航天史：36.对接登月舱

上次说到，阿波罗9号准备发射。这次还是二老带一新。三个人接受的训练非常丰富，因为阿波罗9号是非常重要的一次飞行，这一次要测试阿波罗计划登月所需要的对接技术，而且是登月舱第一次实际测试。

格鲁门公司制造了一个登月舱，编号是LM-2，这个登月舱有很多的缺陷，因此需要把这些BUG一一修好才行。承包商格鲁门公司又做了一个登月舱，编号是LM-3，工程师们都觉得LM-3的质量比LM-2要强。但是这两个登月舱都太重了，是没办法完成登月任务的。也就是说，如果用土星5号搭载着这个登月舱去月球的话，能量不够。所以呢，LM-2最后也就进了博物馆，没有发上天。

阿波罗9号需要搭载LM-3登月舱进入太空进行测试。因为只是在地球轨道上测试，重一点问题不大。但是LM-3的问题还是不少，比如铆钉孔有裂纹等等。格鲁门公司一直在解决这些问题。工程师们挖空心思来减重，不过呢，在LM-3上是实现不了了，直到LM-5才解决，LM-5就是阿波罗11号的登月舱。

LM-3登月舱在安装

因为这一次阿波罗飞船和登月舱是需要进行分离的，并不是总在一起。所以宇航员们就给指令舱起了个外号叫“橡皮糖”。指令舱是北美航空制造的，送来的时候外边包着一个蓝色的软包装。所以这是哪个宇航员还挺顽皮的，索性就起了个外号叫“橡皮糖”。登月舱呢？因为登月舱翘着4条腿，所以起了个外号叫“蜘蛛”，这还是蛮形象的。NASA并不希望宇航员给飞行器起外号。因为这帮人特别喜欢恶搞。起的名字都不好听，有损美国国威。但是，这一次NASA是勉强同意了，因为不起名字，互相称呼太麻烦了。后来这也就成了NASA的一个惯例。

这一次还要测试登月航天服，要实现双人出舱行走。登月的航天服和一般的航天服不一样，因为登月航天服是个完全的系统。要有供氧系统，要有体温调节系统。还要处理人呼吸排出来的二氧化碳。这套系统全都要自己背在身上。毕竟登月以后，宇航员要到处溜达。不可能屁股后头拉根管子，这不现实。这套航天服也是要测试的。

登月航天服

所以，这一次宇航员的任务特别多，他们也必须接受非常严格的训练。但是，没想到的是。三个宇航员居然齐刷刷的感冒了。弄得NASA一脸黑线。阿波罗7号已经留下了足够的心理阴影了，千万不能让这些宇航员带着感冒上太空。可是后备宇航员的训练不如斯科特、麦克迪维特和拉塞尔，NASA最后决定，阿波罗9号推迟3天发射。结果这一推，多花了50万美元，NASA是真豁得出去啊。

1969年的3月3号，阿波罗9号顺利的发射升空了。总统尼克松派了副总统来肯迪尼航天中心给阿波罗9号送行。他在控制大楼里面看了发射的全过程。阿波罗计划是肯尼迪推进的，但是最后摘桃子的是尼克松。火箭还是一如既往的给力。起飞以后11分钟后，阿波罗9号就被送到了离地面164公里的轨道上。

第三级顶端的登月舱

他们需要做的第一件事，就是驾驶指令舱调转180度，和登月舱对接。第三级火箭外壳就像花瓣一样张开，让里面的登月舱露出来了，登月舱的腿收着，还没有放开。指令舱慢慢的调整位置，慢慢往前凑，慢慢接近登月舱。

联盟4号是插头，联盟5号是锥套

美国当时用的对接系统比苏联的更上一层楼。苏联的联盟4号和联盟5号也做了成功的对接，但是，他们对接完成以后，人不可能通过对接点钻过去。只是把两艘联盟号飞船连接在了一起而已。要想从一艘飞船进入另一艘飞船，只能靠太空行走，您费点劲，出舱，从外边爬过去。苏联的登月计划也是一样，宇航员进入登月舱，也需要通过太空行走，从外边爬进去。

阿波罗飞船的对接机构

相比之下，美国人的对接系统就方便多了，宇航员可以从中间钻过去直接进入登月舱。既安全，又方便。不过当时的对接系统是分公母的，登月舱的对接接口是个锥套，就像一个大漏斗一样，指令舱的对接系统是一个插头。其实呢，这种模式是从空中加油系统那儿学来的。飞机的软管空中加油，不就是这么干的嘛。

苏联为登月计划设计的对接装置又有点体现俄国人的暴力美学。它并不是一个插头配一个漏斗。而是一个插头配备一个网格，这个金属网格有很多的眼儿。您的插头随便插，插在哪个眼儿里都行。

