登云步月回望人類登月50年

田闖

飛入星空，踏上月球，這是人類千百年來的夢想。商代的《歸藏》最早記錄了嫦娥奔月的神話故事，中國歷史上還出現過不少“飛天夢想家”。明代浙江婺城陶家書院山長陶廣義，喜好鉆研煉丹技術，因煉丹事故，轉為試制火器。晚年，他把47個自制的火箭綁在椅子上，雙手舉著兩個大風箏，設想利用火箭和風箏的推力飛天，史稱“萬戶壯舉”，成為“世界航天第一人”。

在古希臘神話中，月亮更具浪漫色彩。月亮女神塞勒涅戴著新月冠，身披長袍，頭戴面紗，有時長有雙翼，頂著金色光環，乘著兩只神牛拉動的月車在夜空中飛馳。

在東西方的神話中我們都會看到先人對月亮的向往，對飛天的渴望。如今，古代神話中的飛天登月之夢，已經成為現實。1969年7月20日，美國宇航員阿姆斯特朗成功登陸月球，完成了人類幾千年來的夢想。到目前為止，美國、俄羅斯、中國已經成功把探測器送到月球表面。2019年，在人類登月成功50周年之際，讓我們一起回顧這段光輝的登云步月之旅，一起展望人類航天的未來。

超級大國的太空競賽

1957年到1975年，美國和蘇聯正處于冷戰時期，為了爭奪航天實力的最高地位，兩個超級大國展開了太空競賽。這是一次以導彈為主的核軍備競賽，技術優勢不僅能保障國家安全，帶來至高無上的地位，也是意識形態先進的象征。太空競賽取得了開拓性的成果，如向月球、金星、火星發射人造衛星、無人駕駛空間探測器，向近地軌道和月球發射載人飛船。

早在第二次世界大戰期間，德國就研制出了V-2火箭，它的射程高達320千米，這是人類首次創造出有能力進入太空的裝置。二戰接近結束時，美國、英國、蘇聯的軍方和科學部門開始了對設在德國佩內明德的火箭項目的資料和技術人才的激烈爭奪。美國收獲最大，利用“回形針行動”帶走了包括V-2火箭締造者馮·布勞恩及其團隊的大批德國火箭技術專家、可以組裝成100枚火箭的零組件、制造火箭的核心設備。雖然沒有獲得德國的火箭技術，但蘇聯也在太空競賽中盡銳出戰，請出了天才火箭專家科羅廖夫。科羅廖夫曾在“大清洗”時期遭到迫害，入獄7年，太空競賽開始后，他重新獲得了重用，成為推動蘇聯航天技術突飛猛進的關鍵人物。

1957年10月4日，蘇聯發射了世界上第一顆人造地球衛星，在太空競賽中首戰告捷。落后于蘇聯的美國人心有不甘，即刻著手開展了新的發射計劃，他們打算趕在蘇聯人前面，將第一名宇航員送入太空。“水星計劃”是美國第一個載人航天計劃，原本由美國空軍主導，后轉由當時新成立的美國國家航空航天局（NASA）負責。不過，短短四年后，1961年4月12日，蘇聯宇航員尤里·加加林成為第一個進入太空的人類成員，使美國又一次在競賽中落敗。

在太空競賽中兩次處于下風的美國，于1965開始了第二個載人航天計劃—“雙子星計劃”。該計劃的目標是：考察宇航員和飛船在軌的最大駐留時間；與其他航天器交匯對接；太空行走技術驗證；在預定地點著陸。不過，“雙子星計劃”還有一個重要的目的—為登月計劃積累經驗。美國在1965年～1966年先后發射10艘各載兩名宇航員的飛船，進行醫學、生物學研究以及操縱飛船機動飛行、對接和艙外活動的訓練，整個計劃耗資54億美元。

“雙子星計劃”圓滿完成了預定目標，全面研究了人在太空中長期工作和生活的情況。到“雙子星”12號飛行結束時，美國宇航員已經有了2000小時的太空飛行記錄，而此時蘇聯的飛行時數只有500多小時，美國至此開始領先于蘇聯。

登月創舉“阿波羅計劃”

阿波羅是古希臘神話傳說中掌管詩歌、音樂、醫藥的太陽神，他是月神的胞弟，曾用金箭射死巨蟒，替母親報仇雪恨。阿波羅，這位古希臘男神從20世紀60年代開始被人類的登月計劃賦予了新的意義。

