登月50年，关于阿波罗工程的知识点全在这

出品 | 新浪科技《科学大家》

2019年7月20日是人类首次登月50周年日子，这几天国内外都在开展各种形式的广泛纪念活动。

在当今美国要“重返月球”、建立月球空间站，其它国家也竞相探测月球的大背景下，人们更是不能忘怀阿波罗载人登月对人类社会的政治、科学、技术、经济、生活和甚至精神等带来的巨大影响和促进作用。

就目前来看，美国“重返月球”计划还将大量借鉴阿波罗载人登月工程的经验和技术，许多当年的方案和技术即使在今天也不过时。阿波罗载人登月工程将继续在各方面对全球影响多年，影响几代人。

庆祝阿波罗11号登月50周年标识（logo）。突出的两个字母O分别嵌套了月球和火星，寓意美国航空航天局先后探索的两个星球，从“阿波罗”登月，到“重返月球”，再到未来登陆火星。下一个巨大飞越指下个时代探索重点：火星。三星代表猎户座腰带上的三颗恒星。此标识由美国航空航天局图形艺术家马修·斯金斯亲手设计

1 不可估量的作用

20世纪50年代末至60年代初，在美苏开展的激烈太空竞赛中，苏联连续获得数项第一：发射了世界第一颗人造地球卫星、发射了世界第一个月球探测器、发射了世界第一艘载人飞船……

美国深感这是一个极其严重的政治问题，于是美国就虎视耽耽地提出一定要赶超苏联的口号，下定决心要显示一下美国作为世界头号超级大国的科技水平和国力。

1961年5月25日美国总统肯尼迪向全世界宣布：实施雄伟的载人登月计划。

“我认为我们的国家应当在本10年结束之前，实现把人送上月球并使其安全返回地球这一目标。”由此可见，美国实施载人登月计划是一项政治性决定，主要目的是为了在全世界人民的心目中重新确立美国的技术领先地位，振奋美国全民的精神。

肯尼迪总统就“阿波罗”工程在国会发表演讲

该工程以太阳神“阿波罗”命名，它虽可看作是与苏联竞赛的特设计划，但也同样是人类向太阳系扩张的第一步，其目的就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。

阿波罗载人登月工程对美国进展缓慢的航天计划起了巨大的激励作用，全国各界纷纷献计献策，结果只用了8年时间，就登上了月球。

阿波罗11号徽章

阿波罗计划获得的成功和取得的成就具有伟大历史意义和现实意义。

在政治上，它终于使美国在航天技术的许多方面确立了领先地位，产生了极大的声誉。

在科学上，它使人类对月球及近月空间有了首次直接的研究和认识。

在技术上，取得了许多突破，不仅为后来的航天计划奠定了基础，而且广泛地用于国民经济领域。

在工程管理上，美国航空航天局因此取得了一系列宝贵的大型工程计划和管理的经验。

在经济上，这是一个较有争议的问题，但据蔡司 告指出，“阿波罗”计划使美国经济增长率提高2％，物价指数下降2％，创造80万个就业指标，蔡司 告还认为，美国1958年国民收入为4062亿美元，1968年达到8640亿美元，1970年增至9046亿美元，10年间翻了一番，这是阿波罗计划刺激的结果。

该工程的实施，带动起了美国液体燃料火箭、微波雷达、遥控作业、无线电制导、超高强度和耐高温合成材料、新型电子计算机、药物及生物工程等一大批高科技工业群体。

后来，该工程的人工智能、机器人和遥控作业等许多技术成果又转移到民用，促进了科技与工业的整体发展与繁荣，其二次开发应用的效益，远远超过阿波罗计划本身所带来的直接经济与社会效益。

美国在20世纪后10年能够保持高速、高效增长，很大程度得益于阿波罗载人登月工程派生出的约上千种应用技术成果或专利在经济领域的应用，美国领先于世界的信息、生物、新材料等高新技术，很大部分来自对月球探测技术的消化、优化和二次开发。

例如，在实施阿波罗载人登月工程时，为了降温和确保登月航天员的生命安全，研制液冷服，其原理是靠泵输送冷水循环制冷，后来，这项技术直接应用于陆海空三军，改善了坦克兵、潜艇兵和飞行员的工作条件，它还为一些特殊病人减少了痛苦。例如，有个小男孩得了外皮鳞化症，不能通过皮肤散热，因此，他的大部分时间只能关在空调冷却的环境中，许多日常活动都参加不了，有了液冷服后，他可以外出玩耍，从病痛和孤独中解救出来，航天液冷服技术在我国抗击“非典”中也曾发挥过作用。

大众接触最多的购物计价用的条形码是航天技术杰作之一，它最初是美国为控制“阿波罗”计划不计其数的组件而发明的。

条形码

重症监护病房是航天技术带来的重要医学进步之一，它是应阿波罗计划对登月航天员进行健康检测的需要而诞生的。

重症监护室的标识（logo）

方便面调料中的干菜叶就是航天食品中常说的脱水菜，它是蔬菜中所含过多水分脱去以便贮存、保管、运输出售，阿波罗计划中首先使用这种技术让航天员吃上含有蔬菜的航天食品，现在这种航天食品已广泛普及。

