差一点错过的交会：LOR 与“阿波罗”计划

胡德良

1 9 6 9年7月2 0日，登月舱“鹰”号飞船搭载“阿波罗1 1”号航天员尼尔· 阿姆斯特朗和埃德温· 奥尔德林小心翼翼地飞向静海，完成了两人在月球的首次登陆。从那时到现在，已有整整4 6年了。

来自不同地区的数千人和多个组织在这“人类的一大步”中起到了关键的作用。位于弗吉尼亚州汉普顿市的美国航空航天局兰利研究中心，是美国最早的民用航空实验室，是空间特遣大队所在地。这支特遣大队计划和指导了美国首个载人航天计划——“水星”计划。

兰利研究中心帮助证实了许多基本原理，确定了许多航天任务概念，这对“阿波罗”计划来说都是非常重要的。在实验室风洞的特有复杂环境中，研究人员研究了“土星”号火箭的空气动力完整性以及“阿波罗”号指挥舱回到地球大气层时的气动加热问题。兰利研究中心的工作人员和测试设备在训练计划中也起到了主要作用，这对航天员在月球登陆以及在月球表面行走都是必要的。

不过，在许多航天历史学家看来，兰利研究中心对“阿波罗”计划最重要的贡献，就

是提出了“月球轨道交会（LOR）”的概念。

1 9 6 1年，肯尼迪总统决定在2 0世纪6 0 年代结束之前让人类在月球上登陆，这意味着美国航空航天局不得不迅速采取行动，找出完成月球之行的最佳办法。美国航空航天局对三个可供选择的方案进行了认真考虑：直接升空、地球轨道交会（EOR）和月球轨道交会（LOR）。

从根本上来讲，直接升空是科幻小说和好莱坞电影中描绘的方案。巨大的火箭犹如一艘战舰那么大，径直地发往月球，在月球着陆，然后直接从月球表面回到地球。整个行程就像一次包车游，从甲点到乙点，然后又乘坐同一辆车回到甲点。在美国航空航天局内部，对直接升空这一方案有着强烈的抵触情绪，这在很大程度上是因为该方案意味着要研发一个被称为“新星”的巨大助推器，它不得不携带所有必需的燃料起飞，脱离地球的引力，通过制动克服月球引力障碍，还要脱离月球的引力，然后再通过制动进入地球的引力范

围……在工程师做过计算后，美国航空航天局认识到制造一个如此大型的火箭显然是不现实的，特别是要在肯尼迪总统预定的时间点完成更是不现实——研发一个那么庞大的火箭花费的时间将会太长，所需资金也太大。

直接升空的方案被抛弃后，人们就开始了对第二个方案EOR 的严格评估。EOR 的主要观念是：利用当时正在研发的“土星”号高级火箭分别将两个船舱送往太空，然后让这两个船舱在地球轨道上交会、对接；在连接起来的船舱中组装一辆月球任务飞船，为其提供燃料，再使之与船舱分离；然后乘坐这艘加固的飞船继续前进，就像直飞模式中那样到达月球，再回到地球轨道。EOR 的优势在于，所需要的火箭不用那么强大，而且这种火箭当时已经快被开发出来了。

在美国航空航天局内部，对EOR的支持非常强烈，特别是那些科学家认识到，选择EOR作为“阿波罗”任务的模式意味着需要建立一个空间站，使其成为地球轨道上的平台。除了“阿波罗”任务之外，这样的平台还有很多其他的用途。因此，很多科学家，包括美国航空航天局马歇尔太空飞行中心的沃纳·冯·布劳恩博士及其同事，都是EOR 的支持者。

最终，美国航空航天局没有选择前两个方案中的任何一个，而是选择了第三个方案：月球轨道交会（LOR）。

兰利研究中心自1 9 5 9年开始便对这个方案进行了实验。LOR 的基本前提是发射一

个强有力的三级火箭，将三艘组合起来的航天飞船送进地球轨道。

组合飞船包括：①一个母飞船，或称为指挥舱；②一个服务舱，其中包含燃料电池、形态控制系统和主推进系统；③一个小型月球着陆器，或者叫作登月舱。一旦进入地球轨道，火箭的最后一级开始点火，将搭载着三名机组人员的“阿波罗”号飞船送进月球的飞行轨道。到达月球轨道之后，两名机组人员将穿上航天服，爬进登月舱中，然后与母飞船分离，下行至月球表面。第三名机组人员将留在指挥舱中，在寂寞的月球轨道上保持清醒状态。如果一切顺利，登月舱的上半截将会利用其配备的上升引擎回升，重新与指挥舱对接，然后将着陆器丢弃到暗淡无边的太空中，或者使之撞击月球表面，就像后来执行“阿波罗”任务时做的月震实验那样。最后，三名航天员乘坐指挥舱就可以返回地球了。

早在1 9 2 3年，德国研究火箭的先驱赫尔曼·奥伯特就提出了LOR 概念的基本原理，但是直到1 9 5 9年，兰利研究中心的两个独立研究小组才认识到LOR 的重要性。当时，人造卫星刚刚上天，美国航空航天局刚刚创立不久，那两个研究小组便开始悄悄地思考LOR是否能帮助美国实现处于萌芽状态的太空计划。

其中一个小组是月球任务导航组，由理论力学部主任克林顿·E. 布朗担任组长；另一

个小组是交会研究委员会，由动力负载部副主任约翰·C. 霍博尔特担任委员会主任。这两

个小组起初是相互独立进行研究的，后来两个小组集思广益，对两个不同的主题进行了深入分析，即月球之行的力学原理和在地球轨道空间站的运行中进行交会可起到的作用。后来，将两项分析结合到一起的想法，使兰利研究中心的几个富有创见的人开始考虑LOR 可能为载人登月任务带来的优势。