联盟号飞船和LK登月舱的对接系统

阿波罗飞船的对接系统有很多麻烦之处。两艘飞船可不一定是在一条直线上，插头未必就是顺着插进去，可能是歪着插进去的。为此，阿波罗飞船上的那个插头是可以伸缩的。也可以在一定范围内摇摆，前头有个蘑菇头。只要蘑菇插进登月舱的那个喇叭口，最终锁定卡住。然后指令舱这边就开始缩短这个插头。一直缩短到把登月舱和指令舱牢牢的贴在一起。然后周边的那些插头啊，挂钩啊，就开始起作用了。把登月舱和指令舱牢牢的锁住。中间这个漏斗和插头的任务已经完成了，可以从里边拆下去。中间大概是一个几十公分口径的洞，这就是联通登月舱和指令舱的通道。

APAS-75对接机构

当时采用的这种锥套插头的模式，现在早就不用了。日后阿波罗飞船和联盟号实现太空对接的时候美苏双方商量了另外一种更先进的对接机构。用的是两个对接环。中间是预留的通道，本来就是空的。两个对接环要想适应各种情况，需要能上下左右的摇摆，需要能左歪右歪的转动偏移。需要是实现这个功能，机械结构就像是两个人各握着一个环进行对接，这个过程没有多复杂。只是飞船只靠两只手是不够的，需要三只手才行。两个环对接好以后，两个人的手都拼命往自己这边拉，两个人不就靠在一起了嘛。这就相当于航天器的对接过程。中间有个洞嘛，一般是800毫米，开了门就可以钻来钻去。

安装在航天飞机货舱里的APAS-95对接环

我国的神舟飞船采用的就是类似的对接装置，和苏联的APAS-95系统是兼容的。国际空间站上其实有好多种对接机构，理论上我们的神州也能对接上去。但是实际上不可能，我们没有参与国际空间站项目。不过呢，外国的飞船倒是有可能对接到我们的天宫空间站上。只要大家在地上商量好，技术上不是什么障碍。

扯远了，我们还是说回阿波罗9号。登月舱是被动的，由指令舱主动靠近。斯科特操控指令舱，慢慢的对上去。前头的插头插进锥套，开始拉进，周围的锁定机构也开始起作用，最后完全锁死，对接成功了。然后，慢慢的把登月舱和第三级火箭分离，慢慢的拽出来。第三级火箭渐行渐远，最后在地面遥控之下，屁股一溜烟，进入了环绕太阳的轨道。其实人家还剩了不少燃料呢。

土星5号火箭的第3级自己跑了

现在，太空轨道上就剩下孤零零的阿波罗9号飞船的联合体了。下一步是测试用飞船服务舱的火箭来驱动整个联合体。斯科特负责操纵服务舱的火箭开机5秒钟。开机很顺利。指令舱顶着登月舱往前加速，一点问题也没有，这项实验成功了。

接下来，宇航员们该睡觉了，这一觉他们睡得还是挺香的。不过半夜被广播电台的声音吵醒了一次。他们模模糊糊的听到广播里传来听不懂的语言，他们猜是汉语。我也不知道他们怎么会收到地球上的广播，频率不对吧。当时的中国，射程2800公里的东风3号导弹已经研制成功了，射程达到4400公里的东风4号导弹正在紧锣密鼓的研发之中。但是，当时中国还不具备发射卫星的能力。所以，也不可能是中国卫星发出的广播信号。也可能是他们听错了。这就说不清楚了。

登月舱的结构，分上升段和下降段

不管怎么说，宇航员们已经睡足了，他们还有重要的任务。他们需要开服务舱的发动机进行加速，连开3次。接下来，他们要开登月舱的反推发动机来进行测试，这个能力也非常的重要。因为登月舱的降落反推发动机其实是一个备份，万一服务舱的发动机出问题了。宇航员就必须利用登月舱的发动机来反推。服务舱的发动机叫AJ10，推力和登月舱的反推发动机TR201差不多，半斤八两。从理论上讲登月舱的反推发动机是有足够的能力担任备份的。好在设计登月舱的时候就有这种考虑，否则的话，阿波罗13就回不来了。

那么这两种发动机有啥差别呢？TR201最大的本事是深度节流，啥意思？就是开小油门，能一直压到30%都不熄火。普通的火箭发动机早就熄火了，没这个本事。因为登月舱要着陆到月球表面，有时候需要大推力，有时候需要小推力，这样才能保证轻柔的落地。深度节流是必备的本事。这个技术后来传来传去，被SpaceX公司掌握了，才有猎鹰火箭神奇的垂直回收，竖着反推落地。最早的技术源头就是登月舱的反推发动机。

