A crowd on the beach in Titusville, Fla., watches the launch of Apollo 11, the first manned mission to land on the moon, on July 18, 1969.

Photograph by David Burnett

距离 1969 年 7 月 16 日还有一周多的时间,在佛罗里达肯尼迪航天中心的周围就逐渐聚集了从全世界赶来的几十万人,他们等待着目睹一个注定会载入人类史册的事件。7 月 16 日逐渐临近,在航天中心方圆几十公里内已经找不到任何一家还有空房的旅馆。而人们仍然在不断地涌过来,他们毫不在意地睡在旅馆的过道里或是游泳池边的躺椅上。这段时间里,因为人潮汹涌,航天中心附近的一家酒水店一天就能卖出 150 箱啤酒。在挤满了每一家旅馆之后,人们又聚集在附近海边的 1 号公路上,支起帐篷,在夜里弹起吉他唱着歌,等待着见证历史,又仿佛是在庆祝一个盛大的节日。

人们都在等待着「阿波罗 11 号」(Apollo 11) 的发射升空。除了前来围观的人群之外,还有 3493 名美国记者和 812 名来自世界各地的外国记者也在现场。而在更远处的海面上,苏联派出了一支舰队观察这次发射,其中包括一艘巡洋舰、两艘驱逐舰、两艘潜艇和两艘潜艇供应船。这支舰队显然会一直监视火箭从发射到进入地球轨道的每一步,而美方也在紧张地监视苏联舰队是否会干扰火箭发射过程中的通讯。

这次令全世界关注的事件主角是「阿波罗 11 号」的三位宇航员,指令官尼尔·阿姆斯特朗 (Neil Armstrong)、指令舱驾驶员迈克尔·柯林斯 (Michael Collins) 和登月舱驾驶员巴兹·奥尔德林 (Buzz Aldrin)。一架巨大的「土星 5 号」(Saturn V) 运载火箭将把他们送往月球的方向。如果一切顺利,他们将在几天之后在月球表面登陆。

把几名人类宇航员从地球送到几十万公里之外的月球,再让他们安全返回,这个在当时看来接近疯狂的想法起源于实际的政治因素,也才只有短短十几年的历史。


始于水星计划

1957 年 10 月,苏联发射了人类第一颗人造卫星「斯普特尼克 1 号」(Sputnik 1),这极大地刺激了美国人的自信心。当时美国人普遍认为美国在太空竞赛中起步太晚,而苏联已经在科学研究领域全面超越了美国;就算在基础教育方面,苏联小学生的科学教育水平都远高于美国小学生。在苏联人造卫星升空之后,除了自信心受到打击之外,美国人对于出现在天空中的各种不明物体也开始愈发敏感和恐惧,全美国报告发现 UFO 的频率增加了四倍。

美国政府的高层对此事最初的看法与民众并不一致。当时的美国总统艾森豪威尔明白,美国在火箭精确制导技术方面尚领先于苏联,因此并不需要对苏联成功发射卫星太过在意。但是之后在 1957 年 11 月升空的「斯普特尼克 2 号」卫星搭载了一条名为「莱卡」的狗进入地球轨道,这意味着下一步很快就可能会有苏联宇航员进入太空,而且苏联有可能掌握在太空中发射武器的技术。随着 1958 年「斯普特尼克 3 号」卫星的成功升空,美国舆论变得更加焦虑,美国政府的态度也迅速转向。美苏两国的太空竞赛开始了。

1957 年,发射台上的 R-7 型火箭准备载着「斯普特尼克 1 号」卫星进入太空

作为对斯普特尼克卫星的回应,美国海军决定在 1957 年 12 月 6 日发射一个不到 2 公斤重的卫星到地球轨道。数百万美国人通过电视观看了这次卫星发射的现场直播。卫星发射在佛罗里达帕特里克空军基地进行,结果火箭刚刚升空就发生爆炸,变成了一个火球。实际上,把一个人造物体送上太空,这在当时对人类来说仍是一个工程学上极大的挑战,而想要把人造物体送上月球,更是屡试屡败。直到 1958 年,美苏两国都曾试图把火箭发射到月球,其间苏联尝试了三次,美国四次,都以失败告终。

美国政府在 1958 年 7 月成立了美国航空航天局 (NASA),正式应对与苏联在太空探索领域进行的竞赛。NASA 融合了之前的美国国家航空咨询委员会 (NACA) 和喷气推进实验室 (JPL) 等机构,从 1958 年 10 月开始工作。成立伊始,NASA 就把 NACA 原本由 45 人组成的太空任务组 (Space Task Group) 制定的月球探测任务修改为更为实际的地球轨道探测任务,把这定为 NASA 载人航天项目的核心,力求尽快把人类宇航员送上地球轨道。

1958 年 12 月 17 日,NASA 宣布了美国首个载人航天项目「水星计划」(Project Mercury)——要让人类宇航员尽快进入太空,然后再平安返回地球。所谓「太空」,起始于距离地面至少 100 公里的空间范围。从这个距离开始,地球的大气层逐渐消失。

首要困难在于如何选择宇航员——这是一个在人类历史上从未有过的职业。也正因为如此,当时 NASA 对于从事这个职业的人都需要具备哪些素质一无所知。NASA 考虑过试飞员、深海潜水员、登山运动员、赛车运动员、极地探险家、热气球驾驶员,甚至杂技演员等多个职业。最终出于保密的考虑,NASA 还是决定在习惯于军事化管理的试飞员中选拔宇航员。

1959 年 1 月,NASA 发出了招聘宇航员的启事。在报名的 508 人中有 110 人符合初选条件,而后经过层层筛选,NASA 最终选择了 7 个人加入水星计划。他们被称为「水星计划七人」(Mercury Seven),也由此正式得名「Astronaut」(宇航员),以区别于苏联的「宇航员」(Cosmonaut)。这 7 位美国历史上的第一批宇航员开始接受各种高强度的训练,以保持身体状态,应付火箭发射时的加速度和冷、热等极端条件。他们还将接受数年的培训,花费几千小时来学习驾驶人类有史以来建造过的最复杂的机器,以脱离地球引力的束缚,进入太空,抵达月球。

John Glenn, the first American to orbit Earth, seen through the Celestial Training Device during training in the Aeromedical Laboratory at Cape Canaveral in 1961.

更多的困难和未知接踵而至。人类究竟能不能在太空中生存?当时已经了解了一些关于太空旅行的危险,但在更多领域还是一片空白。比如说人们已经了解,如果把人置于真空环境中,人体内的水分会开始沸腾,人就会迅速失去意识,心脏也只能继续跳动一分钟左右的时间,在这种状态下人会迅速死亡。但失重环境对人有什么影响,这在当时仍属未知。有人怀疑在失重状态下,人的视力会变得模糊,肌肉发生萎缩,消化系统无法工作,内耳也无法工作,大脑可能停止运转,让人感到昏昏欲睡,甚至心脏也可能会停止跳动。没有了重力,宇航员的呕吐物可能无法排出,这样会造成窒息。

不光是这些生理问题困扰着医学界,还包括心理层面的问题——离开地球之后,被困在狭小的空间里,宇航员可能会感到压抑而自杀,或者不想再回到地球。

此外,火箭发射和着陆过程中的加速度会对宇航员造成什么影响?太空辐射是否会促使 DNA 发生突变?太阳风是否会给宇航员带来致命的威胁?还有其他无法预测的危险,比如在太空中为宇航员供氧也是个大问题,不期而至的小行星可能穿透飞行器,对宇航员造成致命伤害。而当时最大的工程难题在于如何让宇航员安全地重新进入大气层。按照预计的速度,宇航员们以每小时 1.6 万公里左右的速度进入大气层,那么飞行器的表面温度可能会达到 3000 摄氏度,在这种情况下如何保证宇航员的安全,这是一个极大的挑战。

