阿波罗登月舱:第一部分

作者:Michael Jarema

我告诉你，休斯顿，我肯定喜欢飞行这件事。

Apollo 12 Mission Commenter Charles“Pete”康拉德就此作出了以下评论强悍是，任务的月球模块，因为工艺的上升阶段爆破了月球表面。

在2019年的天文学问题¹，作家艾米·泰特尔解释说，康拉德和登月舱飞行员艾伦·宾计划发射火箭进入月球轨道，在那里他们将与理查德·戈登对接，驾驶指挥服务舱。这一天是1969年11月20日，这次任务标志着美国宇航局的登月舱第二次将两名宇航员送上月球表面，然后安全返回他们等待的母舰。

康拉德的陈述是对单数航天器的表现的简单之遗。

去月球

我们选择在这十年内登月……

当John F. Kennedy总统于1962年9月宣布这一指令时，勉强四岁的国家航空航天局（NASA）几乎没有想到他们将如何做到这一点。这是一项非凡的任务。

不仅需要的科学还不存在，科学家甚至不知道他们需要知道什么。事实上，NASA最初的计划与最终实现这一重大任务的方式有很大的不同，主要是任务规划者认为最佳的任务剖面是直接上升——一个从地球起飞，到月球，着陆，然后起飞和返回的飞行器。

Teitel详细介绍了该计划面临的一些挑战:

整个航天器必须垂直降落在月球上;这艘飞船还必须携带从月球表面发射所需的推进剂，并产生足够的速度返回地球。这不仅是一个复杂的选择，但它涉及一个沉重的有效载荷，将需要一个巨大的，尚未开发的火箭。

美国宇航局在1961年7月28日发布了第一个直接上升飞行器的建议。北美航空公司(North American Aviation)赢得了这份合同，这主要是基于他们在设计和制造备受推崇的X-15火箭动力间谍飞机中获得的航空航天知识。这艘飞船被命名为“新星”。

正如泰特尔所描述的那样，新星将会“大得惊人”。“土星五号”是美国宇航局最终用于阿波罗登月发射的火箭，高363英尺，底部直径33英尺，在它的三个阶段总共使用了11个引擎。它的5个一级发动机在发射时提供了总计750万磅的推力。虽然计划中的新星系列中最大的新星C8火箭只比土星5号高一点点，但它的底部直径为50英尺，在它的三个阶段中使用了13个引擎。它的8个一级发动机在发射时提供了总计1200万磅的推力。

然而，Nova C8从未被制造出来。1962年初，泰特尔说，美国宇航局正在考虑另一种任务模式——月球轨道交会。这一计划让一艘满载燃料的母船在绕月轨道上运行，同时一艘登陆艇降落到月球表面，然后返回与母船会合的地点。Teitel再次详述了计划背后的想法:

虽然聚会所使使命更加复杂，但它也使得有效载荷更轻，因为着陆器可能更小，因此需要更少的燃料来逃避月球的重力。整个有效载荷足以推出单个土星V火箭，这更简单地发展，并给予NASA会见肯尼迪十年截止日期的最佳机会。

月球轨道交会很快成为最受欢迎的任务模式，美国宇航局在1962年7月11日就开始了这项任务。

登月舱的起源

随着月球轨道交会，登月舱诞生了。美国国家航空航天局现在需要一种小型、轻型的航天器，它有一个相对简单的双重目的——将人送上月球，然后返回轨道上的母舰。这个飞行器必须由土星5号火箭从地球带到月球轨道。

Tom Kelly是Grumman飞机团队的工程总监，开发了月球模块。然而，他没有在那个位置开始在脾气暴躁的职业生涯。飞机制造商在1959年有另一个更轻松的目标，当时他们雇用他在洛克希德，航空公司的航空公司，他在火箭发动机上工作。

这纽约时报琳达·萨斯洛(Linda Saslow)写了一篇文章²剖析他解释的凯利。

他们告诉我，他们打算成立一个设计小组，寻找太空业务，他们想让我帮助他们……当时，我们只是在“如果”阶段，我是仅有的两个人之一，致力于探索登上月球的技术问题。

但是，当苏联启动宇航员尤里加加林到地球轨道时，这一切都发生了变化。这是第一次载人的太空飞行。肯尼迪总统宣布了美国雄心勃勃的回应。

凯莉说：

这不再是一个“如果”，而是一个要求和一个巨大的挑战……我们当时正在手工建造世界上第一艘宇宙飞船，没有可遵循的指导方针，所以我们只是一边做一边编。从推进到生命保障…没有人知道载人登月航天器应该是什么样子的，所以我们只是让功能决定形式，最终得到了细长的昆虫般的创造物……

