段取得的进展，NASA将至少选择两家公司进入任务示范阶段，开始实体建造试验，被选中的公司将获得高达数亿美元的资助。根据公司规模，这些公司将被要求承担至少10%～20%的开发成本。

日前，NASA局长吉姆·布里登斯廷在媒体圆桌会议上宣布，NASA计划于2024年进行第一次演示任务，包括登陆舱从月球轨道空间站（GateWay）出发并在月面着陆；2026年，将进行第二次演示任务，着陆器由登陆舱和上升舱组成，转运飞船先将着陆器运到距离月面100千米的环月轨道上，着陆器着陆后开展探测任务，任务结束后再由上升舱提供动力返回GateWay。2028年，4名宇航员将按照上述技术方案“重返月球”，并在月球上停留7天。

布里登斯廷表示：“此次登月我们不会只留下旗帜和脚印，然后回家，50年不再去，而是会留在那里。我们将建设可持续的、可重复使用的月球系统。该系统包括支持人类居住、工作以及燃料生产的设施。我们将消除风险、改进技术，并尽可能多地将这些技术搬上火星。”

俄罗斯计划在2030年后登月

在2018年11月19日举行的国际空间站20周年纪念活动上，俄罗斯能源火箭太空公司公布了俄罗斯月球基地计划的建设路线图，作为该计划的重要组成部分，俄罗斯宇航员将在2030年后登上月球。

能源火箭太空公司第一副总经理米克林表示，俄罗斯月球基地建设将分为三个主要阶段，宇航员计划在月球停留14天。根据这份建设路线图，从现在起到2025年为第一阶段，将构建登月设备的基本模型，同时利用现有的国际空间站测试相关技术。第二阶段从2025年到2035年，主要目标是实现宇航员登陆月球，并开始组建长期月球基地。2035年后为第三阶段，将建成适合人居住的月球基地并展开相关科研工作。

2018年3月，俄罗斯航天集团宣布，计划两年内发射“月球”25号探测器，重启俄罗斯中止了40余年的月球探测计划。2018年11月初，俄罗斯航天集团总裁罗戈津曾表示，俄罗斯计划在月球建立一个长期基地，该基地可定期接待访问，不需要人员长期驻扎，日常运行主要通过遥控机器人系统来管理，并通过机器人在月球表面执行任务。

欧州计划2025年前登月

2019年1月21日，欧洲航天局（简称：欧航局）发布声明称，他们已经与一家欧洲火箭制造商达成了合作协议，将在2025年前登上月球，并建立月球基地。声明称，欧航局将使用这家火箭制造商的火箭携带登月所需的相关设备，还将开采月球表面的风化层。月球表面的风化层是一种可以提取水和氧气的矿石，如果未来能有人类或机器人在月球驻扎，可以通过提取这些能源就地生产燃料，进而把月球基地当作深空探索的中转站。比如在执行火星任务时，飞船可以先飞到月球，完成补给后再继续前往火星。按照欧航局此前的说法，在打造月球基地的过程中，他们还计划利用月球土壤当建材，3D打印建造居住舱，融化陨石坑里的冰层获取水，用月球泥土种地作为食物来源。

灿烂空星？未来无垠

太空探索耗资巨大、风险极高，“路漫漫其修远兮”。2016年4月24日，中国首次设立“中国航天日”。2019年2月20日，中国探月工程嫦娥四号任务参研参试人员得到了国家领导人的接见，可见我国政府对太空探索、对探月工程的重視。太空探索永无止境，相信我国的航天工作者一定会实现探月工程总目标，为人类和平利用太空、推动构建人类命运共同体贡献更多中国智慧、中国方案、中国力量。

康德在《实践理性批判》的结尾写道：“灿烂星空，位吾头顶；道德律令，在吾心中。”探索发现的好奇心和占领技术制高点维护国家安全的进取心，使得人类从未停止对外太空的探索。我们相信人类的脚步一定不会仅仅停留在月球表面，登月之梦只是探索浩瀚苍穹的一次勇敢征程，宇宙无垠，未来无限……