太空探索在试探中前进。1959 年 5 月,一群猴子搭乘着美国「丘诺一号」(Jupiter-C) 运载火箭上了太空,其中的大多数活了下来,这当然是一个积极的信号。但死亡的阴影始终笼罩在人类的太空计划之上,同在 1959 年,「水星计划七人」飞到卡纳维拉尔角参观宇宙神火箭 (Atlas) 的发射,结果火箭在升空之后迅速爆炸——这是美国连续第五次火箭发射失败——创造这样的纪录并不奇怪,在那个时代只有三分之一的美国卫星能够顺利进入地球轨道。

竞赛的另一头,苏联的太空计划也在向前推进。在 1960 年 8 月的一次发射中,两只狗、一只兔子、42 只老鼠、一些苍蝇,还有一些植物和真菌搭乘苏联「斯普特尼克 5 号」实验飞船进入地球轨道,而且全都活了下来。这一系列的成功给了人们更多的信心,相信可以最终把人类宇航员安全送上太空。而苏联人的目标要更加远大。1959 年 1 月 4 日发射的「月球 1 号」(Luna 1) 无人探测器试图撞向月球,但是并没有成功,在掠过月球之后开始围绕太阳公转。同年 9 月 14 日发射的「月球 2 号」(Luna 2) 无人探测器坠毁在月球表面。紧接着 10 月 4 日,「月球 3 号」(Luna 3) 无人探测器终于完成了环月飞行,首次拍摄到月球背面的照片并发回地球。

NASA 这边,为了水星计划而选拔的 7 位宇航员迅速成为全美国的名人,但除此之外,整个太空计划并没有太快的进展。艾森豪威尔总统随后大幅削减了政府对 NASA 的预算,这使得 NASA 的资金仅限于发展水星计划而无力他顾。但在 1960 年进行的美国大选意外地成为了美国太空计划的一个重要转折点,理查德·尼克松在选举中输给了颇具个人魅力的约翰·肯尼迪,同时当选的副总统林登·约翰逊也一直对太空探测计划颇感兴趣。这对于 NASA 来说算是一个好消息——在 1960 年,NASA 总共只有 700 名员工为水星计划工作;两年以后,为之工作的人数就已经超过了 2000 人。

苏联在太空探测领域取得的下一个进展给整个美国社会带来了又一次巨大的冲击。1961 年 4 月 12 日,苏联宇航员尤里·加加林 (Yuri Gagarin) 乘坐着「东方 1 号」(Восток-1) 宇宙飞船进入地球轨道,花费了 1 小时 48 分钟的时间绕地球一周之后平安返回地球。苏联宣传这个成就相当于完成了载人登月项目的一半。这让美国人意识到,在太空竞赛中,美国已经落后苏联至少一年时间。

作为美国水星计划的一部分,一个名叫「Ham」的 37 磅重的大猩猩在 1961 年 1 月 31 日,乘坐着「水星-红石」(Mercury-Redstone) 运载火箭进行了一次亚轨道飞行。Ham 在 6 倍重力加速度的严酷考验下活了下来,这大大增强了美国将宇航员送上太空的信心。但更多实际的问题依然困扰着 NASA。实际上,「水星-红石」运载火箭的可靠性一直不高,大多数火箭工程师都认为它很难保证宇航员的安全,因此利用它进行无人太空飞行更加现实。水星计划在进行了两次亚轨道飞行之后,需要利用宇宙神火箭进行轨道飞行,但是这款火箭同样不稳定,前五次发射爆炸了两次。

Mercury-Redstone 1: launch escape system lift-off after 4'' launch, 1960.

美国人意识到,在太空竞赛中不能只是紧紧追赶苏联人的脚步,而是需要在其他领域做到第一——让人类宇航员尽快登上月球,这是美国最有希望战胜苏联的领域。NASA 不断地修改自己的太空探测计划。1960 年 1 月,最初制定为尽快把人类宇航员送上地球轨道的水星计划已经发展为把宇航员送上月球,起码是月球轨道。1961 年 5 月 8 日,肯尼迪总统正式宣布了美国的登月计划。5 月 25 日,他在美国国会做了著名的「登月演讲」(Moonshot Speech)。相应的,NASA 也在 1960 年 7 月 29 日发布了一个新的太空计划:利用一种新型的,更大也更容易操控的飞行器,让人类最终到达月球,最起码可以到达月球轨道——这个计划以罗马神话中的太阳神命名——「阿波罗计划」(Apollo Program)。

在当时,对美国的登月计划最为乐观的人大概就是美国副总统约翰逊。他认为美国人可以在大约 1966、1967 年左右登上月球。而旁观者则显然远没有这么乐观,一家位于英国伦敦的赌博公司立即开出赔率,把美国人能够成功登上月球的赔率定为 1∶1000。真正负责执行登月计划的 NASA 明白,登月不可能依赖表现不稳定的宇宙神火箭 (这款火箭的发射成功率只有 45%)。想要实现登月的壮举,需要全新的技术,全新的火箭,以及全新的组织形式。

1961 年 5 月 5 日,「水星计划七人」之一的宇航员艾伦·谢泼德 (Alan Shepard) 完成了水星计划的第一次载人任务。「水星-红石」运载火箭载着谢泼德飞向了太空。在发射升空几分钟之后,谢泼德乘坐的「自由 7 号太空舱」(Freedom 7 Spacecraft) 与火箭分离,上升到了海拔 187 公里的高度,随即马上下降。实际上谢泼德只是进行了短短 15 分 28 秒的地球亚轨道飞行,宇航员也只有大约 5 分钟的时间处于失重状态。在当时有四分之一的美国人,大约 4500 万人,通过电视直播观看了这次发射。这次虽然短暂但完成得堪称完美的太空计划,极大地鼓舞了美国人的自信心,也让谢泼德成为了美国太空探测过程中一个标志性的人物。 即便如此,月球仍然显得遥不可及。


承上启下的「双子座计划」

从地球轨道到登上月球,其间的差距不可谓不大。从地面到达月球的距离是从地面到达地球轨道距离的 1000 倍。1961 年 12 月,NASA 宣布了一个新的载人航天项目以衔接水星计划和阿波罗计划,这个项目最初被命名为「Mariner Mark II」——一个双人版本的水星计划,一个月后,它被重新命名为「双子座计划」(Gemini)。

之所以制定双子座计划,是因为尽管在当时没有人知道该如何让一个飞行器在月球表面着陆,甚至没有人知道该设计一艘什么样的飞行器进行登月,但是人们普遍认为,登月任务起码需要两个宇航员来共同完成。

该如何从地球到达月球,再安全返回,这是个问题。当时的普遍看法是,需要设计一款巨大的火箭,从地球直接飞向月球。在接近月球表面的时候,火箭倒转方向,缓缓降落,然后宇航员们从火箭中走到月球表面,在完成登月任务之后再返回火箭,开动火箭从月球表面发射,最终返回地球。问题在于,想要设计这样一款超级火箭,需要在里面装有足够往返月球的燃料,还要装配热盾,及各种配套设施和生命支持系统——这将需要极庞大的火箭推进器。尽管当时已经开始筹划设计这样一款巨大的三级火箭,但还存在着其他各种问题,比如宇航员们该如何从这个巨大的火箭中走到月球表面?从火箭中伸出一个长达几十米的梯子会给宇航员带来危险。另外当时对于月球表面的状况还一无所知,月球的表面究竟能否承受如此巨大的火箭的重量?

