任何空间旅行路径都在很大程度上受到可用推进剂的影响,而所需的推进剂总量主要取决于太空飞行物体的质量和飞行所用时间。第三种方案称为月球轨道交会(LOR) ,该方案力求尽量减少任一飞行阶段需要推进的总质量。阿波罗飞船所需推进剂总量的减少也使飞行开始时的初始质量达到最小,从而采用单枚土星V火箭就能完成任务。 通过反过来计算可以最好地理解其优势,飞船中唯一需要推离月球轨道并返回地球的部分就是加隔热层保护的指令舱,这就决定了完成此任务勤务舱所需要的推进剂量。另外,通过为任务特别设计的登月舱,将阿波罗母船(即指令勤务舱)及其为返回地球家园所需的消耗品和推进剂留在月球轨道上,从而不用携带大量多余的质量降落到月球表面并再次升空。登月舱仅需带两名宇航员到月面,留下第三名宇航员照看指令勤务舱。此外,不需要将带他们降落月面的发动机、着月装置以及空储箱再次带回月球轨道。宇航员只需要利用登月舱的上面部分就能返回母船,可使用更小的发动机和更少的推进剂来完成此任务。由于没有必要将登月舱的其余部分带回地球,可丢在月球上,因此指令勤务舱携带的最终推进剂总量就是整个组合体返回月球轨道所需的部分加上进入地球的部分。在飞行的每一个阶段,只需加速最小的质量,而其他任何已经完成使命的东西都将随时丢弃。 节省的累计质量很大,使得月球轨道交会方案在工程和成本方面十分具有吸引力,但这一方案使NASA必须面对一些在太空飞行早期似乎无法实现的工程可行性问题。同地球轨道交会方案一样,有两个独立的航天器,就意味着要学会如何在它们以惊人的速度飞行时让它们在轨道上交会对接。两艘飞船必须连接或对接在一起,才能使宇航员和货物从一个航天器转移到另一个航天器内。这些技术都还没有在地球轨道上演示过,而且月球轨道交会方案要求这一切在近500000千米远的月球附近独立进行。月球轨道上交会失败必定导致登月舱上宇航员死在月球轨道上。而对接失败将要求宇航员必须穿上航天服并经外太空从一个航天器转移到另一个航天器。在没有人知道失重环境会使身穿笨重压力服的宇航员面对何种挑战的情况下,完成上述工作似乎是极度冒险的。 新生的航天界中很多人被月球轨道交会方案的大胆创新吓住了,这一方案看起来十分莽撞和充满危险。不过有人确信该方案有很多优点,约翰·霍博特以近乎宗教的狂热首先拥护,游说NASA的层层机构及NASA各中心的权重要人,努力说服这些机构除非采用月球轨道交会方案,否则到达月球的希望十分渺茫。 肯尼迪总统宣布在10年内完成登月的挑战后,NASA用了一年多的时间讨论登月模式问题。在那段时间里,直接上升式及其庞大的新星火箭方案在很大程度上被否决了,留下冯·布劳恩力争的地球轨道交会方案和吉尔鲁斯推崇的月球轨道交会方案作为竞选方案。但直到最后决定之前,仍无法认真展开飞船研究。NASA总部的约瑟夫·舍尔要求双方就对方的方案提交报告,这是一种管理策略,让冯·布劳恩认真审视月球轨道交会方案的优点。1962年6月,在马歇尔航天中心召开的一次大型会议上,NASA采纳了霍博特的提议,选择月球轨道交会方案作为他们奔月的途径。 月球轨道交会方案的倡导者、兰利的约翰·霍博特 飞行模式确定后,就开始宇宙飞船的设计和建造。指令勤务舱由北美航空公司建造。对这些飞船已很好地展开了早期研制,只是它们的功能现在才能准确设计,例如勤务舱上不需要登月级。勤务舱的主要组件已经完成了设计。决定保留推进系统推力的最初设计指标,并在飞行任务规划中统一考虑它。研制了两种型号的指令勤务舱。第一种不能支持前往月球的任务,但它可在地球轨道上进行工艺试验并获取经验,直到第二种飞船成熟。第二种飞船将是真正意义上的月球飞船,配上供电的燃料电池、用于对接的硬件、深空通信以及完善的制导导航系统,第二种指令勤务舱就成为阿波罗故事中的主角,它将运送一个类似蜘蛛的登月器前往另一个世界。在某种意义上,指令勤务舱是一个微型行星,为3名宇航员在宇宙中生活长达两星期提供全部必需品,同时又让他们完成人类多年来梦想的旅程。最后,第二种飞船的设计方案吸取了第一种方案无法完成载人飞行任务的一些致命缺陷的教训。
阿波罗是如何飞到月球的——1.5 月球轨道交会
书名: 阿波罗是如何飞到月球的
作者: W·David Woods
出版社: 清华大学出版社
译者: 董光亮 | 孙威 | 李平
出版年: 2012-3
页数: 378
定价: 69.00元
装帧: 平装
ISBN: 9787302275497