气垫运动鞋

2004年，在纪念阿波罗载人登月35周年时，耐克公司一则气垫运动鞋广告引吸了许多人的注意：这款畅销世界的气垫运动鞋，靠的就是公司当年为阿罗波研制登月靴积累的技术。

阿波罗计划产生了3000多项专利技术，到现在人类仍然受益不浅，投入产出比是1：14，即投入1美元，产出14美元。这工程结束后，“阿波罗”飞船还用于“天空实验室”空间站的建造，并与苏联联盟号飞船在太空对接1次。

为了同美国“阿波罗”登月计划竞争，苏联曾设计了一种体积过大，结构复杂，未经过充分地面试验的庞然大物——H1(这种火箭西方国家称为N1运载火箭)运载火箭。

这枚火箭由5级组成，高113米，起飞推力45000千牛，第1级装有30台使用常规推进剂的液体火箭发动机，第2级和第3级也分别捆绑了8台和4台发动机，无论从级数、使用的发动机数量，还是起飞推力方面，都远远超过美国的土星5号运载火箭。

H1火箭结构过于复杂，发动机点火和级分离次数过多，火箭气动稳定性和控制相当困难，加之未进行全面的地面试验，最终导致H1火箭4次发射全部失败。在这场载人登月的竞赛中，苏联输给了美国，至今甘拜下风。

尽管当时美国国内对“阿波罗”登月计划有着不同的认识和结论，但是它对关键科学和各种边缘交叉学科的兴起与进步，进而转化为国家未来经济实力并确保了国家安全这一点不可否认。

总之，“阿波罗”载人登月工程对促进科学发展、推动科技进步等起到了巨大的作用，它将永载人类史册。

2 载人航天的壮举

美国的“阿波罗”载人登月工程始于1961年5月，1969年7月20日首次实现了登月的理想，航天员阿姆斯特朗和奥尔德林驾驶阿波罗11号飞船的登月舱降落在月球赤道附近的静海区，并相继走出舱外，在月球上迈出了人类的第一步，引起全球震动。

此后，美国又相继6次发射“阿波罗”飞船，其中5次成功，共有12名航天员先后登上了月球。

整个登月工程分以下几个部分：确定登月方案；实施为登月飞行做准备的4项辅助计划；研制土星号系列运载火箭；研制“阿波罗”飞船；进行试验飞行；实现载人登月飞行。

人类在月面留的第1个脚印

确定登月方案包括论证飞船登月飞行轨道和确定载人飞船总体布局，相应地确定了由指令舱、服务舱和登月舱组成的“阿波罗”号登月飞船的总体布局。

率先实施的4项辅助计划是：发射9个“徘徊者”月球轨道器，在不同的距离上拍摄月球表面状况的照片，以了解飞船在月球表面着陆的可能性；

发射5个“勘察者”月球自动着陆器，通过电视发回8.6万张月面照片，了解月球土壤的理化特性；

发射3个“月球轨道器”，对40多个预选着陆地点进行详细观测，获得1000多张小比例尺高清晰度的月面照片，据此选出10个登月点；

发射10艘“双子座”飞船，进行生物医学研究和飞船机动飞行、对接及舱外活动训练等。

“徘徊者”月球探测器

1964年1月30日发射的徘徊者6号是美国第1个在月面硬着陆的月球探测器，着陆点在月球静海地区，但未能拍摄月球照片。

1964年7月28日发射的徘徊者7号在硬着陆前逼近月球的过程中，用6台电视摄像机拍摄并向地面传回月面照片。

1965年2月17日发射的徘徊者8号和3月21日发射的徘徊者9号分别在月球的静海和云海地面硬着陆，共发回了1.2万张清晰的月球近景照片。

“勘测者”月球着陆器

1966年5月30日发射的勘测者1号是美国第1个实现月球软着陆的探测器，着陆点在风暴洋地区，它向地球发回黑白月面照片。

1967年4月17日发射的勘测者3号是美国第1个装备月球取样设备的探测器，它按地面指令在月面掘出岩样，供给月壤分析器分析，同时发回6300张照片。

1967年9月8日发射的勘测者5号为美国首次测定了月壤的化学成分；获得月壤化学性质的电视图片。

“月球轨道器”

1966年8月10日～1967年8月1日，美国相继发射5个“月球轨道器”，其中，月球轨道器1～3号围绕月球赤道飞行，而4、5号运行于月球极轨道，它们拍摄了高分辨率的月球表面照片。根据“月球轨道器”拍摄的照片资料，绘制了1∶4800的月球地形图。