但是，就在这时候，拉塞尔出问题了，他开始晕船。麦克迪维特也开始晕船。他们不断的呕吐。天知道怎么会在这个时候开始出现身体不适。他们要是在飞船里静静地待着倒是没问题。但是一动一起就头晕。但是要穿宇航服，又不可能不动，没办法他俩是咬着牙克服困难，穿上宇航服，开始准备进入登月舱，谁也不知道登月舱到底什么情况，还是穿着宇航服保险。

他们进入了登月舱，关闭了舱门，然后开启了登月舱的生命维持系统。就是要看看，只靠登月舱的维生系统，两个人能不能生活。在登月舱，拉塞尔又吐了。他的状态不好，但是他还是咬牙坚持。他们在登月舱，发动了登月舱的反推发动机，连续开了367秒。工作状态良好。他们俩就在登月舱里睡了一觉，斯科特睡在指令舱里。将来登月的话，也是一个人坚守指令舱，另外两个人登月，本来也是分开居住的。

麦克迪维特在舱外

为了以防万一。还有一个科目要训练，那就是麦克迪维特和拉塞尔穿着登月宇航服从登月舱的门出去，然后从指令舱的门进去，这是万不得已才会使用的方式，但是不能不进行测试。两个人完成了一次双人太空行走。在舱外，两个人玩儿的还挺开心的。一抬头，发现前方有一道火光。那是一颗陨石落进了地球大气层。他们俩顿时觉得脊梁沟冒凉气。因为要是这块陨石来的早一点的话，也许就打到阿波罗9号了。那速度可比步枪子弹快多了。那么大一块，砸上就完蛋。好在这块大石头掉进大气层变成了流星。

斯科特伸出个头

斯科特也从指令舱的舱门探出半个身子给他们俩拍照。他们在指令舱和登月舱之间折腾了几个来回，这项工作也圆满完成。时间不知不觉进入到了第5天，现在还剩下最后一个科目了，那就是让登月舱和指令舱分离。然后拉开一段距离，登月舱独自操作。

这是有人驾驶的登月舱

他俩进入了登月舱，把门关严实。斯科特按下按钮，指令舱和登月舱分离。一开始，登月舱和指令舱是同步飞行的，两者相距非常近，然后渐渐拉开了距离。登月舱开发动机加速，结果登月舱就爬升到了更高的轨道上。线速度虽然增加了，但是角速度却降低了。也就开始和指令舱拉开距离。他们最远拉开了185公里的距离。在远距离上，他们测试了登月舱下降发动机的各种模式，基本上耗光了燃料。到最后，登月舱的底座被抛弃了。只剩下登月舱的上升级。上升级也有一台发动机，开了这台发动机逐渐追上了指令舱，再次和指令舱对接，麦克迪维特和拉塞尔回到了指令舱。

被抛弃的登月舱上升段

至此，登月舱已经没有用了，可以直接抛弃。大部分科目都完成了，剩下的时间，宇航员们都很轻松。他们主要在给地球拍照。他们用4台哈苏相机联拍。每台相机装不同的胶卷。这些胶卷对应不同的光波波段。这样的拍摄手段可以显现地球表面的不同特征，比如追踪污水流入大海，或者是使用红外线对农田进行拍照。这可不是单纯为了拍地球的美景，而是一项实验，为未来的地球资源卫星打基础。

因为地面上天气不好，他们不得不在太空里多绕了一圈。最后阿波罗9号飞船落在了百慕大以东300公里的地方。瓜达卡纳尔号两栖攻击舰就在附近，马上就开过来了。阿波罗9号被顺利的捞上了甲板。

这次计划完成以后，麦克迪维特不再当航天员了，1969年的年底，他成了阿波罗航天计划的主任，成了NASA的一个主管官员。斯科特倒是仍然留在宇航员队伍里，成了阿波罗12号的替补指令长。不过阿波罗12号没有轮到他这个替补上场。不过他参与了阿波罗15号的登月任务。

拉塞尔因为在太空的晕船实在是太厉害，在他心里留下了一个阴影，回来以后，他自愿接受了医学检查。以后他也没有再上太空。但是他的这一次经历给太空医学提供了重要的依据。阿波罗17号的指令长尤金·塞尔南说过，拉塞尔为所有人付出了代价。

既然阿波罗9号如此成功，NASA当然是深受鼓舞。阿波罗10号已经准备上路了。那时候，美国的发射频率很高。阿波罗9号是3月3日发射的，阿波罗10号预定在5月18号发射，间隔不过2个半月。土星5号是多贵的火箭啊。一枚火箭的发射成本和一艘航母的造价差不多。航母上长时间使用，土星5号是一次性的，这个对比实在是太强烈了，可见美国人花了血本了。不过NASA对于阿波罗10号任务仍然有一丝的担心。倒不是不放心火箭和飞船，而是不放心那帮野心勃勃的宇航员。NASA到底担心啥呢？我们下次再说。