“阿波羅計劃”是美國從1961年到1972年組織實施的一系列載人登月飛行任務，目的是實現載人登月飛行和人對月球的實地考察，為載人行星飛行和探測進行技術準備，它是世界航天史上具有劃時代意義的一項成就。“阿波羅計劃”始于1961年5月，至1972年12月第6次登月成功結束，歷時約11年，耗資255億美元。該計劃的總投資約占當年美國GDP的0.57%，約占當年美國全部科技研究開發經費的20%。“阿波羅計劃”帶來了驚人的長期就業增長，在工程關鍵時期，有2萬家企業、200多所大學和80多個科研機構加入該計劃，總人數超過30萬人，其科技成果影響深遠，人類至今受益。

登月前的準備

“阿波羅計劃”中包括11次載人任務，從“阿波羅”7號一直到“阿波羅”17號，全部從佛羅里達州的肯尼迪航天中心發射。

“阿波羅”1號原計劃于1967年2月21日發射升空至地球軌道，并停留14天，1967年3月7日在大西洋波多黎各北面降落，但這次任務發生了意外。

1967年1月27日，指令長維爾基爾·格里森、高級駕駛員愛德華·懷特和駕駛員羅杰·查菲在肯尼迪航天中心第34號發射架上的“土星”1B號火箭頂部進行發射的模擬演習時，意外的電火花點燃了充滿艙室的純氧，大火迅速吞沒了“阿波羅”1號指令艙，三人不幸遇難。因“阿波羅”1號出現事故，后續的任務被調整，也就沒有了“阿波羅”2號和“阿波羅”3號。“阿波羅”4號到“阿波羅”6號也都是無人測試飛行。

“阿波羅”7號是“阿波羅計劃”中第一次載人飛行任務，1968年10月11日發射升空，10月22日降落，環繞地球軌道11天。該任務是“土星”1B號運載火箭的首次載人發射，也是世界上第一次三人太空任務。

“阿波羅”7號的成功與否將決定NASA對“阿波羅計劃”的信心。“阿波羅”7號的任務包括：測試指令艙上的登月艙對接系統以及首次美國太空船電視直播。“阿波羅”1號的悲劇對美國航天事業是一個沉重的打擊。大火之后，指令艙很多地方都被修改以確保安全，在任務中，“阿波羅”7號使用的硬件以及所有的任務操作系統都沒出現差錯。服務推進系統以及航天器進入和離開月球軌道所使用的幾個關鍵的推進器都成功地點火。這次任務證明了阿波羅航天器在太空中完成任務的能力。

由弗蘭克·博爾曼、吉姆·洛威爾與威廉·安德斯所組成的“阿波羅”8號團隊，1968年12月21日搭乘“土星”5號火箭升空，它從繞地球軌道進入繞月球軌道，最后于12月27日安全地返回地球。任務是測試阿波羅指揮艙系統在地球和月球軌道之間的太空及繞月軌道上的性能，包括通信、跟蹤和生命保障等各個方面，評估宇航員在開展繞月軌道任務期間的表現，邁出了載人月球探測的第一步。

“阿波羅”9號是“阿波羅計劃”中第三次載人飛行任務，是1969年3月3日實施的10天地球軌道任務。這是“土星”5號火箭的第二次載人發射，是阿波羅登月小艇的第一次載人發射。“阿波羅”9號是第一艘搭載登月艙的飛船，它在繞地球軌道上進行了長時間飛行，并對登月艙進行進一步檢驗。任務是測試人類在太空環境中的反應和失重狀態。

“阿波羅”10號是阿波羅計劃中第四次載人飛行任務。1969年5月18日發射升空，1969年5月26日返回地球。這是第二次環繞月球的載人任務，首次將登月艙帶入月球軌道進行測試，并使登月艙下降到離月球表面15千米以內，以檢驗其性能，也是人類航天史上第一次從太空發回彩色現場錄像。“阿波羅”10號是人類登月最后的“彩排”，執行了真正登月時需要完成的相關步驟，從執行任務的宇航員到指揮中心的控制人員都對登月的過程進行了一次演習。

“阿波羅”11號實現人類首次登月

1969年7月16日，由“土星”5號火箭運載的“阿波羅”11號飛船順利升空。“土星”5號的第三級火箭熄火時，將飛船送至環繞地球運行的低高度停泊軌道。接著，第三級火箭第二次點火加速，將飛船送入地-月過渡軌道。隨后，飛船與第三級火箭分離，飛船沿過渡軌道飛行2.5天后開始接近月球，最后由服務艙的主發動機減速，飛船進入環月軌道。