1966年11月6日发射的月球轨道器2号进入近月点39千米的绕月轨道，拍摄到月球赤道以北枯海地区的清晰照片412张，其中几幅近景照片有较高的科学价值。

为了研制发射“阿波罗”飞船用的大推力运载火箭土星5号，美国先研制了土星1号和1号B火箭，用以获取研制经验和进行试验飞行。

此后研制成功的土星5号火箭近地轨道运载能力达127吨，这一能力至今仍是举世无双。

1966～1968年进行了6次“阿波罗”飞船不载人的试验飞行，在近地轨道上鉴定了“阿波罗”飞船的3个舱，尤其是登月舱的动力装置；

1968～1969年用阿波罗7、8和9号飞船，先后进行了环绕地球、月球飞行等载人飞行试验，鉴定了飞船的可靠性；

1969年5月用阿波罗10号进行了登月全过程的演习，有2名航天员乘登月舱降到了离月面15.2千米的高度。

1969年3月6日，阿波罗9号航天员在舱外拍摄指令舱-服务舱与登月舱对接

首次载人登月是由阿波罗11号飞船于1969年7月完成。当时飞船载3名航天员飞行2.5天后，便开始接近月球。

此时服务舱的主发动机减速，使飞船进入环月轨道，接着，2名航天员进入登月舱，并驾驶登月舱与飞船分离，这时飞船指令舱内的1名航天员继续驾驶飞船绕月球轨道飞行，而另2名航天员则乘坐登月舱在月面着陆。

登月后航天员采集了岩石和土壤，展开了太阳电池阵，安置了激光测距反射器、宇宙线探测器、太阳风收集器和月震仪等仪器，带回了月面岩石样品和照片。任务完成后，他们乘坐登月舱的上升级返回月球轨道，与飞船对接，最后返回地球。

从阿波罗11号飞船上拍摄的地球从月球地平线上升起的景象

小知识点：在月球上着陆是登月式飞船的关键技术，因为在月球上着陆与在火星和金星上着陆不同，月球上没有大气层，所有靠大气阻力的着陆手段都无法应用，只能依靠反向推力制动。

此后，在1969年11月至1972年12月期间，美国又陆续发射了阿波罗12～17号飞船，其中除阿波罗13号因故没有登月（航天员安全返回地面），另5艘飞船均登月成功。

阿波罗12号从环月轨道上将登月舱上升级射向月面，进行了人工“陨石”撞击试验，引起月震达55分钟。

阿波罗15和16号从环月轨道上各发射了1颗环月运行的科学卫星。阿波罗15、16和17号的登月舱中还各带有1辆重200千克左右的月球车，航天员驾驶它在月面活动和采集岩石，进行科学考察，非常令人神往。

彩色摄像机和通信设备将航天员驱车巡游月面和登月舱从月面起飞的情景实时传回地球，在返回地球途中，航天员还出舱进入太空，把相机和其他设备收回舱内。阿波罗17号飞船首次载运地质科学家参加登月活动。

阿波罗12号航天员举着1个特殊的环境样本容器，它用于搜集月球土壤

美国的月球车是有人驾驶的。它长3米，宽1.8米，重209千克，双座4轮，以电池为动力，最高时速可达16千米。航天员坐在里面驾驶着它在月球表面巡游，爬越障碍，翻越沟壑，对山脉、峡谷和火山口进行考察，并把激动人心的彩色图像传回地面。

小知识点：月球车主要用于扩大航天员的活动范围和减少航天员的体力消耗，存放和运输航天员采集的岩石和土壤标本。

它由蓄电池提供动力，每个轮子由一台电动机驱动，航天员操纵手柄驾车前进、后退、转弯和爬坡。车上有照相机、电视摄像机和各种测量仪器等，用于拍照和探测月球的物理特性。

1971年9月30日，阿波罗15号飞船登月，2名航天员驾驶月球车行驶了27.9千米。阿波罗16和17号携带的月球车分别行驶了27千米和35千米。

航天员驾驶月球车在月面上行驶自如

6艘“阿波罗”飞船的航天员在月球上一共停留了近280小时，足迹达100千米，带回岩石样品约385千克。这些均大大充实了人们对月球的认识。

尤其是航天员在月球上钻取了3米深的月球岩芯，发现土壤多达57层，每层代表一次陨石冲击，还测量了月球内部发出的热流，从而结束了100多年来关于月球是冷还是热的争论……

另外，1985年科学家们通过对“阿波罗”号登月飞船的航天员带回的月球岩土样品的分析，证实了月球上存在一种非常有用的核能源氦3，这一发现给月球的研究和探测工作注入了巨大动力。

航天员在月面安放“阿波罗月面实验装置”

3 复杂的登月方案

整个阿波罗登月工程历时约11年，到1972年12月第6次登月成功结束，耗资255亿美元。

在工程高峰时期，参加工程的有2万家企业、200多所大学和80多个科研机构，总人数超过30万，严格而科学地管理几十万人奋斗8年，实现登月工程，集中体现了现代科技的水平，推动了航天技术的迅速发展，其主要负责人是冯·布劳恩。

在肯尼迪航天中心，冯?布劳恩站在土星1号B运载火箭前

在实施过程中，登月方案的确定花了很长时间，直到1961年5月25日肯尼迪总统正式宣布美国将实施“阿波罗”登月计划时，美国航空航天局仍没有在登月方案上形成统一的意见，此后又经过了半年多的紧张研究和详细论证，才于1962年最终选定月球轨道对接法。