在这些相关研究中，最早的一项研究是由威廉·H. 小迈克尔撰写的一篇非常简短的论

文，研究了在执行着陆任务期间让返回地球的飞船推进部分停留在月球轨道上的益处：小型月球着陆器具有重力优势，只需较少的燃料。这一观点的主要问题涉及与停留在轨道上的组件进行交会，具有复杂性。

1 9 6 0年1 2月，执行LOR 任务的不同概念构思出来之后，兰利研究中心包括拉尔夫·W.斯通、克林顿·E . 布朗、约翰·E. 伯德和霍博尔特在内的几位研究人员将他们的概念正式提交给即将上任的美国航空航天局副局长罗伯特·C. 西曼斯博士。

然而，美国航空航天局拒绝接受LOR，理由是太复杂、风险太大。L O R 的批评者认为，如果“阿波罗”计划必须包含交会，那么交会应该只能在地球轨道上进行，这样即使交会失败，通过降低飞船的轨道仍然可以将航天员带回地球。如果在月球轨道上交会失败，航天员将无从获救。

现在我们知道，比起其他两个选择方案，LOR 拥有好几个优势：它需要的燃料更少，只有一半的有效载荷；跟其他两个方案相比，它需要的全新技术更少；不需要极其庞大的“新星”号火箭；只需要从地球发射一次，而EOR 需要发射两次；只需要使用小型轻便的登月舱在月球上登陆，而不需要使整个飞船登陆，而且着陆器在使用之后是要丢弃的，无须使其返回地球。因此，美国航空航天局可以专门设计登月舱，使其适合在月球环境中飞行并在月球表面进行软着陆。实际上，LOR的美妙之处在于，可以专门独立设计“阿波罗”号飞船上的所有飞行舱。

但是在1 9 6 2年，所有这些优势都是理论上的。另一方面，航天员可能会被丢在月球轨道上死去的担心也是确确实实存在的。这种担心就像幽灵一样，困扰着那些负责实施“阿波罗”计划的人们，阻碍着他们去实现梦想，同时也为美国航空航天局对LOR 的概念进行客观评价带来了极大的困难。

1 9 6 1年年底和1 9 6 2年年初，美国航空航天局召集了几个内部工作组，为“阿波罗”计划选择任务执行模式。其中一个工作组是伦丁委员会，负责评估直接升空方案；另一个工作组是希顿委员会，负责研究EOR的可行性。但是，没有任何一个委员会来调研LOR，只有伦丁委员会想听一听关于它的情况，而且在最终的报告中，LOR 远远落在EOR 和直接升空方案之后，成为第三个可供选择的方案。

不过，兰利研究中心至少有一位信念坚定的工程师约翰·霍博尔特博士，他不会让有

关人员忽视LOR 的优势。作为月球任务导航组的成员之一，霍博尔特自1 9 5 9年开始一直

在研究太空交会的各个技术环节，并且深信：要想在2 0世纪6 0年代结束之前登月，LOR 不仅是最可行的方案，也是唯一的方案。

1 9 6 1年1 1月， 霍博尔特迈出了大胆的一步，决定利用非正规渠道解决问题——直接给副局长西曼斯写了一封长达9页的信。霍博尔特对LOR 遭到排斥表示抗议：“这有些像旷野中的呐喊——没人理会。”霍博尔特说，“我们是否还想登上月球？为什么‘新星’号火箭那么笨重的东西都能被接受？这个有关交会的方案要现实得多，为什么还会遭到排斥、还要处于防守的地位？我充分认识到，以这种方式与您联系确实有点不正规。但是这些迫在眉睫的问题对我们来说是足够重要的。”

两周之后，西曼斯回复了霍博尔特。这位副局长同意霍博尔特的意见，并表示美国航

空航天局会给予LOR 更多的关注。

在接下来的几个月里，美国航空航天局就是按照西曼斯的说法去做的。很快，LOR处于

领先地位：首先，由于研发巨型“新星”火箭耗费的时间长、资金大，人们越来越清醒地认识了直接升空的概念；其次，该如何使EOR 需要的相对大型的太空飞船在月球环境中进行软着陆，人们对这方面的技术越来越感到担忧。就像一位改变了主意的美国航空航天局工程师解释的那样：“LOR 的最绝妙之处是，我们可以建造一辆独立的着陆车。”

首个冲出自己的阵营支持LOR 的主要研究小组是罗伯特·吉尔鲁思的太空任务小组，

该小组当时还在兰利，但是不久后就搬到了休斯敦；第二个站到这一边的小组是冯· 布劳恩的团队。他们说服了美国航空航天局总部的关键官员，尤其是局长詹姆斯·韦布，使他们相信在1 9 6 9年之前登上月球的唯一方案就是LOR。

1 9 6 2年7月1 1日，经过多次技术辩论和内部竞争之后，经过多次技术辩论和内部竞争之后，总部宣布：LOR 被选为第一次载人登月的首要任务模式。

若是没有霍博尔特及其同事的研究信息，没有他们的奉献及一腔热忱，那么美国航空

航天局对LOR 的认可是在1 9 6 2年的夏天还是会在更晚的时候，那就是一个留给历史去推

测的问题了。兰利研究中心的研究人员做出的基础贡献是无可争辩的，他们是美国航空航天局第一批认识到LOR 概念具有根本优势的人，而且在2 0世纪6 0年代初这一关键时期，他们也是美国航空航天局内部唯一支持这个概念并为之奋斗的人。

“阿波罗”计划最终得以成功的因素有很多，但是没有任何一个因素比LOR 概念更为重要。如果美国航空航天局没有采纳这个少数人坚持的意见，现在我们或许仍会登上月球，但几乎可以肯定的是，肯尼迪总统是不能如愿的。