1969年7月20日，宇航員尼爾·阿姆斯特朗和巴茲·奧爾德林進入登月艙，駕駛登月艙與母船分離，下降至月面實現軟著陸。另一名宇航員仍留在指揮艙內，繼續沿環月軌道飛行。登月宇航員在月面上展開太陽電池陣，安設月震儀和激光反射器，采集月球巖石和土壤樣品22千克，然后駕駛登月艙返回環月軌道，與母船會合對接，隨即拋棄登月艙，起動服務艙主發動機使飛船加速，進入月-地過渡軌道。在接近地球時，飛船進入再入走廊，拋掉服務艙，使指揮艙的圓拱形底朝前，在強大的氣動力作用下減速。進入低空時，指揮艙彈出三個降落傘，進一步降低下降速度。“阿波羅”11號飛船指揮艙于7月24日在太平洋夏威夷西南海面降落。

在“阿波羅”11號實現人類千百年來的登月夢之后，“阿波羅計劃”并沒有就此告一段落，1969年11月，“阿波羅”12號成功完成了人類第二次載人登月任務。

第三次載人登月任務交給了“阿波羅”13號飛船，計劃于1970年4月11日至4月17日執行。然而，這次任務并不順利，飛船發射后兩天，服務艙的氧氣罐爆炸，飛船嚴重毀損，失去大量氧氣和電力；三位航天員只好使用航天器的登月艙作為救生艇。航天器的導航與控制系統沒有損壞，但是為了節省電力，在返回地球大氣層之前都被關閉。三位宇航員在太空中經歷了低溫、缺少電力及飲用水的問題，但最終仍然成功返回了地球。

“阿波羅”14號完成了人類第三次登月任務，于1971年1月31日發射，2月5日登月，2月9日返回地球。“阿波羅”15號完成了人類第四次登月任務，于1971年7月26日發射，1971年8月7日返回。“阿波羅”15號是“阿波羅計劃”中首次J任務—與前幾次任務相比在月球上停留更久，科學研究的比例更大。指令長大衛·斯科特和登月艙駕駛員詹姆斯·艾爾文在月球表面停留了三天，在登月艙外的時間總長為18個半小時。兩位宇航員駕駛的歷史上第一輛月球車使他們在月球上穿越的距離比前幾次任務遠了很多。他們一共收集了約77千克的月球巖石標本。與此同時，指令艙駕駛員阿爾弗萊德·沃爾登留在指令艙中環繞月球，使用科學儀器模塊中的全景相機、伽馬射線光分計、繪圖相機、激光高度計、質譜儀以及任務后發射的子衛星等設備對月球表面環境進行了詳細的研究。

“阿波羅”16號是人類歷史上第五次成功登月的任務，1972年4月16日發射，1972年4月27日成功返回。它此行從月球上帶回90千克重的巖石，兩名宇航員在月球上度過了71小時，創造了世界紀錄。

“阿波羅”17號登月艙于1972年12月7日，由“土星”5號火箭運載升空，小組由指令長塞爾南、指令艙駕駛員埃萬斯和登月艙駕駛員施密特組成。1972年12月11日降落在金牛座利特洛峽谷，兩名宇航員在那里進行了三次月面活動，總計時長22小時。“阿波羅計劃”中的唯一一位執行任務的科學家，地質學博士哈里森·施密特在“阿波羅”17號中擔任登月艙駕駛員。他與塞爾南在三次月球行走中收集了111千克的月球巖石標本。乘坐著月球車，兩人在陶拉斯-利特羅山谷行駛了34千米，還發現了橘紅色的泥土。兩人在任務結束后將最完整的一套科學儀器留在月球表面上。這是“阿波羅計劃”中的最后一次任務，于12月19日返回地球。

世界各國的登月計劃

中國的“嫦娥工程”

隨著冷戰結束，太空競賽也完成了歷史使命。世界的東方，中國的航天事業漸漸取得了令世界矚目的成就。

隨著新千年的到來，中國人開啟了屬于自己的探月工程，為人類和平使用月球做出了新的貢獻。2004年，中國正式開展月球探測工程，并命名為“嫦娥工程”。中國探月工程采用繞月探測、落月探測和月球采樣返回探測，即“繞、落、回”三步走發展戰略，每一步都是對前一步的深化，并為下一步奠定基礎，它們有明顯的遞進關系。