所谓月球轨道对接法就是将1艘载有3名航天员的飞船发射到月球轨道上。然后2名航天员乘登月舱在月面上降落，进行月面探险。

另1名航天员仍留在指令舱中绕月球轨道飞行，并进行科学实验。

返回时，在月面上的2名航天员启动登月舱的上升级发动机飞上月球轨道与指令舱交会对接。2名航天员进入指令舱后，抛弃登月舱的上升级，脱离月球轨道返回地球。

在再入大气层前，抛弃服务舱，仅指令舱在太平洋上溅落。这种方法的好处是只须在月面上降落小型登月舱，但在轨对接的成功与否直接决定了航天员的生命安全。

月面工作结束后航天员返回登月舱，进入上升级，上升级从登月舱上起飞，离开月球表面上升

看到这里，可能不少读者会问：为什么不采用直接登月法，即把整个飞船直接送入月球表面？其实这种方法科学家早已考虑，认为比较简单和安全，但对运载火箭的要求太高，而且大型飞船在月面上着陆有可能陷入尘土中。

刚开始，阿波罗工程总负责人冯·布劳恩及马歇尔航天中心都偏爱另外1种方法——地球轨道对接法，即先发射几枚土星火箭，把大型飞船的几个部分分别送入地球轨道，然后对接起来；

对接后的飞船利用自身的发动机加速朝月球飞去；当靠近月球后飞船掉转方向，启动发动机减速，最后在月面上着陆；

当工作完毕后，抛掉这一级发动机，载人飞船部分利用上升发动机离开月球返回地球。

他们认为这种方法有2大优点，一是不需要研制名叫新星号的超大型运载火箭；二是在地球轨道上对接比较安全，万一对接失败，载人飞船亦可以安全返回地面。

地球轨道对接法的优点是既不需要研制超大型运载火箭，也比月球轨道对接法安全，但它也存在大型飞船在月面着陆的困难。

登月舱上升级与指令舱-服务舱组合体在月球轨道上交会

经过众多科学家对上述3种呼声很高的方案进行反复比较、分析，最终的结论是：

月球轨道对接法可在1967年10月实现，成本约77亿美元；

地球轨道对接法可在1968年7月完成，成本约92亿美元；

直接登月法所需资金106亿美元，且在1968年10月以前难以实现。这为月球轨道对接方案提供了更有利的证据。

所以，事先不被看好的月球轨道对接法最终被认定是载人登月的最佳途径。

该方案在技术、时间和资金方面的优点大致如下：

（1）只用一个较小的登月舱登月，以避免整个飞船降落月面的困难。登月舱重约13吨，月面可以经受得住，而且对于飞船减速也极为有利。

（2）登月舱只需携带小型发动机，所以可以减少燃料携带量。这对于离开月面也有利，而且整个飞船的重量能大大减轻，从70多吨减至50多吨，使土星5号火箭可以胜任。

（3）在返回时，由于登月舱可以抛掉，又可进一步减小返回舱的重量，从而简化服务舱的设计。另外，只有指令舱再入回收，对于回收也有利；

（4）经济性较好，这一点胜于直接登月法和地球轨道对接法。

1962年6月7日，航空航天局在马歇尔中心举行了一次会议，对月球轨道对接方案进行最后的讨论。

冯·布劳恩在会上通 了马歇尔航天中心的最新研究结果，他说：“有4种模式在技术上都是可行的，只要有足够的时间和资金”，但他认为，如果要求在10年内完成登月计划，那么月球轨道对接是最有保证的方案，在讲话的末尾，冯·布劳恩坦率地承认在方案选择方面曾存在某种感情色彩。

指令舱-服务舱组合体进入环绕地球飞行轨道，在进行了最后的轨道修正后，将服务舱分离

小知识点：美国“阿波罗”计划登月方案的选择由于开始计划目的尚不明确等原因，前后花费了近3年时间，确实长了些。主要原因是参与研究的单位和人员太多，反复争论、各自为政不可避免地浪费了许多时间。

但正是由于在长时间的研究和讨论中，工作进行得非常细致、周到、全面，对于后来计划的顺利进行提供了保证，也避免了许多不必要的失误。从后来“阿波罗”计划的执行来看，这些讨论不仅是有极大价值的，而且也是非常必要的。

4 新颖的登月工具

在登月方案确定后，研制新型载人飞船就成为登月工程的“重头戏”了。“阿波罗”是人类发射的第1种、也是目前惟一1种登月式飞船，构思十分巧妙，其技术对今天将要进行的月球基地建设和载人火星探测也有重要的参考价值。

“阿波罗”总高29米，重约50吨，由指令舱(相当于返回舱)、服务舱(相当于推进舱)和登月舱3部分组成，发射上升段时还有救生塔，其中类似卫星式飞船返回舱的指令舱是航天员生活和工作的地方，也是全飞船的控制中心；服务舱装有主发动机、姿控和电气系统；特设的登月舱由下降级和上升级组成，用于降落到月球表面和离开月面。