人们所想到的另一个方法叫做「地球轨道交会」(Earth-orbit Rendezvous)——从一个地球轨道平台上发射一个较小的飞行器前往月球,或者这个较小的飞行器可以由一个巨大的火箭在地球轨道上进行发射——相比于直接通过一架超级火箭登陆月球,这个方式听上去可行性更高一些。当时还出现过一些更加疯狂的建议:1962 年 6 月,贝尔飞行器公司 (Bell Aerospace) 的两位工程师提出,如果想要尽快赢得太空竞赛,只需要把宇航员送上月球而不考虑让他们返程,登月工程就会简单得多。他们说,可以用经过改装的水星计划飞行器把一个宇航员送上月球,然后向他运送食物和氧气,等几年之后技术更成熟了,再考虑如何把他接回地球——这样的建议显然不可能被认真考虑。

另一种乍看上去同样有些疯狂的想法也被提了出来,那就是月球轨道交会 (Lunar-orbit Rendezvous)——在月球轨道上发射一个小型飞行器,载着宇航员实施登月。实际上,这样的想法并不算新奇,甚至可谓由来已久。1917 年,苏联工程师尤里·康德拉图克 (Yuri Kondratyuk) 就提出过月球轨道交会的可能性,此后也有 NASA 的工程师建议采取这种方式,但从未被认真考虑。在肯尼迪发表了登月演说之后,NASA 工程师约翰·霍博尔特 (John Houbolt) 又一次提出了通过月球轨道交会的方式进行登月,并且开始到处宣扬其优点。

John C. Houbolt, a NASA engineer, explaining his lunar-orbit-rendezvous concept for moon landings in 1962.

虽然有越来越多的人被他的游说打动,但更多人还是倾向于地球轨道交会方式。霍博尔特的建议被 NASA 排在三种方式中的最后一位,很少有人去认真考虑,就连《时代》杂志都形容这个计划如同科幻小说中的想法。但是在霍博尔特的不断坚持下,这个想法逐渐被人重视,人们开始意识到,月球轨道交会确实是最可行的方法。1962 年 7 月 11 日,NASA 署长詹姆斯·韦伯 (James Webb) 宣布,NASA 决定采用月球轨道交会的方式实施登月。

为了推进双子座计划和接下来的阿波罗计划,NASA 需要急剧扩张,为此在美国南部成立了休斯顿太空中心 (Space Center Houston)。「水星计划七人」中人称「加斯」(Gus) 的维吉尔·格里森 (Virgil Grissom) 成为了双子座计划的首席宇航员。未来的太空任务会需要更多的宇航员,因此 NASA 在 1962 年 10 月 3 日又招入了包括尼尔·阿姆斯特朗 (Neil Armstrong) 在内的 9 名宇航员,1963 年 10 月 18 日又招收了第三组 14 名宇航员,其中就包括巴兹·奥尔德林和迈克尔·柯林斯,未来被载入史册的名字。

因为需要搭载两位宇航员,双子座计划的飞行器比水星计划飞行器重了一倍,这就需要更加强力的火箭。要执行这个任务,最佳的选择是「泰坦 2 号」(Titan II) 运载火箭,但是这款火箭的稳定性太差。NASA 花费了一年多的时间来改造它,提高它的稳定性。相比于水星计划,双子座计划中飞行器所使用的电脑、雷达、供电系统等都有了明显的改进,而且宇航员也可以控制飞行器的运动,终于算得上是在真正「驾驶」飞行器了。

针对双子座计划,苏联在 1964 年 10 月 12 日通过「日出 1 号」(Voskhod 1) 飞船将三名宇航员送入了太空。这三位苏联宇航员在进行太空旅行之前只接受了几个月的训练,在飞船中甚至都没有穿太空服。他们最终都安全回到地面,并且创造了距离地面 336 公里的新世界纪录。而后在 1965 年 3 月 18 日,苏联宇航员阿列克谢·列昂诺夫 (Alexei Leonov) 完成了世界上第一次太空行走。他走出了「日出 2 号」飞船,并且在太空中停留了 12 分钟。在完成了这两次创举之后,苏联宣布他们的最终目标也在于登月。

苏联宇航员阿列克谢·列昂诺夫

美国在经过了两次无人发射之后,按照原计划,将由宇航员谢泼德搭档托马斯·斯塔福德 (Tom Stafford) 在 1963 年下半年飞行时长为 5 个小时的双子座 3 号任务。但谢泼德被诊断患有美尼尔氏综合征,经常受到眩晕的困扰,无法再进行太空飞行。NASA 最终决定由格里森和约翰·杨 (John Young) 搭档,成为第一次双子座载人飞行任务的宇航员。

Young, age 34, as pilot of Gemini 3

1965 年 3 月 23 日,「双子座 3 号」升空。虽然仍然无法摆脱地球的引力离开地球轨道,但是因为飞行器动力更强,在 5 个多小时的太空飞行中,两位宇航员操纵飞行器在地球轨道上进行了变轨;之后在 6 月 3 日,宇航员詹姆斯·麦克迪维特 (James McDivitt) 和爱德华·怀特 (Edward White) 飞行了「双子座 4 号」,怀特还进行了 20 分钟的太空行走。同年 8 月份发射的「双子座 5 号」,宇航员们在太空中停留了 8 天时间。这次飞行意在测试宇航员们长时间生活在太空中的反应,也打破了此前在 1963 年 6 月 14 日,苏联「东方 5 号」(Vostok 5) 任务中宇航员瓦列里·贝科夫斯基创造的在太空中停留 5 天的纪录。

为最终的登月做准备,接下来的两次双子座计划也都是测试宇航员长时间在太空中的状况以及为轨道交会进行演练。宇航员们在太空中停留的时间越来越长。1965 年 12 月 1 日发射的「双子座 7 号」在太空中停留了 14 天;而因为天线故障被耽搁,比「双子座 7 号」迟了 10 天进入太空的「双子座 6 号」,在地球轨道上几乎与「双子座 7 号」近在咫尺——这样长时间的太空旅行进一步证明,一个为时 8 天左右的登月计划,不会给宇航员的身体健康带来太大影响。

从 1965 年 3 月 23 日到 1966 年 11 月,总共有 16 名美国宇航员在双子座计划的 10 次飞行中进入太空,为最终实现登月积累了知识和经验。最终完成登月的「阿波罗 11 号」的三位宇航员,都分别参加了双子座 8 号、10 号和 12 号的飞行任务。双子座计划的每一个宇航员最终都安全回到地球,这让人感觉太空探测似乎也没有人们此前想象的那么危险。但这种轻松的感觉也容易让人疏忽大意。也正是这样的疏忽,为之后的悲剧埋下了伏笔。


阿波罗计划,从悲剧到传奇

随着登月计划的逐渐推进,NASA 决定在双子座计划之后,阿波罗计划将使用由火箭专家沃纳·冯·布劳恩 (Wernher von Braun) 设计的「土星 5 号」三级运载火箭以及由格鲁曼公司设计的登月舱 (Lunar Module)。问题在于,当时没有人知道究竟该如何设计登月舱。这种能够完成登月任务的飞行器需要全新的设计,而且需要尽量减轻重量。NASA 为此给格鲁曼公司设置了奖金:每为登月舱减轻 1 磅的重量,就奖励他们 2.5 万美元。除了火箭和登月舱之外,还有大量的商业公司为 NASA 服务。到了 1966 年,总共有 2 万家制造商在为 NASA 生产登月所需的设备。

The Saturn V rocket weighed 6.2 million pounds when fully fueled and generated 7.6 million pounds of thrust.