探月工程一期的任務是實現環繞月球探測。嫦娥一號衛星于2007年10月24日發射，在軌有效探測16個月，2009年3月成功受控撞月，實現中國自主研制的衛星進入月球軌道并獲得全月圖。

探月工程二期的任務是實現月面軟著陸和自動巡視勘察。嫦娥二號于2010年10月 1日發射，作為先導星，為二期工作進行了多項技術驗證，并開展了多項拓展試驗，目前已結束任務。嫦娥三號探測器于2013年12月2日發射，12月14日實現落月，開展了月面巡視勘察，獲得了大量工程和科學數據。2018年5月21日，我國發射首顆月球中繼星“鵲橋”，于6月14日進入使命軌道。同年12月8日，發射首次在月球背面著陸的探測器嫦娥四號。嫦娥四號有三大科學任務：開展月球背面低頻射電天文觀測與研究；開展月球背面巡視區形貌、礦物組分及月表淺層結構探測與研究；試驗性開展月球背面中子輻射劑量、中性原子等月球環境探測研究。

阿姆斯特朗：第一個踏上月球的人 尼爾·奧爾登·阿姆斯特朗（1930年8月5日-2012年8月25日），美國宇航員、試飛員、海軍飛行員以及大學教授。在美國國家航空航天局服役時，阿姆斯特朗于1969年7月20日第一個踏上月球，也是第一個在地球外星體上留下腳印的人類成員，和其搭檔兩人在月球表面停留了兩個半小時。阿姆斯特朗的首次太空任務是“雙子星”8號，在這次任務中，他和大衛·斯科特執行了歷史上第一次軌道對接。1969年7月，阿姆斯特朗在執行他的第二次也是最后一次太空任務阿波羅11號時，邁出了“人類的一大步”。

奧爾德林：第一個從外星球回來踏上地球的人 巴茲·奧爾德林，1930年1月20日出生于美國新澤西州格林瑞治，美國飛行員、美國國家航空航天局宇航員，在執行第一次載人登月任務“阿波羅”11號時成為第二個（在阿姆斯特朗之后）踏上月球的人，但他是第一個從外星球回來踏上地球的人。

探月工程三期的任務是實現無人采樣返回，于2011年立項。2014年10月24日，我國實施了探月工程三期再入返回飛行試驗任務，驗證返回器接近第二宇宙速度再入返回地球相關關鍵技術。11月1日，飛行器服務艙與返回器分離，返回器順利著陸預定區域，試驗任務取得圓滿成功。隨后服務艙繼續開展拓展試驗，先后完成了遠地點54萬千米、近地點600千米大橢圓軌道拓展試驗、環繞地月L2點探測、返回月球軌道進行嫦娥五號任務相關試驗。

嫦娥五號主要科學目標包括對著陸區的現場調查和分析，以及月球樣品返回地球以后的分析與研究。2019年1月14日，國家航天局副局長、探月工程副總指揮吳艷華表示，2019年年底將發射嫦娥五號。

日本計劃2030年登陸月球

1990年，日本發射“飛天”號探測器，成為世界上第三個探月國家。日本計劃于2019年向月球發射無人探測器，并通過獨有的“SLIM”技術研制能夠穿梭于空間站和月球間的小飛船。

據日本媒體2018年8月報道，日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）正在構想實現日本首次載人登月計劃。日本希望參與美國2020年建設月球基地的計劃。日本將與歐洲合作，目標是在2030年實現登陸月球。如果這一計劃得以實現，那么日本將成為繼美國“阿波羅計劃”之后時隔60年第二個載人登月的國家。

日本在大型火箭和向國際空間站（ISS）運送物資的無人運輸機方面都擁有很高的技術水平，但是在宇航員的運送上還是一直依靠著美國和俄羅斯。如果日本此次可以實現載人登月計劃，那么日本在空間領域的存在感將出現質的飛躍。

根據設想，日本的月球登陸飛船將被設計成類似四角桌的形狀，飛船上半部分將與歐洲研制的起飛艙相連。月球登陸飛船將停留在圍繞月球盤旋的月球基地中，飛船內的4名宇航員將乘坐起飛艙進行降落。通過起飛艙發動機反噴射而實現軟著陸。之后宇航員將在月球上滯留兩天，對月球表面進行研究。