“阿波罗”载人登月飞船结构

指令舱为圆锥形，高3.5米，底部直径3.9米，重约6吨，舱内充以34.3千帕的纯氧，温度保持在21～24°C。

它又细分为前舱、航天员舱和后舱。前舱放置着陆部件、回收设备和姿态控制发动机等；航天员舱为密封舱，存有供航天员生活14天的必需品和救生设备；后舱装有10台姿态控制发动机、各种仪器和贮箱，还有姿态控制、制导导航及船载计算机和无线电分系统等。

指令舱的中央并排放着指令长、驾驶员和飞行工程师等3名航天员的座椅，飞船发射和返回地面时，3名航天员躺在椅子上，其余时间航天员可离座活动。

指令舱

服务舱是一个高6.4米、直径4米的圆柱体，重约25吨， 里面装有变轨推进剂和主发动机、3副氢氧燃料电池等，其中变轨主发动机推力达95.6千牛，能把飞船从月球轨道送回地面。

服务舱的前端与指令舱对接，后端有推进系统主发动机喷管。该舱又分6个隔舱，分别容纳主发动机、姿态控制系统等，其中姿态控制系统由16台小火箭发动机组成。它们还用于飞船与第3级火箭分离、登月舱与指令舱对接和指令舱与服务舱分离等。

登月舱质量为14.7吨，直径4.3米，高约7米，由下降级和上升级组成。下降级由下降发动机、4条着陆腿和4个仪器舱组成，用于从月球轨道降落到月面，能把2名航天员送到月球上。

上升级为登月舱主体，由航天员座舱、返回发动机、推进剂贮箱、仪器舱和控制系统组成，在登月过程中，2名航天员在这里生活和工作，完成任务后航天员乘上升级返回环月轨道与指令舱会合。

“阿波罗”飞船沿用了水星号飞船的发射救生系统，目的是在运载火箭第2级工作前20秒内，如果发生紧急事故，该系统可将指令舱弹出并安全回收。

飞船研制出来后，相继进行过6次无人亚轨道和环地轨道飞行、1次环地飞行、3次载人环月飞行，最后才正式进行了登月飞行。

月面上的登月舱和月球车，航天员在月球车后面工作

登月飞船说起来简单，实际上十分复杂。例如，阿波罗13号在飞往月球的途中因服务舱出现严重故障，别说登月，其上面的3名航天员差点命丧太空。还有3名航天员在阿波罗1号飞船内做发射前的飞行实验时，因实验中电路短路引起失火而被烧死，但是，这些都没能动摇人类登月的决心，最终有6艘飞船载12人登上了月球。

小知识点：美国第3代飞船“阿波罗”飞船的结构远比此前研制水星号和“双子座”第1、2代飞船复杂和危险。其飞行控制以自控为主，手控为辅。航天员在飞行中主要起轨道试验员和月面探险者的作用。

在一些紧急情况下，航天员的手控操纵仍起到了决定性作用，如遇到危险的阿波罗13号就是通过手控安全着陆返回的。

5 拥抱美丽的月球

1968年12月21日、1969年3月3日、1969年5月18日，美国先后用3枚土星5号火箭先后发射的阿波罗8、9、10号载人飞船，除继续验证人与飞船的适应性和飞船的性能外，还进行了环月飞行、远距离通信、登月舱分离与对接、近月环境考察等试验和探测工作，历时分别为147小时、241小时、192小时。

阿波罗8号实现了首次载人绕月飞行（共绕月飞行10周，达20小时），3名航天员拍摄了从地球不能直接看到的月球背向地球一面的大量照片，并拍摄了面向地球月面的环形山、峡谷及可能的登陆场的照片，为后来的月面着陆计划提供了依据。

阿波罗8号载人飞船进入月球轨道示意图

阿波罗9号首次携带了登月舱，在地球轨道内试验了指令舱与登月舱的分离，此后再进行交会对接操作。

飞行第4天，载1名航天员的指令舱与载2名航天员的登月舱分离，在达到最大分离距离182千米时，登月舱抛掉下降级发动机，而将15.5千牛的上升发动机点火，模拟登月舱完成登月任务后从月面起飞的情况，成功地实现了与指令舱的交会对接，初步完成了“阿波罗”飞船的登月与再返回的技术操作准备。

阿波罗10号为成功的登月预演试验飞行。包括指令舱、登月舱和服务舱的阿波罗10号飞船首次完整地进人月球轨道，并成功地进行了登月预演，除未实际在月面着陆外，其飞行过程与后来的各次“阿波罗”系列飞船登月飞行几乎完全相同。

当土星5号火箭的第3级把飞船加速到第2宇宙速度并进入飞向月球的路径后，飞船的指令舱与服务舱分离、转向并与从连接部弹出的登月舱对接，然后整个飞船系统再次转向并朝月亮飞行，飞行路程39.92万千米。

在进入月球轨道后，航天员约翰·杨驾驶指令-服务舱在距月面111 千米轨道继续绕月飞行，登月舱在与指令舱分离后斯坦福德和塞尔南驾驶登月舱依靠下降发动机减速朝月面降落，模拟登月动作，2次到达距月面15.2 千米高度。