计划中的登月飞行器由三个部分组成:从地球轨道到月球轨道的旅途中,宇航员们会在锥形的指令舱 (Command Module) 中度过。指令舱又与圆柱形的服务舱 (Service Module) 相连。整个飞行器的电力系统、推进系统,还有宇航员们需要的各种生活必需品都由生活舱提供。而指令舱和服务舱实际上连成一体,被称作控制-服务舱。在返回地球即将进入地球大气层的过程中,指令舱才会与服务舱脱离。

将从月球轨道下降到月球表面,载着宇航员完成登月的登月舱则自成体系。因为设计登月舱无需考虑空气阻力,因此不必把它设计为流线型,这给了工程师们极大的自由,提出了各种各样奇特的样式。最终被确定的登月舱具有四个支撑足,从上面看下去犹如一个巨大的金属甲虫。因为月球的引力只相当于地球表面的六分之一,相比于地球,登月舱的架构更加单薄,很多部件都需要手工打造完成。

为了完成在月球降落和升空两项任务,登月舱具有位于底部的下降段 (Descent Stage) 和位于上部的上升段 (Ascent Stage) 两部分。下降段部分会载着宇航员们登陆月球。当宇航员们完成任务,会返回到登月舱的上升段,其中配备的火箭引擎进行点火升空,载着宇航员们重新回到月球轨道。把下降段留在月球表面,与控制-服务舱重新汇合。而当宇航员们从登月舱回到控制-服务舱,登月舱也就完成了任务,会被遗留在月球轨道。

双子座计划一次次的成功让 NASA 整体陷入到兴奋的状态之中。为阿波罗计划工作的所有人都在抓紧时间赶进度,光是 1967 年就有 3 个阿波罗计划的发射项目,总共有 15 个「土星 5 号」运载火箭等待发射,登月似乎指日可待。NASA 忙于催促各家制造商加快建造过程而疏于质量管理。在这种急切的心态下,一些致命的错误被忽略了。1967 年 1 月 27 日,在一次名为「阿波罗 204」的测试中,因为驾驶舱内的电线发生短路引发大火,三位宇航员,维吉尔·格里森、爱德华·怀特与罗杰·查菲 (Roger Chaffee) 均在火灾中牺牲 (这次测试随后也被追认为「阿波罗 1 号」)。

are seen participating in a 1966 spacecraft design review in California. The three men died in a launch pad fire on Jan. 27, 1967.

事后人们发现,控制-服务舱的设计过于漫不经心,其中的电线错综复杂,总长度居然超过了 20 公里。人们认为可能是格里森座椅左边位置的一团电线因为短路产生了一个火花,而驾驶舱里又充满了易燃物,遇到为宇航员提供的纯氧便开始迅速燃烧,火焰很快就蔓延开来。驾驶舱里迅速充满了二氧化碳和其他有毒气体,使三位宇航员因为窒息而死。

这次悲剧之后,伴随着一系列的宇航员意外事件,NASA 一度只有六位宇航员可供选择。NASA 为自己轻率的态度付出了过于惨重的代价。

「阿波罗 1 号」的事故也打击了人们的信心,人们开始对登月是否能成功产生疑问。NASA 一度搁置了所有的载人飞行任务,全力调查事故发生的原因,寻找各种安全隐患。美国国会也对 NASA 的能力产生了怀疑。人们认为阿波罗计划可能因此会被耽误长达 5 年的时间。与此同时,之前一直激励着美国不计成本进行登月的政治因素逐渐发生了变化,美国民众对于登月的态度也随之发生了微妙的转变。

1966 年的美国社会波涛汹涌,在国内掀起了声势浩大的民权运动,而在国际上,美国深陷越南战场。这场战争转而又在美国内部激起了反战浪潮。处于越战和民权运动中的美国人开始认为太空计划是在浪费钱,有这么多的资金,还不如用来改善国计民生。一时间,混杂着怀疑、悲伤和愤怒的情绪,有人开始怀疑阿波罗计划可能会被取消。另一方面,当时美苏两国的敌意也不似几年前那样浓烈。在一次民意调查中,90% 的美国人已经不再在乎是谁先登上月球。那么,登月是否还重要,是否还有意义?

实际上美苏两国的登月竞赛并未停止。进入 20 世纪 60 年代之后,苏联在载人航天领域开始全面落后于美国,转而去重点开发在地球轨道上建设科学平台。但美国认为苏联仍然在秘密发展登月项目。美国拍摄的一些卫星照片显示,苏联开发了一款火箭,体型相当于美国「土星 5 号」运载火箭的两倍。如此巨大的火箭,其目的地只可能有一个,那就是月球。而在「阿波罗 1 号」事故之后,美国人开始认为苏联人将会捷足先登,第一个踏上月球。

在各种打击和质疑声中,NASA 仍继续推进着阿波罗计划。为了不让「阿波罗 1 号」的悲剧重演,1500 名工作人员拆解了出事火箭,检查每一个细节,寻找各种安全隐患。人们总共检查了 8000 个可能的安全漏洞,建议做出 1697 处改变。调查这次事故的委员会提交了一份长达 3300 页的调查报告。在改进设计中,单是针对指令舱就做出了 1300 处修改。

在阿波罗计划之外,为了给宇航员们最终登月做准备,了解月球表面的状况,选取登陆地点,NASA 从 1959 年开始开启了另外一项「徘徊者计划」(Ranger Program)。这一系列无人太空探测任务的目的在于,近距离拍摄月球表面的景象,绘制一幅详细的月球地图,为宇航员的降落做准备。前六次的徘徊者计划全都失败了,直到 1964 年 7 月,「徘徊者 7 号」才终于成功到达月球轨道,总共拍摄和向地球发回了 17225 张月球表面高清照片。

科学家们在研究了月球表面的照片之后,大多数人认为月球的表面足以承受登月舱的降落,但是又不敢完全确定。直到 1966 年 6 月 2 日,由喷气推进实验室设计的勘测者号探测器 (Surveyor 1) 成功在月球表面着陆,探测器在着陆过程中只是沾染了一层薄薄的月球尘土,这让 NASA 的工程师们明白了宇航员该如何在月球的表面进行着陆。随后在 1966 年 8 月到 1967 年 11 月间,又有 5 个无人探测器绕月飞行,为 NASA 绘制了一幅包含月球表面 99% 区域的精确地图,并且测量了月球的辐射情况,为宇航员登陆月球做了进一步的准备。

1968 年 5 月,北美航空 (North American Aviation) 为 NASA 制作了「阿波罗 7 号」飞行器。1968 年 10 月 11 日,阿波罗计划进行第一次载人飞行,「阿波罗 7 号」发射升空。三位宇航员,瓦尔特·施艾拉 (Wally Schirra)、唐·埃斯利 (Donn Eisele) 和瓦尔特·康尼翰 (Walter Cunningham) 顺利完成了任务。NASA 原计划的首次登月是 1969 年末发射的「阿波罗 12 号」,因为「阿波罗 7 号」任务完成得非常顺利,NASA 决定更改计划,让 1969 年 7 月发射的「阿波罗 11 号」进行登月。