凯利指的是登月舱，当时美国宇航局称它为探月舱。(他们后来放弃了“远足”这个词，因为他们认为这个词暗示学童进行实地考察旅行;登月舱成为LM)。

Grumman won the contract to build the LM on November 7, 1962, and Kelly’s little team of “what if” thinkers grew from himself and one other to over 7000 engineers working with NASA, studying how to design something that could land men on the Moon. Saslow again quoted Kelly:

在农历模块上工作的Grumman没有人会忘记它......我们都知道我们是一个雄伟的努力的一部分，我们正在努力实现历史。

这是什么

NASA和Kelly的Gumman团队设想的LM是一个两级航天器。满载的飞船将在月球上着陆，使用一个大型火箭发动机来减缓其下降速度。上层乘员舱稍后将带着较小的引擎升空，将舱内的两名宇航员送回太空，与轨道运行的指挥舱会合。

查尔斯·菲什曼在《太空竞赛》杂志2019年号上发表的一篇关于太空竞赛的综合文章中描述了这些火箭发动机的一些标志性特征史密森学会杂志^3.．

每一个火箭引擎的重量都比一辆典型中型汽车的引擎轻，而且每一个引擎都是一个奇迹。下降引擎可以被节流:强大的推力使登月舱从轨道降落到月球，较低的推力使登月舱在宇航员选择最后着陆点时在月球表面盘旋。以前没有任何火箭发动机是可变功率的。小引擎…当发射命令下达时，必须工作。如果它不能点燃，宇航员就会被困在月球上。所以上升引擎是一项简单的研究以减少它可能失败的方式。

Teitel记录的其他关键特性的发展LM在她的文章中,他指出LM后最初的一架直升飞机从那类型的飞机着陆和垂直提升——也就是说,LM是可见性的巨大泡沫状的windows,驾驶员和副驾驶员坐在后面。但这些窗户造成了问题——它们太重了。坐着的位置需要更大的内部空间。

Teitel解释了解决方案：

为了解决这个问题，工程师......意识到没有规则说宇航员必须坐下来飞翔。靠近较小的窗户会产生相同的可见性和在月亮的较低的重力场中，只有第六个我们在地球上的感受，人的腿将是由于月球达阵的时刻更加震荡吸收器。

因此，宇航员飞行员站着飞行，用钩环式紧固件连接到机舱地板上，用缆绳连接到机舱内部结构上，通过两扇小三角窗户向外看，导航到月球表面。

其他重量和空间节省的原因是飞船无需穿越大气层。它不需要结构坚固，甚至不需要空气动力学。正如凯利所说，它的最终形式完全是由功能决定的。机组人员舱、生命支持系统、燃料箱、引擎、起落架——所有使登月舱工作所需的东西——都确定了，然后用一层薄薄的金属外壳包裹起来。

最后,八角形,四条腿的下降阶段、粗糙,不规则的上升段/乘员舱,LM最后看起来像一个错误,以至于阿波罗9号的船员,第一个团队飞LM(不降落在月球上,但测试引擎,可操作性,对接功能,和其他功能),命名他们的登月舱,蜘蛛．

读故事的其余部分:阿波罗登月舱第二部分回忆历史上最独特的宇宙飞船:从无热情的宇航员到飞行的梦想．

注:

1. Teitel，A。（2019年7月）。建筑阿波罗．天文学．可以从proquest一个学术．
2. (1999年7月18日)。那个东西仍然在月球上的男人．纽约时报．可以从proquest一个学术．
3. Fishman, C.(2019, 6月)。内部美国最伟大的冒险．史密森学会．可以从proquest一个学术．

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Michael Jarema是一位基于Michigan的作家，电影制片人，有时 - 美食家，以及全职工艺啤酒爱好者。他经常在工作当前宠物写作项目时融入后者 - 一个标题的图形小说，我用恐龙杀死纳粹。