2舱在分离8小时后登月舱的航天员抛掉下降级，利用登月舱的上升级发动机返回轨道并与指令舱对接。在返回指令舱并抛掉上升级后，3位航天员返回了地球。这次飞行为飞船的登月飞行完成了最后的技术准备。

阿波罗10号的2名航天员乘登月舱降到了离月面15.2千米的高度

阿波罗11号实现了人类首次登月。在登月舱接近月面时，航天员阿姆斯特朗在发现着陆场散布有巨大砾石的情况下，及时果断地改用手控并选择新登陆场，在月面安全着陆。2名登月航天员在月面共活动2个多小时，采集了21.75千克的月面岩石与土壤标本。

阿波罗12号采集了34千克的月面岩石与土壤标本，在月面安放并启动了第一台“阿波罗月面实验装置”（ALSEP，该装置由核动力电池组驱动，带有6个科学试验项目），并回收了阿波罗11号乘员安放在月面的探测器上的电视摄像机与其他设备，以供科研人员了解长期暴露于太阳风环境以及月面真空环境下的温度剧烈变化对这些仪器、设备的影响。

航天员还安置了一组为阿波罗月面科学实验而设计的实验仪器，除太阳风收集器（在月面短期曝露后，卷起来带回地球进行分析研究）外，阿波罗月面科学实验装置还包括一台月震仪、磁强计、太阳风分光计、超离子探测器和冷阴极计，这些探测仪器可以探测月震、磁场、太阳风粒子和月球表面上的气体，它们的探测数据通过中心发射及发回地球。在航天员离开月面后，大多数探测仪器还要继续工作很长一段时间。

阿波罗13号因故障未能登月。

阿波罗14号采集了44.5千克月面标本，并在月面安放了阿波罗月面科学实验装置和一个激光反射器。

飞行中还首次进行了材料科学演示试验，在地球转移轨道对一些熔融状态合金固化过程的观测证明，在微重力条件下，不同密度的材料仍保持其合成时的原状态，而不像地面条件下那样因重力作用而出现密度较大材料的沉积。首次在空间进行区带电泳试验，证明了在微重力条件下进行电泳的通过量和分离效率远高于地面条件。

阿波罗14号航天员艾伦·谢泼德在月球上打高尔夫球

阿波罗15号在进入月球轨道前及在月球轨道上，3名航天员使用装在服务舱内的测绘全景相机和光谱仪（其中2台光谱仪装在长达6.1米的可伸缩悬臂上，以分析月面的成分）等仪器进行了8项科学实验，主要包括月面测绘与全景拍摄，月面光谱分析，太阳X射线相互作用，以及粒子发射等。

首次使用月球漫游车，2名航天员乘漫游车在月面上行进12千米后，安置好阿波罗月面科学实验装置的设备和一个激光反射器——登月点三角形的第3个顶点。

激光反射器的目的是为了使天文学家通过精确记录从地球上发射的激光束往返地-月之间的时间，来精细测定地-月之间的距离。测量数据有可能揭示月球是否正在离开地球后退。

首次从月面直接向地球发送电视图像。并采集了78.6千克月面标本。完成登月任务后，乘组人员从飞船上将一颗质量为35.4千克的用于观测月球质量密度等现象的科研卫星送入月球轨道。

自阿波罗15号开始，返回的航天员不再进入隔离车，在军舰甲板上，举行隆重的欢迎仪式

阿波罗16号的2名航天员在月面3次出舱活动，共历时20小时14分，行进27千米，采集了97.5千克月面标本。

在登月点附近，2名航天员在三角架上架起了一架天文观测紫外相机，借助钻机挖取月面深处的岩石样品，试图安装测量月球内部热流的探测器（但因偶然情况损伤了它），并安置了无源和有源的月震仪。

磁强计试验提供了他们所处区域的资料，可能存在一个古磁场。完成登月任务后，乘组人员将一颗质量为40千克的科研卫星从飞船送入月球轨道。

阿波罗17号的月球车行进了35千米，并创造了采集月面标本达113千克的最高记录。

阿波罗17号航天员正在采集月岩样本

小知识点：阿波罗11号在月面停留约21小时，航天员出舱活动约2小时；

阿波罗12号在月面停留约31小时，航天员出舱活动约8小时；

阿波罗14号在月面停留约33小时，航天员出舱活动约9小时；

阿波罗15号在月面停留约67小时，航天员出舱活动约18小时；

阿波罗16号在月面停留约71小时，航天员出舱活动约20小时；

阿波罗17号在月面停留约95小时，航天员出舱活动约22小时。

在6次成功的登月飞行中，共有12名美国航天员登上月球，在月面共出舱活动80小时36分，带回地面共约 385 千克月面岩石与土壤标本，为月球研究提供了直接的依据，例如，通过对月面土壤样品的分析，科研人员确定，月面上土壤由微小的桔红色玻璃形式颗粒构成，这些颗粒一般富含铝、硫和锌，在月壳部分融化过程中。