「阿波罗 7 号」的三位宇航员 (从左至右): 瓦尔特·康尼翰、唐·埃斯利和瓦尔特·施艾拉

「阿波罗 8 号」的任务也随之改变为绕月航行,测试登月舱。这次任务还需要详细了解月球内部的质量分布,因为月球相对更致密的区域引力会更强,这可能影响到飞行器的轨道。这次飞行由指令官弗兰克·博尔曼 (Frank Borman)、指令舱驾驶员詹姆斯·洛弗尔 (James Lovell) 和登月舱驾驶员威廉·安德斯 (William Anders) 三位宇航员完成。

1968 年 12 月 21 日,「阿波罗 8 号」发射升空。在围绕地球轨道运行三周之后,它再次点火,离开地球轨道进入月球轨道。三位宇航员绕月球运行,最低的状态距离月球表面只有 110 多公里,随后安全返回了地球。

1968 年的美国仍不平静,但是「阿波罗 8 号」的成功极大地鼓舞了美国人的信心。《时代》杂志把博尔曼、洛弗尔和安德斯三位宇航员评选为当年的年度人物。博尔曼之后收到一封匿名电报,上面写着:「谢谢阿波罗 8 号的宇航员们,你们拯救了 1968 年。」

The iconic image was taken by astronaut William A. Anders on Apollo 8 on Christmas Eve in 1968. He was tasked with photographing the lunar landscape for a suitable spot for an eventual Apollo mission to land.


准备登月

一切都准备就绪了。1969 年 1 月 6 日,NASA 飞行任务成员办公室主任迪克·斯雷顿 (Deke Slayton) 把尼尔·阿姆斯特朗、迈克尔·柯林斯和巴兹·奥尔德林三名宇航员召集到自己的办公室里,宣布他们三人将执行「阿波罗 11 号」任务,计划在 1969 年 7 月首次登上月球。

面对这个消息,三位宇航员都感到非常惊讶。柯林斯本来应该执行「阿波罗 8 号」任务,因为他之前做了脊椎手术需要康复而遗憾错过,转而执行「阿波罗 11 号」。奥尔德林此前执行过「双子座 12 号」任务,这位人称「机械师」的宇航员不善交际,做事如同电脑一般准确有条理。阿姆斯特朗则以不善言辞和处事冷静著称。1969 年 1 月 9 日,三人被公开宣布为「阿波罗 11 号」的宇航员。 确定了「阿波罗 11 号」的三位宇航员之后,将由谁成为踏上月球的第一人成了一个疑问。奥尔德林非常想成为登月第一人,他为此到处游说,连他的父亲也试着帮忙促成此事,但 NASA 最后仍然决定让阿姆斯特朗成为登月第一人,其中一个原因可能在于阿姆斯特朗是平民身份,而奥尔德林则有军方背景。从此直到临近发射,他们每周有 6 天时间每天要训练 14 个小时,剩下的时间除了睡觉都用来阅读报告和行动规则——NASA 制定的行动规则超过了 330 页,而且就在发射当天,这份规则还做了 7 处修改。

一步步走来,终于到了正式进行登月的阶段绝非易事。「阿波罗 11 号」的登月流程花费了 6 年才制定完成,而宇航员在月球表面行走的规划,也花了两年才完成。在「阿波罗 11 号」之前,分别在 1969 年 3 月 3 日和 5 月 18 日发射的阿波罗 9 号和 10 号任务,意在为「阿波罗 11 号」实现登月做最后的准备和测试。执行这两次太空任务的宇航员们测试了登月舱和降落雷达,在飞过月球计划中的降落地点「宁静海」(Sea of Tranquility) 时又拍摄了照片,但并没有吸引美国民众太多的关注。

An Earthrise taken by Apollo 10.

在「阿波罗 11 号」临近发射的前一个月里,为了不受外界影响,三位宇航员搬到了肯尼迪航天中心,在一种与世隔绝的环境中,通过模拟器,训练操作指令舱和登月舱。仍然存在着太多的未知。直到发射前夕,三位宇航员也还不确定应该如何登月。NASA 也一直担心他们还没有接受足够的训练,犹豫是否需要把发射推迟进行。人们不停地讨论在登月过程中可能遇到的各种困难,希望宇航员在登月过程中没有风险,并且随时随地做好放弃登月的准备。但到了那个时候,做出最终决定的人将是登月舱指挥官阿姆斯特朗。根据 NASA 的传统,宇航员们可以为自己乘坐的飞行器命名。「阿波罗 11 号」的三位宇航员为他们乘坐的指令舱命名为「哥伦比亚号」(Columbia),登月舱则被命名为「鹰」(Eagle)。

按照计划,阿姆斯特朗和奥尔德林将乘坐登月舱在月球上的日落时分进行登陆。此时光线的强度应该正合适,因为太阳角度的关系,周围的物体都有不太长的影子——人们甚至担心这也可能会影响到宇航员的视线。想要在这种相对来说比较理想的条件下登月,每个月里只有一天的机会,那就是 20 日——也就是说,如果宇航员们希望在 1969 年 7 月 20 日登陆月球表面,算上在太空中的路程,那么就需要在 4 天前,也就是 1969 年 7 月 16 日从地球出发。一旦错过了这一天,就要再等待一个月的时间。

还有太多未知的危险难以预测。人们不知道月球表面的质量分布对宇航员可能造成什么影响,而太空服是否能抵挡住宇宙射线的袭击也是未知。更无法预测的是太阳耀斑的变化,人们能做的也只是在地球上进行观测。周围的人忧心忡忡,三位宇航员选择不去担心自己无法控制的事情,相信一切都已经做好了准备。在这次人类有史以来最疯狂、也最浪漫的探险中,所需要的不仅是人们的信心和运气,还有机器的完美工作——「土星 5 号」火箭由 300 万个零件组成,指令舱由 200 万个零件组成,登月舱也包含了 100 万个零件。在整个 8 天的登月过程中,数百万个零件需要完美配合,保障宇航员们完成任务并且安全返回。

为了确保三名宇航员一直处于健康状态,不被外界所打扰或影响,NASA 对于他们的保护也做到了极致。在发射前几天举行的一次有宇航员出席的新闻发布会上,三位宇航员与记者之间隔着一个透明薄膜进行交流,以保证他们不会受到来自外部的细菌或病毒的侵扰。出于同样的原因,原定在发射前夜由尼克松总统和宇航员们共进晚餐的计划也被取消了。每位宇航员可以带半磅的个人物品,阿姆斯特朗希望可以带着两个 1903 年「莱特飞行器」(Wright Flyer) 的部件到月球,随后得到了批准。

在出发前一天,三位宇航员估计他们能够成功在月球表面着陆的机会是 50%。虽然登月有太多的未知,可能遇到各种困难,但是他们预计自己有 90% 的机会可以活着回地球。实际上 NASA 对此的预测要悲观得多,工作人员罗列了一系列可能导致任务失败或是造成人员伤亡的情况。NASA 也做好了三位宇航员无法从月球返回的准备。就连尼克松总统都事先准备了为登月失败而作的演讲词,这份演讲在结尾处改写了英国诗人罗伯特·布鲁克的诗句,动情地写道:「当人类中的每一员在夜空中望向月球,都会明白在世界之外的某一个角落,永远属于人类。」

与阿波罗 9 号和 10 号的悄无声息不同,「阿波罗 11 号」让全美国乃至整个世界的人们为之着迷。

Crowds gathered to view the July 16 rocket launch.