美國計劃2028年重返月球

近日，NASA發布正式公告，號召私營企業參與載人登月技術研發。此外，NASA還公布了2028年在私營企業協助下實現重返月球計劃的宏偉路線圖。

根據NASA發布的“廣泛機構公告”，要求私營企業在2019年3月25日之前提出登月系統、登陸艙、太空加油系統和轉運飛船的設計概念，期限只有一個多月。5月，NASA從參與企業中選出數家進入6個月的初步研究和開發階段，每家公司可獲得高達900萬美元的資助。根據該階段取得的進展，NASA將至少選擇兩家公司進入任務示范階段，開始實體建造試驗，被選中的公司將獲得高達數億美元的資助。根據公司規模，這些公司將被要求承擔至少10%～20%的開發成本。

日前，NASA局長吉姆·布里登斯廷在媒體圓桌會議上宣布，NASA計劃于2024年進行第一次演示任務，包括登陸艙從月球軌道空間站（GateWay）出發并在月面著陸；2026年，將進行第二次演示任務，著陸器由登陸艙和上升艙組成，轉運飛船先將著陸器運到距離月面100千米的環月軌道上，著陸器著陸后開展探測任務，任務結束后再由上升艙提供動力返回GateWay。2028年，4名宇航員將按照上述技術方案“重返月球”，并在月球上停留7天。

布里登斯廷表示：“此次登月我們不會只留下旗幟和腳印，然后回家，50年不再去，而是會留在那里。我們將建設可持續的、可重復使用的月球系統。該系統包括支持人類居住、工作以及燃料生產的設施。我們將消除風險、改進技術，并盡可能多地將這些技術搬上火星。”

俄羅斯計劃在2030年后登月

在2018年11月19日舉行的國際空間站20周年紀念活動上，俄羅斯能源火箭太空公司公布了俄羅斯月球基地計劃的建設路線圖，作為該計劃的重要組成部分，俄羅斯宇航員將在2030年后登上月球。

能源火箭太空公司第一副總經理米克林表示，俄羅斯月球基地建設將分為三個主要階段，宇航員計劃在月球停留14天。根據這份建設路線圖，從現在起到2025年為第一階段，將構建登月設備的基本模型，同時利用現有的國際空間站測試相關技術。第二階段從2025年到2035年，主要目標是實現宇航員登陸月球，并開始組建長期月球基地。2035年后為第三階段，將建成適合人居住的月球基地并展開相關科研工作。

2018年3月，俄羅斯航天集團宣布，計劃兩年內發射“月球”25號探測器，重啟俄羅斯中止了40余年的月球探測計劃。2018年11月初，俄羅斯航天集團總裁羅戈津曾表示，俄羅斯計劃在月球建立一個長期基地，該基地可定期接待訪問，不需要人員長期駐扎，日常運行主要通過遙控機器人系統來管理，并通過機器人在月球表面執行任務。

歐州計劃2025年前登月

2019年1月21日，歐洲航天局（簡稱：歐航局）發布聲明稱，他們已經與一家歐洲火箭制造商達成了合作協議，將在2025年前登上月球，并建立月球基地。聲明稱，歐航局將使用這家火箭制造商的火箭攜帶登月所需的相關設備，還將開采月球表面的風化層。月球表面的風化層是一種可以提取水和氧氣的礦石，如果未來能有人類或機器人在月球駐扎，可以通過提取這些能源就地生產燃料，進而把月球基地當作深空探索的中轉站。比如在執行火星任務時，飛船可以先飛到月球，完成補給后再繼續前往火星。按照歐航局此前的說法，在打造月球基地的過程中，他們還計劃利用月球土壤當建材，3D打印建造居住艙，融化隕石坑里的冰層獲取水，用月球泥土種地作為食物來源。

燦爛空星？未來無垠

太空探索耗資巨大、風險極高，“路漫漫其修遠兮”。2016年4月24日，中國首次設立“中國航天日”。2019年2月20日，中國探月工程嫦娥四號任務參研參試人員得到了國家領導人的接見，可見我國政府對太空探索、對探月工程的重視。太空探索永無止境，相信我國的航天工作者一定會實現探月工程總目標，為人類和平利用太空、推動構建人類命運共同體貢獻更多中國智慧、中國方案、中國力量。

康德在《實踐理性批判》的結尾寫道：“燦爛星空，位吾頭頂；道德律令，在吾心中。”探索發現的好奇心和占領技術制高點維護國家安全的進取心，使得人類從未停止對外太空的探索。我們相信人類的腳步一定不會僅僅停留在月球表面，登月之夢只是探索浩瀚蒼穹的一次勇敢征程，宇宙無垠，未來無限……