在月面下约300千米深处形成，因火山活动而喷出到月面，并且通过对样品的分析与实验证实。从月面土壤和岩石中可以制取水和氧，因为月面土壤和岩石中氧化铁的含量很高，这样就有可能在未来利用月面物质维持月球基地内工作人员的生命，及为登月飞行器补充燃料。

航天员在舱外活动中展开的月面试验装置。前景中间是被动地震试验仪，背景中间是“阿波罗月面实验装置”，左边是放射性同位素热电发电机，右边像旗子一样固定在地面的是主动地震试验仪

登月航天员在月面安放的各种科学仪器也为科研人员提供了大量有价值的数据，例如，利用各次登月飞行中登月航天员安放的5个“阿波罗月面实验装置”（其中由阿波罗12号航天员安放的装置工作长达8年），地面科研人员能够测定月球上11个地区的月震，甚至可提前一个月加以预 。

月面的仪器还向地面发回了有关月面温度变化、宇宙射线及陨石撞击等情况的大量数据。直至1977年10月1日，即最后一次“阿波罗”登月飞行后近5年，美国航空航天局才停止接受月面仪器发回的数据。

航天员采集的月球岩石样品，质量142克

小知识点：1978年卡特总统的安全事务顾问布热津斯基到中国访问，送给华主席两件礼品，一件是一克月球样品，一件是中华人民共和国的国旗，发射上月球后返回来的。

我们组织了全国的有关力量研究，只用了半克样品研究，发表了十几篇文章，我们可以证明它是在哪采的，样品的编号，样品的物理、化学特点，样品的矿物组成和岩石结构，样品的成因等，这些都是可以证明人家真的上去了，还有半克样品提供给北京天文馆供公众观看。

“阿波罗”计划始于1961年5月，结束于1972年12月，历时11年7个月。

6 人类第一次登月

美国航空航天局在阿波罗10号综合演练了登月全过程飞行试验结束后，宣布阿波罗11号将执行载人登月任务。具体任务和目标只是简单的2句话：完成载人登月并安全返回任务，完成月球考察和取样任务。

装载着阿波罗11号载人登月飞船的土星5号火箭升空

1969年7月16日美国东部时间9时32分，40层楼高的土星5号火箭在亿万人的关注下徐徐升空，载着世界上第1艘载人登月飞船阿波罗11号飞往月球。

这一天，天空晴朗，万里无云，似乎亘古沉睡的月球正静静地等待着土星5号运送地球使者的来访，当土星5号把阿波罗11号飞船送入近地轨道后，后者便开始独自飞向月球。

阿波罗11号航天员：阿姆斯特朗（左）、科林斯和奥尔德林（右）

阿波罗11号飞船上载有3名航天员，指令长是阿姆斯特朗，登月舱驾驶员是奥尔德林，指令舱驾驶员是柯林斯。

从地球到月球大约有38万千米，阿波罗11号飞船载着3名航天员经过75小时的长途跋涉，于18日进入月球引力圈，此时一切正常。

19日凌晨，阿波罗11号到达距月球上空4500千米高时服务舱的主发动机逆向喷射，使飞船减速进入了远月点313千米，近月点113千米的椭圆轨道，此时飞船绕月球一圈只需2小时。

在月球轨道上，航天员们紧张地进行登月前的准备工作，其中最主要的一项是阿姆斯特朗和奥尔德林进入名叫“鹰”的登月舱，而柯林斯则仍留在称作“哥伦比亚”的指令舱中，一切就绪后，他们开始用呼号与休斯敦飞行指挥中心联系，等待分手。

20日，一切就绪后伟大的时刻终于来到了。20日2时许，登月舱的发动机被点燃，它与指令舱分离，指令舱由柯林斯驾驶继续绕月飞行，而登月舱则载2名航天员缓慢向月面飞行，当航天员检查舱内仪器时，休斯敦中心也在监视舱内情况，并似乎从读数上发现一个问题，认为中心难与登月舱直接通信，须用指令舱作为中继站，然而，实际上每一步骤都是良好的。

登月舱向地球源源不断地传输信息，以致休斯敦中心的计算机过载，不能及时处理这些数据， 警灯在闪烁，休斯敦中心经分析认为这是地面仪器失灵，登月舱没有问题，指示阿姆斯特朗准备手动着陆系统着陆，当阿姆斯特朗向窗外看到要降落的地方有乱七八糟的卵石时，便决定继续飞行，避开乱石嶙峋的危险地方，寻找平坦的地方，最后，奥尔德林手控登月舱在月面静海的一角平稳降落，登月获得成功。

阿姆斯特朗向休斯敦中心 告：“休斯敦，这里是静海基地，‘鹰’已降落。”此时休斯敦中心一片沸腾，为人类首次登上月球而欢欣鼓舞，奔走相告。

踏上月球的第1只脚

他俩向窗外眺望，进入眼帘的是一个遍布陨石坑和大石块的陌生世界，虽然他们都情不自禁地想走出去看一下这块神秘的地外之，但还是自我克制按预定计划等待地面中心指令，他们先在舱内美美地睡了一大觉，醒后在舱内吃了月球上的第一顿饭，接着又检查了舱内仪器、燃料装置、氧气供应情况，调查周围环境是否允许长时间停，地面中心对他们的健康状况进行了检查。