Photograph by Mario De Biasi

1969 年 7 月 15 日夜里,天上下起了小雨,但等待观看发射的人们兴致丝毫不减。肯尼迪航天中心附近的酒吧也得到了特许,可以整夜营业,彻夜不睡等待见证历史的人们在酒吧里狂欢。 在航天中心内,三位宇航员在夜里 9 点钟就回到自己的房间,在细雨中安睡。一架人类建造的有史以来最强力的机器——110 米高的「土星 5 号」三级火箭,在十多盏聚光灯的照耀下通体闪着银白色的光芒。一些连接着火箭的粗管正向火箭内部注入液态燃料,发出嘶嘶的响声,如同一个巨兽睡眠时发出轻微的鼾声。


登月旅程

三位宇航员在 16 日早晨 4 点 15 分就早早起床。吃过早饭之后,他们穿上宇航服,准备登上几公里之外位于「土星 5 号」火箭顶端的「阿波罗 11 号」。后来柯林斯写到了自己在前往位于 39 号发射架上的火箭时的感受:「土星 5 号火箭简直就是一个怪物,它是执行双子座计划的泰坦火箭的三倍大,高度要超过一个足球场的长度。越接近火箭,就越觉得它不可思议。充满了液氧、液氢和煤油燃料的土星 5 号火箭外层披着一层冰,在佛罗里达湿润的空气和明媚的阳关下,处于氤氲之中。仿佛有了生命一般。」

几个小时之后,当地时间上午 9 点 32 分,在现场上百万人的注视之下,三位宇航员在一架由 40 万人参与建造的「土星 5 号」火箭的推送之下进入了太空,奔赴 38 万公里之外的月球。火箭发射的声浪花了 14 秒才传到距离火箭最近的 3 英里之外的人群。在发射之后,媒体开始聚集在宇航员家门口,希望能够找到任何机会采访到宇航员的家人。而在「阿波罗 11 号」抵达地球轨道之后,苏联也联系美国,说明「阿波罗 11 号」和苏联航空器之间的通讯不会发生干扰。

Watching liftoff from the Launch Control Center, three and a half miles from the launchpad.

「阿波罗 11 号」进入地球轨道之后,飞行器的速度达到每小时 3.9 万多公里,这个速度足以使它摆脱地球引力飞向月球。柯林斯操作控制-服务舱与火箭的第三级脱离,与登月舱一同飞向月球。在为时三天的飞行途中,飞行器在面向太阳的一面和背向太阳的一面有 300 多摄氏度的温差,为了避免温差过大给飞行器带来危险,柯林斯操纵飞行器缓缓旋转。

随着经验的积累,宇航员们在太空中的生活逐渐有所改善。双子座计划的宇航员们还只能通过管子吃流食,而「阿波罗 11 号」的三位宇航员在太空中吃的第一餐是鸡肉沙拉、鸡尾虾和苹果酱。晚饭过后,在休斯顿时间晚上 10 点 30 分,离开地球 14 个小时之后,宇航员们准备休息了。在整个奔向月球的途中,宇航员们一直和地球保持联系,甚至会收听体育新闻以缓解思乡之苦。宇航员们的作息规律也始终保持和在地球上一样,在地球的夜里时段他们会遮上飞行器的窗户,调暗灯光休息。

1969 年 7 月 17 日晚上,苏联再次主动联系 NASA,向他们公布了正在月球轨道上运转的「月球 15 号」探测器的轨道信息,并且保证登月的三位宇航员不会与苏联发射的探测器相撞,这对于 NASA 来说是一个宽慰——这也是苏联第一次向自己的「冷战」对手公布自己正在工作的探测器的精确轨道。

地球的引力一直延伸到地球与月球的中间位置。在飞行途中,因为地球引力的作用,飞行器的速度逐渐由每小时 3.9 万多公里降到原来的十分之一。实际上在飞行器内部的宇航员们并没有在移动的感觉,他们只有在注意到窗外的地球显得越来越小时,才会感受到自己正在离地球越来越远。当飞行器确定了运行轨道之后,宇航员们也没有太多的事情可做,只是把大多数工作都交给电脑和地球上的控制中心来处理。在其他的太空任务中,宇航员们大都需要进行一些科学实验,唯有这一次,因为担心会让宇航员们分心,因此并没有安排太多的科学实验。他们每天只需要把摄像机镜头对准地球 15 分钟,然后再把镜头转向飞行器的内部,为地球的观众进行半个多小时的电视转播和评论。

Joan Aldrin, Buzz Aldrin’s wife, in Houston watching the televised mission.

Photograph by Lee Balterman

大多数执行阿波罗计划的宇航员彼此之间都是极好的朋友。不仅在宇航员之间,就连宇航员的妻子们大多关系也都极佳。但「阿波罗 11 号」的三位宇航员彼此个性不同,他们三个人从未成为过好朋友,却成了配合默契的工作伙伴。在不需要进行电视转播的时间里,飞行器里保持着长久的沉默,三人之间并没有太多交流。阿姆斯特朗和奥尔德林需要研究月球表面的照片,而柯林斯有时会自己和自己说话。三个人有时会通过一个卡带机欣赏一些古典音乐,包括德沃夏克 E 小调第九交响曲《来自新世界》,在一种静谧的氛围之中奔向月球。

三位宇航员逐渐进入月球的引力范围,他们看到窗外的月亮不再是一个遥远的拇指大小的圆形,而是一个充满窗户的、立体的,反射着地球光线的灰色世界。来自地球的光线让陨石坑和山峰都有了阴影,仿佛伸手就能够摸到。夜空也重新出现了,天空中充满了星星。从地球到月球的旅行可谓波澜不惊,途中只进行了一次时长 3 秒钟的点火以调整航向。现在他们需要通过电脑进行点火来减速,以进入一个合适的月球轨道。

进入月球轨道之后,飞行器距离月球表面只有 70 海里的距离,两小时就会环绕月球一周,其中有 35 分钟的时间处于月球背面,无法与地球通讯。柯林斯转动了飞行器,使月亮正好出现在飞行器的前窗。在月球轨道上看月球,这是一个巨大的、深灰色的立体世界,反射着地球的光芒。在离开地球三天之后,在月球的衬托之下,宇航员们终于有了处于运动之中的感觉。

与地球恢复通讯之后,宇航员们又进行了 35 分钟的电视转播,他们依次向观众介绍自己的所见,随后,他们看到了自己在月球的着陆点——宁静海。把飞行器的高度降低到距离月球表面 60 海里之后,阿姆斯特朗和奥尔德林进入登月舱进行检查和启动。三人吃过晚饭之后进入了梦乡。而地面上,休斯顿控制中心被分为「黑队」和「白队」的指挥官们则轮班监视着飞行器的每一个参数。

The newly renovated mission control center at the Johnson Space Center in Houston on Friday.

