美国自阿波罗后再无登月,他们是否失去了再次登月的技术?
阿波罗计划 (Apollo program)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。
背景
阿波罗计划于1960年早期在艾森豪威尔执政时被首次提出,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250亿美元(相当于2018年时的1530亿美元)。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%。据统计在阿波罗工程的高峰时期,全美参加工程计划的有约2万家企业、200多所大学和80多个高级科研机构,总人数超过30万人。而此前的曼哈顿计划,虽然集中了当时西方国家最优秀的核科学家,也只是动员了10万多人参加这一工程,历时3年耗资20亿美元。
阿波罗计划作为水星计划的后续计划,它要实现的是不仅能搭载三名宇航员,还要可以载人登月。但由于艾森豪威尔对航天计划似乎并不热衷,一开始他们并没有得到足够的经费进行阿波罗计划。直到1961年4月12日,苏联宇航员尤里·加加林成为了首次进入太空的人类,这大大加深了美国对在航天竞赛中落后的恐惧。而推动这一计划的正是副总统林登·约翰逊,他认为“我们既没有尽最大努力,也没有达到让美国保持领先的程度,但是未来登月的计划不仅可行,还可以绝对使美国在航天竞赛中获得领先地位。”
尤里·加加林
从提出计划到阿波罗11号的这段时间内,美国进行了好多次无人测试飞行(阿波罗4号到阿波罗6号),直到1968年10月11日阿波罗7号终于进行了第一次载人飞行,3名宇航员绕地球飞行了163圈。阿波罗7号的任务是,测试指令舱上的对接系统。而到了阿波罗10号,甚至可以飞绕月球轨道,并使登月舱下降到离月球表面15公里以内。可见,美国从测试到探测检测登月设备性能这方面,时间也大约用了7年。
阿波罗11号登月流程
1969年7月16日,阿波罗11号飞船由“土星”5号火箭运载,成功在月球着陆。阿波罗号飞船由指挥舱(重约6吨)、服务舱(重约25吨)和登月舱(14.7吨)3个部分组成,当第三级火箭发射时,它把飞船送入环绕地球的低空系泊轨道。第三级火箭点火并第二次加速,将航天器送入地月过渡轨道。宇宙飞船与第三级火箭分离。飞船在沿过渡轨道飞行了2.5天后开始接近月球。接下来服务舱的主机减速,使飞船进入绕月轨道。宇航员尼尔·阿姆斯特朗和巴斯·奥尔德林进入登月舱,将舱与母船分离,降落到月球表面进行软着陆。
着陆点
另一名宇航员留在指挥舱继续绕月飞行。登月器在月球表面部署太阳电池阵,安装了月球地震仪和激光反射器,采集了22公斤月球岩石和土壤样本,然后驾驶登月舱升级返回月球轨道,与母船会合,然后弃月舱,启动服务舱主机,加速飞船进入月地过渡轨道。
在接近地球时,飞船进入再入通道,丢弃服务舱,在强大的气动力作用下使指挥舱拱形底部朝前减速。进入低空时,指挥舱弹出三个降落伞,进一步降低下降速度,最终他们在夏威夷西南部的太平洋着陆。阿波罗计划虽然取得了巨大的成功,但在计划中也有过几次严重的危机,阿波罗1号测试时的大火瞬间在15秒内造成宇航员死亡,阿波罗13号的氧气罐爆炸,还有阿波罗联盟测试计划返回大气层时排放的有毒气体几乎让宇航员丧命。
而后在1972年12月美国“阿波罗17号”飞船返回地球、美国正式宣布终止“阿波罗”登月计划。之后的几十年来,再没有任何国家进行过任何登月的计划。
土星五号
在1967年-1973年间美国共发射了13枚“土星5号”运载火箭,这个推力达到3408吨,近地轨道运载118吨的庞然大物,也是迄今为止世界上体积最大的火箭。
土星五号
在阿波罗计划结束后,土星五号的所有资料也被封存了。人们对于土星五号具有着非常多的疑惑,为什么在当时这么大的火箭,发射成功率那么高最后却弃之不用了。
据说,土星五号的整体设计零件达到3000多个,而且许多制造商已经停业了,号称图纸丢失的土星五号,如今看来想重新制作完整的土星五号已经是不可能了。
就比如说Apollo计算机需要使用这种奇怪的芯绳内存的东西,他的内存只能构建72 KB的程序存储空间。
芯绳内存
但是现在没有人再制造芯绳内存存储了,它完全就是一个过时的东西!但是令人疑惑的是,在如今的科技发展下,我们在网上随便买一个U盘都是几百个G的内存,为什么这玩意就造不出来呢?显然,在美国人的眼里,过时的东西就不再有意义了,虽然我造不出土星五号了,但是我可以造其他更新更好的火箭。而且价格还便宜,还能与现代技术接轨。
现在就算让美国人拿着图纸造出了火星五号,那还能拿来干什么呢,首先从计算设备来看,很多架构都不兼容了,现在计算机的能力都是50多年前上亿倍了,天上飞的卫星都更新换代了,土星五号就算能发射,它也将没有任何作用,只能跑到外太空溜一圈。
按美国人的说法火星五号就是拿来登月的,它要运载近50吨左右的阿波罗飞船,普通的航天计划根本用不上那么大的运载能力。
说到这里,大家应该也明白了,资金和计划决定了该做什么不该做什么。在60年代,发射一次土星5号就要花费数十亿美元,再算上如今的通货膨胀那将是很大的一笔费用,而现在的SpaceX猎鹰重型火箭发射一次都不用一亿美元(9500万美元)。这个仅次于土星五号的猎鹰重型运载火箭高70米宽12.2米,重量为1420.8吨,起飞时 27 台梅林1D发动机同时工作,可以提供高达2280多吨的起飞推力,可送入近地轨道的有效载荷高达63.8吨,为现役航天器之最。
我国目前的长征五号近地轨道(LEO)有效载荷是25吨。其实猎鹰重型火箭这样的白菜价格,对全世界的航天事业是有着冲击的。
为什么美国不再登月
假设阿波罗计划是真实可信的,那么我觉得问题本质上不是技术问题,而是两个因素的结合。首先,除了拍摄照片外,目前在月球上美国已经是无事可做了,因为他们在阿波罗计划中已经做完了。从各种地质勘测,载人登月,到采集月岩样本带回地球,美国人都做到了。
因此,如果美国航天有其他的预算要花,那么应该就是参观彗星或探索火星/土星/木星/冥王星等等。其次,当前的航空航天安全标准不是1970年代的水平,目前看再次登月的成本高得多,而且美国再也没有利用现代技术进行过登月,所以具体究竟要花费多少财力才能重返月球,外界没有人知道,虽然目前的猎鹰重型火箭我想几乎可以和土星五号相提并论了。
而且即使按照60年代当时的全世界的航天安全标准,阿波罗登月计划看起来也实在是太疯狂了。
可见实现过和没有实现过是存在很大的差距的,如今美国早就可以在火星发送探测车并着陆了,这并不能否认美国的航天科技,他们早在十几年前就进行了一系列的火星探测。而我们的火星天问一号探测器现在还在科学真理的征途上漫漫前行。
火星探测车
最后
随着我国的嫦娥五号成功落月挖土,标志着中国探月工程的收官之战马上就要结束了,也将迎来中国航天的新进程。而美国2024年重返月球的计划也早就开始了,美国的SLS巨型火箭预计也将于2021年11月首次亮相。据估计发射时的最大推力将比50年前用于发射阿波罗登月任务的“土星五号火箭”高出约15%,大家还是拭目以待,看看美国是否有能力重返月球。