当一切都经过精确核对后，阿姆斯特朗与奥尔德林彼此帮助穿上极笨重的航天服。

1969年7月20日11时56分，阿姆斯特朗率先打开“鹰”舱舱门，带着电视摄像机站在5米高的平台上，小心翼翼地放下梯子，据悉这一动作在地球上未曾模拟过，扶梯的几级台阶他走了3分钟，左脚先迈上月球第一步。

在地球上收看电视的大约5亿人，用惊奇的眼光从屏幕上看到了第一个地球人踏上月面瞬间的情景，阿姆斯特朗在月面上留下了第一个长约32.5厘米、宽15厘米的人类脚印,当他踏上月面时，道出了一句意味深长的名言：“这只是一个人的一小步，但却是整个人类的一大步。”

这确是人类航天史上的一座丰碑。登月舱上的电视摄像机记录下了这具有历史意义的第一步,人们用惊奇的目光从电视上看到了第一个地球人踏上月球的情景。

阿姆斯特朗感到无比幸福，贪婪地欣赏着这块从未有过人迹的地外星球,他后来在叙述踏上月面第一步看到的景象时说：“月面是美丽的，仿佛上面铺着一层细细的炭粉，可以清楚地看到脚印登月舱支脚好像陷了进去，实际上立得很稳,走路并不那么困难，比在地面模拟训练轻松多了。”

他围绕着登月舱跳跃式走动，向地球上居住的人们介绍看到的月面情景，然后俯首拾月岩和收集矿物,他证实人在月球上可自由行动。

19分钟后，奥尔德林紧步阿姆斯特朗的后尘，也走出登月舱，与他的同伴共同进行月面活动,当他走到月面上时，第一句话就赞叹说：“啊！太美了！”但他环顾四周，又感慨万千地说：“这真是一个荒凉而孤寂的世界。”

他也像阿姆斯特朗一样，很快学会了地球人不习惯的移动方法——跳跃,他俩时而用单脚蹦，时而又用双脚跳，有些像袋鼠。

由阿姆斯特朗拍摄的奥尔德林，在奥尔德林的面罩上可以看到阿姆斯特朗的影像

2人首先在月球上安放了一块金属纪念牌，上面镌刻着：“1969年7月。这是地球人在月球首次着陆的地方。我们代表全人类平安地到达这里。”

下面还签有阿波罗11号3名航天员和美国总统的名字,然后他们竖起一面美国国旗。接着，又表演在月面上的移动方式和证实各种移动方法。

他们把一架电视摄像机放在三角架上向地球上的人们播放月面实况电视画,还与新上任的尼克松总统通了话，向总统和美国人民致敬！

美国总统尼克松在白宫对月球上的2位航天员说：“今天，对每个美国人来说，是一生中最值得自豪的日子，对全世界的人类来说也是如此。由于你们的成功，太空已成为人类世界的一个组成部分。”

说完他们又安放了地震测量仪和激光反射器，让地球上的科学家测定地球到月球的精确距离（精度达0.15米）,最后，他们清除了登月舱内的垃圾及污水，又相继回到登月舱上睡觉。

阿姆斯特朗在登月舱外逗留了2.5小时，奥尔德林也至少呆了几十分钟。在月面时，由于月球的引力只有地球的1/6，所以他们显得轻飘飘的。

地面控制中心告诉阿姆斯特朗：“你们能拿到的一切都放入盒子里带回来。”他们把收集的月球岩石和土壤标本带回登月舱，关紧舱门后启动发动机，告别静海，与分别28小时在月球轨道上的指令舱会合。

当登月舱停靠指令舱，出现了轻微摇动，经受了少许对接困难,在无重大故障情况，阿姆斯特朗和奥尔德林与指令舱驾驶员柯林斯会合，带着约22千克月岩、土壤及身临其境拍摄的月球照片，进入指令舱。登月舱完成自己的使命后被弃置在月球轨道上。

阿波罗11号指令舱降落在太平洋

7月21日下午1时56分，阿姆斯特朗奉命指挥阿波罗11号飞船指令舱离开月球轨道，踏上返回地球的旅途。

23日上午，在飞船返回途中，阿姆斯特朗通过电视向地面发表了最后一次谈话,他说：“100年前，法国作家凡尔纳写了一本关于月宫旅行的小说。他的飞船哥伦比亚号从佛罗里达出发，结束月宫旅行后，降落在太平洋,现代的哥伦比亚号明天就要如同小说里的哥伦比亚号一样溅落到太平洋上了。”

7月24日凌晨1时50分，阿波罗11号飞船指令舱载着3名航天英雄平安溅落在太平洋中部海面，人类首次登月宣告圆满结束。

尼克松总统在白宫举行盛宴欢迎他们凯旋归来，尼克松对登月英雄们说：“当你们胜利返回地球，就意味着我们取得了巨大的成功。我想，这次飞行的8天，不仅是短暂的一周，而且也是漫长的一周，更是创世以来最伟大的一周。”他们所到之处充满了鲜花、鼓声……