Photograph by Todd Spoth

准备登月了。一夜休息过后,阿姆斯特朗和奥尔德林各花了半个小时穿上登月服,在上午 9 点 30 分,两人进入了登月舱,与指令舱分离,开始下降。登月堪称整个旅途中最困难,也是最危险的部分。因为人们对于月球的情况知之甚少,难以设计软件对整个环境进行模拟,实际上宇航员们直到发射前一个多月才第一次进行了月球登陆的模拟训练。而工程师们把登月舱当作一个没有螺旋桨,但是具有火箭引擎的直升飞机来设计,操作起来极其困难。

除了准备较少之外,在整个登月过程中,宇航员们在大多数情况下只能依靠自己的判断行事,无法得到地球上指挥中心的帮助。考虑到地球和月球之间的距离,从月球向地球传递信号需要 1.3 秒的时间,信号返回则又需要 1.3 秒的时间——这 2.6 秒的延迟在登月过程中可能造成致命的影响。

在下降的过程中,因为登月舱中的电脑不断出现警报,阿姆斯特朗把注意力放在了登月舱的各种阀门上,错过了原定的降落地点,随后他把自动降落模式改为手动模式,操纵登月舱在月球表面寻找合适的降落地点。奥尔德林则冷静地不断为阿姆斯特朗报告飞行器的下降速度和高度等各项关键数据。尽管登月舱不断提示燃料储量低,两人仍然毫不惊慌,在月球表面逐渐降低高度。直到休斯顿时间 20 时 17 分 39 秒,登月舱中显示「接触」的登月指示灯亮起,看到周围有尘土飞扬,两位宇航员才意识到他们已经在月球表面着陆——当时的燃料只够再支撑几十秒时间。

在 21 时 56 分 15 秒,阿姆斯特朗的左脚首先踏上了月球的土地。「对于一个人来说这是一小步,对于人类来说这确是巨大的一步。」(That's one small step for (a)man, one giant leap for mankind.) 这是阿姆斯特朗在踏上月球之后说的第一句话。随后他试着在月球表面跳了一两下,然后松开登月舱的扶手,开始试着在月球表面行走。他发现在月球表面移动的最佳方式就是缓慢地大步行走。他向地面控制中心汇报,自己已经适应了月球表面的低重力状态。在太阳光线和空中明亮的地球的照耀之下,他的视线也没有受到太大影响。阿姆斯特朗后来描写:「走在月球表面,犹如走在一个布满沙土的运动场上,四周有泛光灯的照耀。」20 分钟之后,奥尔德林也走出登月舱,踏上了月球表面,他环顾四周,将周围的景象描述为「壮丽的荒凉」(Magnificent Desolation)。

Buzz Aldrin described the moon as “magnificent desolation.”

Mr. Aldrin descending from the Eagle.

Though Neil Armstrong took many photos during the moonwalk, he appeared in only a handful, such as this one, where he is reflected in Mr. Aldrin’s visor.

The astronaut Edwin E. Aldrin Jr. on the moon with the Apollo 11 mission, in 1969. The very first entry of “The Twilight Zone” in 1959 ended with a nod to man on the moon: “We’ll be up there in a little while.”

在月球表面停留期间,阿姆斯特朗主要负责收集样本,他总共收集了 21 公斤多的月球岩石。奥尔德林则将一个铝箔制成的太阳风收集器 (Solar Wind Collector) 展开,进行太阳风科学实验。他还在月球表面留下一个月震仪和一些反射镜面。两位宇航员总共在月球表面行走了 2 小时 31 分 40 秒,在月球表面停留了 21 小时 36 分 20 秒,之后又乘坐登月舱离开,与月球轨道上的柯林斯汇合。在地球上,大约有 5.5 亿人通过电视转播观看了两位宇航员登陆月球的画面。在 195 小时 18 分钟 35 秒的登月旅行之后,「阿波罗 11 号」的三位宇航员回到了地球,他们乘坐的飞行器坠入太平洋,随后被等待多时的人们捞起。

The command module Columbia, being retrieved by the U.S.S. Hornet in the Pacific Ocean on July 24.

虽然只有极其微小的可能,为了防止宇航员们可能从月球带回对地球生命有害的微生物,NASA 为宇航员们,还有他们从月球带回的样本成立了一个太空飞行之后的检疫项目。NASA 设计了一个月球物质回收和回归宇航员检疫实验室 (Lunar Receiving Laboratory)。宇航员们从航天器出来之前需要穿上生物隔离服,被隔离 21 天的时间——实际上,没有人知道一旦发现有来自月球的安全威胁,人类究竟应当如何处理。

A ticker tape parade on Broadway in New York City, Aug. 13, 1969.

Photograph by Jack Manning


「阿波罗 13 号」的「伟大失败」

「阿波罗 11 号」的成功登月,成为自 NASA 成立以来,持续了十多年时间的太空计划的标志性事件。从茫茫的未知中开始,克服了种种失败的挫折,经历了宇航员牺牲的悲剧,借助着科学和勇气,人类终于第一次把自己的脚印留在了月球之上。人类文明终于走出了地球的襁褓,开始勇敢地向宇宙迈出第一步。

One of the first human footprints on the moon, made by Apollo 11 astronaut Edwin “Buzz” Aldrin and photographed on July 20, 1969.

人类的首次登月具有极强的象征意义,但一次成功的登月并不代表着结束。在之后的阿波罗计划中,陆续还会有更多的宇航员登上月球。人们没有预料到的是,在这一次巨大的成功之后,还有更多的未知和考验等待着宇航员们。

The Apollo 11 astronauts took many photographs of the moon’s surface during orbit, for the study of regional lunar geology, as well as lunar mapping and geodetic studies. They also helped train astronauts for future lunar missions.

在「阿波罗 11 号」发射将近 4 个月之后,按照计划,「阿波罗 12 号」将在 1969 年 11 月 14 日进行发射。这一次的天气条件不理想,前一天下了雨,虽然在发射前夜放晴,但是到了白天又开始下雨。「土星 5 号」运载火箭并不会受到下雨的影响,但高空中的风和闪电却可能威胁到发射。地面控制中心需要迅速决定原计划在上午 11 点 22 分进行的发射是否照常进行。

到了上午 11 点,雨越下越大,但根据现场探测,高空中风的强度不大,也没有发现雷电。尼克松总统已经来到了现场参观,三位宇航员皮特·康拉德 (Pete Conrad)、理查德·戈登 (Richard Gordon) 和艾伦·宾 (Alan Bean) 都已经在火箭顶端的飞行器中就位,火箭已经装满燃料——「阿波罗 12 号」的项目主管沃尔特·科普里安 (Walter Kapryan) 做出决定:发射照常进行。危机马上出现:就在火箭点火发射升空了几十秒之后,地面控制中心就一度和宇航员们失去联系,而且接收到的来自火箭的各种参数也都变得莫名其妙,让人无法判断究竟是哪里出了问题。

地面控制中心需要马上做出另一个重要决定,是否马上放弃这次任务,以保证宇航员们的安全。在这个紧要关头,地面控制中心的一位飞行控制员约翰·亚伦 (John Aaron) 发挥了重要作用。他冷静地指挥宇航员们进行调整,使飞行器发回地面的数据恢复正常,化解了这次危机,使得出师不利的「阿波罗 12 号」可以继续飞往月球,康拉德和宾最终也驾驶着「无畏号」(Fearless) 登月舱准确降落在月球表面的「风暴海」(Ocean of Storms),成为继阿姆斯特朗和奥尔德林之后,另两位登上月球的人类宇航员。

事后才发现,在火箭发射后的 36.5 秒和 52 秒,「阿波罗 12 号」的指令舱被闪电连续击中两次。电击使指令舱的一些仪器度数显示异常,幸运的是没有造成太大的破坏,三位宇航员才得以最终完成月球之旅。更重要的是指令舱的降落伞没有被破坏,他们才能够安全返回地球——这其中也有运气的成分,因为无论是飞行器还是火箭,人们在进行设计时都不曾考虑过被闪电击中可能造成的影响。

