計量泵

[拼音]:aboluo gongcheng

[英文]:Apollo project

美國於20世紀60年代至70年代初組織實施的載人登月工程,或稱“阿波羅”計劃。這一工程的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。工程開始於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。在工程高峰時期,參加工程的有2萬家企業、200多所大學和80多個科研機構,總人數超過30萬人。整個“阿波羅”工程包括:

(1)確定登月方案;

(2)為登月飛行作準備的4項輔助計劃;

(3)研製“土星”號運載火箭;

(4)進行試驗飛行;

(5)研製“阿波羅”號飛船;

(6)實現載人登月飛行。

登月方案

包括論證飛船登月飛行軌道和確定載人飛船總體佈局。從“阿波羅”號飛船的 3種飛行方案中選定月球軌道交會方案,相應地確定由指揮艙、服務艙和登月艙組成飛船的總體佈局方案。

輔助計劃

為登月飛行進行準備的 4項輔助計劃是:

(1)“徘徊者”號探測器計劃(1961~1965年):共發射9個探測器,在不同的月球軌道上拍攝月球表面狀況的照片1.8萬張,以瞭解飛船在月面著陸的可能性。

(2)“勘測者”號探測器計劃(1966~1968年):共發射5個自動探測器在月球表面軟著陸,通過電視發回8.6萬張月面照片,並探測了月球土壤的理化特性資料。

(3)“月球軌道環行器” 計劃(1966~1967年):共發射3個繞月飛行的探測器,對40多個預選著陸區拍攝高解析度照片,獲得1000多張小比例尺高清晰度的月面照片,據此選出約10個預計的登月點。

(4)“雙子星座”號飛船計劃(1965~1966年):先後發射10艘各載2名航天員的飛船,進行醫學-生物學研究和操縱飛船機動飛行、對接和進行艙外活動的訓練。

運載火箭

“阿波羅”號飛船使用大推力的“土星”號運載火箭發射。運載火箭研製分兩個階段進行:

(1)研製“土星”1號和1B號,用以獲取大型運載火箭的研製經驗並進行“阿波羅”號飛船的飛行試驗。

(2)研製“土星”5號巨型3級運載火箭作為飛船登月的運載工具。

試驗飛行

1966~1968年進行了 6次不載人飛行試驗,在近地軌道上鑑定飛船的指揮艙、服務艙和登月艙,考驗登月艙的動力裝置。1968~1969年,發射了“阿波羅”7、 8、 9號飛船,進行載人飛行試驗。主要作環繞地球、月球飛行和登月艙脫離環月軌道的降落模擬試驗、軌道機動飛行和模擬會合、模擬登月艙與指揮艙的分離和對接。按登月所需時間進行了持續11天的飛行,檢驗飛船的可靠性。1969年5月18日發射的“阿波羅”10號飛船進行了登月全過程的演練飛行,繞月飛行31圈,兩名航天員乘登月艙下降到離月面15.2公里的高度(圖1)。

“阿波羅”號飛船

“阿波羅”號飛船由指揮艙、服務艙和登月艙3個部分組成。

指揮艙

航天員在飛行中生活和工作的座艙,也是全飛船的控制中心。指揮艙為圓錐形,高3.2米,重約6噸。指揮艙殼體結構分為3層:內層為鋁合金蜂窩夾層結構,中層為不鏽鋼蜂窩夾層隔熱層,外層為環氧-酚醛樹脂燒蝕防熱層。艙內充以34.3千帕(0.35大氣壓)的純氧,溫度保持在21~24C°。指揮艙分前艙、航天員艙和後艙3 部分。前艙內放置著陸部件、回收裝置和姿態控制發動機等。航天員艙為密封艙,存有供航天員生活14天的必需品和救生裝置。後艙內裝有10臺姿態控制發動機,各種儀器和貯箱,還有姿態控制、制導導航系統以及船載計算機和無線電分系統等。

服務艙

前端與指揮艙對接,後端有推進系統主發動機噴管。艙體為圓筒形,高6.7米,直徑4米,重約25噸。服務艙採用輕金屬蜂窩結構,周圍分為6個隔艙,容納主發動機、推進劑貯箱和增壓、姿態控制、電氣等系統。主發動機推力達95.6千牛(9.75噸力),由計算機控制,用於軌道轉移和變軌機動。姿態控制系統由16臺火箭發動機組成,它們還用於飛船與第三級火箭分離、登月艙與指揮艙對接和指揮艙與服務艙分離等。

登月艙

由下降級和上升級所組成,地面起飛時重14.7噸,寬4.3米,最大高度約7米。

(1)下降級:由著陸發動機、4條著陸腿和4個儀器艙組成。著陸發動機推力可在 4.67~46.7千牛(476~4760公斤力)範圍內調節,發動機擺動範圍為6°。著陸腿末端有底盤,上面裝有觸地感測器。下降級內還裝有著陸交會雷達和 4組容量為400安時的銀鋅蓄電池。

(2)上升級:為登月艙主體。航天員完成月面活動後駕駛上升級返回環月軌道與指揮艙會合。上升級由航天員座艙、 返回發動機、 推進劑貯箱、儀器艙和控制系統組成。航天員座艙可容納 2名航天員(但無座椅),有導航、控制、通訊、生命保障和電源等裝置。座艙前方有艙門,門口小平臺外接登月小梯。返回發動機推力為15.6千牛或1590公斤力(不可調),可重複起動35次。姿態控制系統包括16臺小推力發動機。儀器艙裝有兩組容量為296安·時互為備份的銀鋅蓄電池。

登月飛行

“阿波羅”11號飛船於1969年7月20~21日首次實現人登上月球的理想。此後,美國又相繼6次發射“阿波羅”號飛船,其中5次成功。總共有12名航天員登上月球。

“阿波羅”11號飛船登月飛行

1969年7月16日由“土星” 5號火箭運載“阿波羅”11號飛船升空。第三級火箭熄火時將飛船送至環繞地球執行的低高度停泊軌道。第三級火箭第二次點火加速,將飛船送入地-月過渡軌道。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,由服務艙的主發動機減速,使飛船進入環月軌道。航天員 N.A.阿姆斯特朗和 E.E.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。另一名航天員仍留在指揮艙內,繼續沿環月軌道飛行。登月航天員在月面上展開太陽電池陣,安設月震儀和鐳射反射器,採集月球岩石和土壤樣品22公斤,然後駕駛登月艙的上升級返回環月軌道,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3個降落傘,進一步降低下降速度。“阿波羅”11號飛船指揮艙於 7月24日在太平洋夏威夷西南海面濺落(圖2)。

“阿波羅”12~17號飛船

從1969年11月至1972年12月,美國相繼發射了“阿波羅”12、13、14、15、16、17號飛船,其中除“阿波羅”13號因服務艙液氧箱爆炸中止登月任務(兩名航天員駕駛飛船安全返回地面)外,均登月成功。“阿波羅”12號從環月軌道上將登月艙上升級射向月面,進行了人工“隕石”撞擊試驗,引起月震達55分鐘。“阿波羅”15和16號在環月軌道上各發射出一顆環繞月球執行的科學衛星。“阿波羅”15、16、17號的航天員都曾駕駛月球車在月面活動和採集岩石(圖3。彩色攝像機和通訊裝置將航天員驅車巡遊月面和登月艙從月面起飛的情景實時傳回地球。在返回地球途中,航天員還出艙進入太空,把相機和其他裝置收回艙內。“阿波羅”17號飛船首次載運地質科學家參加登月活動。(見彩圖)