更大的危机还在后面。1970 年 4 月 11 日 19 时 13 分,「阿波罗 13 号」顺利发射升空。在三位宇航员中,詹姆斯·洛威尔 (James Lovell) 是其中经验最为丰富的,而指令舱驾驶员杰克·斯威格特 (Jack Swigert) 和登月舱驾驶员弗莱德·海斯 (Fred W. Haise) 都是第一次进入太空。发射后的第三个晚上,「阿波罗 13 号」的宇航员们在完成了一次电视转播之后,对飞行器的各个设施进行例行检查,随即发现服务舱的液氢罐读数出现异常情况。地面指挥中心要求宇航员们进行一次常规操作,启动液氧罐和液氢罐中的叶片,在内部搅动几个贮藏罐,使其中的液氧和液氢分布均匀,这样可能会使其读数恢复正常。

完成了搅动之后,更大的意外出现了:宇航员们无法再读取 2 号液氧罐中的压力,这意味着可能发生了事故。地面控制中心起初认为这可能只是设备故障,重新启动机器可能就会解决问题。直径 66 厘米的圆形液氧罐由金属制成,里面结构简单,储存的也是液氧,不大可能出现问题。而且就算 2 号液氧罐出现故障,1 号液氧罐中的储备也足够维持到宇航员们完成登月任务。

问题要比预想的严重得多。经过检查,宇航员们发现燃料电池开始停止工作,这说明两个液氧罐确实发生了意外情况。洛威尔甚至可以通过指令舱的窗户看到在服务舱的位置有烟雾状的物质泄漏出去——显然是至关重要的氧气。飞行器所携带的液氧和液氢原本将在整个登月旅途中为三位宇航员提供电力、氧气和水,一旦液氧或液氢出现问题,意味着三位宇航员立时面临生命危险。

登月任务肯定无法完成了。三位宇航员当时距离地球 32.186 万公里,而且还在奔向月球的途中。在这样的紧要关头,宇航员们不得不进入「水瓶座号」(Aquarius) 登月舱,把这个原本用于登月的飞行器用作救生艇。出于安全起见,以免引起进一步的爆炸,三位宇航员没有启动飞行器的推进系统以掉转航向,而是继续前往月球,决定利用月球的引力作用改变方向,转而返回地球。

登月舱中的氧气原本只够两名宇航员使用两天,而这三位宇航员需要在其中生活四天。在紧急情况下,他们利用登月舱中的材料制作了一款二氧化碳过滤器,成功降低了登月舱中二氧化碳的浓度,使三个人最终都安全返回了地球。实际上,直到 1961 年,两位格鲁曼公司的设计师才第一次想到了在太空紧急情况下把登月舱用作救生艇,而直到「阿波罗 13 号」发射前不久,宇航员们才第一次进行了太空求生的模拟训练。

直到在返回地球的途中,快要进入地球大气层前与服务舱脱离,三位宇航员才真正意识到发生了什么。他们看到服务舱携带的液氧罐发生了爆炸,燃料电池和液氧罐的面板都被爆炸损坏了。后来人们对此评价说,这可能是太空旅行中发生的最严重的事故,任何人都不可能在比这更严重的事故中幸存。「阿波罗 13 号」没能登上月球,但是三位宇航员却在极端困难和危险的情况下冷静处置,最终安全返回了地球,人们因此把这次太空任务称为一次「伟大的失败」。就连斯威格特向 NASA 汇报时说的那句话——「休士顿,我们有麻烦了」(Okay,Houston,we've had a problem here.) 都成了一句广为传播的名言。

在经历了「阿波罗 13 号」的事故之后,NASA 继续进行登月的信心一度发生动摇,很多人都认为在很长一段时间之内不会再有登月活动了。但是仅仅过了几个月之后,1971 年 1 月 31 日,「阿波罗 14 号」再次升空,并且成功完成任务。宇航员艾伦·谢泼德和埃德加·米切尔 (Edgar Dean Mitchell) 登上了月球,并进行了两次月表行走。

随后进行的阿波罗 15 号、16 号和 17 号任务都顺利完成。宇航员们在月球表面行走的时间越来越长,收集的月球岩石标本数量也越来越多。但人类宇航员登上月球已经不再是新闻,登月的主角变成了一辆电力驱动的月球车 (Lunar Roving Vehicle)。NASA 在 1969 年夏天决定设计一款能够在月球上行驶的车。波音公司在 1969 年 10 月 29 日获得了合同,开始为 NASA 制造这款此前只在科幻小说中出现过的工具。而仅仅在十几个月之后的 1971 年 7 月 31 日,宇航员们就已经驾驶着月球车在月球表面工作了。

Footprints in the wake of an Apollo 15 astronaut during one of the mission’s three extravehicular activities.

月球车价值不菲。四辆月球车,外加几台用于在地球上进行测试的样品,就价值 3800 万美元。这款由电池驱动的月球车每个轮子都配有一个 0.25 马力的电动马达,长 3 米,轴距 2.3 米,高 1.14 米,重 210 公斤,载重 490 公斤,可以在低重力的真空环境中工作。月球车的最快速度可以达到每小时 13 公里,能够工作 78 个小时。也只有在月球车的帮助下,宇航员们才扩大了在月球表面的活动范围,收集了众多标本,并且进行了诸多科学实验。

在「阿波罗 17 号」任务完成之后,有三辆月球车被留在了月球表面。而迄今为止最后一位登上月球的宇航员尤金·塞尔南 (Eugene Cernan),在月球上也留下了一句名言:「在我们离开月球的陶拉斯-利特罗山谷时,我们来过这里,我们现在要离开这里;如果情况允许的话,我们还会带着全人类的和平与希望回到这里。在我迈出离开月球的脚步时,我想说美国今日对太空的挑战将铸造人类明天的命运。愿阿波罗 17 号一路平安。」

从水星计划,到双子座计划,直到最终完成了登月壮举的阿波罗计划,这一系列持续了十多年的太空计划,由于政治原因,诞生在一个极为特殊的时代。正是因为和苏联的竞争,美国政府不计代价地把当时国家预算的 4.4% 拨给 NASA,用于一项看似与国计民生无关的太空探测项目。这个项目最终也因为政治原因被终结——1972 年,随着「阿波罗 17 号」返回地球,人们开始对登月感到厌倦,阿波罗计划也随即被尼克松总统终止。从 1969 年 7 月到 1972 年 12 月这三年多的时间里,总共有 12 位宇航员因为阿波罗计划踏上了月球。在此之后的几十年里,再没有人类登上过月球,但人类的生活已经随着阿波罗计划而彻底改变。

正如美国社会学家威廉·本布里奇 (William Bainbridge) 所说,阿波罗计划「是一次超越凡俗生活的伟大尝试,通过奇迹般的成就超越人类的极限。这是一个关于工程师们试图到达天堂的故事」。人类花费了十多年时间完成的登月壮举,凝结了人类数千年来的梦想。这是一次关于人类好奇心和无畏勇气的展示,而登月成功本身又成为了对人类好奇心和无畏勇气的最好报答。登上月球,把人类的足迹印在另一个天体之上,这项成就远超一切政治因素的干扰,成为了人类在 20 世纪完成的最伟大的成就之一而永载史册。从此之后,月球对于人类的意义已经完全不同。

The Apollo 11 lunar lander Eagle, carrying Neil Armstrong and Buzz Aldrin after a walk on the moon, returning to the Columbia command module carrying Michael Collins, who took this photo, for the journey back to Earth.


原文刊载于《三联生活周刊》第 1043 期,2019 年 7 月 01 日出版,作者:苗千。
本文写作参考了美国航空航天局网站的相关报道。参考书目:Apollo:The Race To The Moon, by Charles Murray and Catherine Bly Cox. Flying to the Moon, by Michael Collins. Apollo11:When Men Walked on the Moon, by Philip Gibson. Shoot For the Moon, by James Donovan.

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仰望星空的冒险

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