阿波罗12号

阿波罗12号（英文：Apollo 12^[3]）是美国国家航空航天局的阿波罗计划中的第六次载人任务，是人类第二次载人登月任务。^[1]

1969 年11月14日，阿波罗 12 号从肯尼迪角发射升空。^[4]阿波罗飞船被命名为“洋基快船”（Yankee Clipper）号^[注1]，登月舱被称作“勇猛”（Intrepid）号。^[2]11月19日凌晨3时，登月舱降落在月面的风暴洋地区菲斯山北部。^[2][5]月面上停留的总时间为31小时31分钟。^[2]指令长皮特·康拉德和登月舱飞行员艾伦·比恩在月面上停留的总时间为31小时31分钟。^[2]进行了一系列探索任务以及在月球表面部署实验包；理查德·戈尔登留在月球轨道上的指挥和服务舱里。^[6]

阿波罗12号任务实现了首次精准载人登月，是对月球的深度探索，月球表面的宇航员的脚印经受住了时间的考验，没有像地球上的脚印一样迅速消失。在月球上留下了照片、地震仪等设备，又从月球带回了岩石等，为人类研究月球做出贡献。^[7]

阿波罗计划是20世纪中叶冷战背景下，美苏太空争霸的产物。在与美国的太空竞争中，苏联先后发射人类第一颗人造卫星、第一个月球探测器、第一艘载人飞船，处于领先地位。美国深感这是一个极其严重的政治问题，于是决定实施载人登月，全面赶超苏联。^[8]

1958年7月29日，时任美国总统艾森豪威尔签署《美国公共法案85 - 568》，成立了NASA（美国国家航空航天局）。1959年，以沃纳·冯·布劳恩为首的专家组也划归到NASA名下。在NASA的统一组织下，美国先后展开了一系列太空探索活动，其中包括为阿波罗计划奠定技术基础的水星计划和双子星座计划。^[9][10]NASA成立后，水星计划是美国实施的第一个载人航天计划，该计划开始于1958年10月，结束于1963年5月。期间通过25次飞行试验，帮助美国掌握了载人飞船的设计经验，证明了美国有能力在空间环境中控制飞船。^[11]

1960年7月，美国航空航天局和工业部门在华盛顿举行的联合会议上，向外界公布了载人登月计划，该计划没有得到总统的支持。1960年11月，NASA要求政府增加载人登月项目的经费，结果计划再次落空，此时距艾森豪威尔卸任已不到3个月。^[12]

随着肯尼迪政府的上台，恰好又遇到1961年4月12日苏联用载人飞船“东方一号”首次将航天员尤里·加加林送入太空的刺激，新政府急切表示，要开启大规模军备竞赛，要实施难度更大的航天行动，以证明美国的科学技术比苏联更先进，阿波罗登月工程就是在这样的背景下出台的。^[8][13]

1961年5月25日，肯尼迪在美国国会发表“国家紧急需要”的特别咨文，在咨文中肯尼迪第一次提出了关于载人登月的计划。肯尼迪表示，在今后5年内要为这一计划追加70亿到80亿美元，在10年内要把美国人送上月球，并安全返回地球。随后，美国国会以绝大多数口头通过了肯尼迪的国情咨文，这标志着阿波罗计划正式启动。^[14][15][16] “阿波罗”是古希腊神话中太阳神的名字，他和月亮女神阿尔忒弥斯是双胞胎，所以，美国人用“阿波罗”作为登月计划的名字。 ^[17]

20世纪二三十年代，德国方面率先展开了液体燃料推进火箭射程和威力方面的研究。与此同时，后来成为阿波罗计划的灵魂人物、土星五号运载火箭设计师沃纳·冯·布劳恩也加入了德国的研究计划。^[18]1942年到1943年两年时间，德国先后发展出来A-4火箭和V2火箭，其中V2火箭射程可达297千米。第二次世界大战接近尾声之际，美国和苏联等国纷纷争夺德国火箭项目的研发资料和技术人才。美国带走了包括沃纳·冯·布劳恩在内的大批德国火箭技术专家，以及一部分技术资料和火箭零部件，这为后来的阿波罗计划和美国的太空探索奠定了人才和技术基础。^[19]

阿波罗飞船系统的研发制造汇集了诸多大型军火制造商，主承包商是北美航空，飞船登月舱的主承包商是格鲁曼公司。^[20][21]阿波罗飞船总高29米，重约50吨，由指令舱、服务舱和登月舱3部分组成，发射上升段时还有救生塔。指令舱为圆锥形，高3.5米，底部直径3.9米，重约6吨。服务舱是一个高6.4米、直径4米的圆柱体，重约25吨。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。^[22][23][24]

1964年5月至1966年1月20日，美国进行了阿波罗飞船的逃逸救生系统测试，试验结果为三次成功一次失败。1966年2月到8月，美国进行了阿波罗飞船的不载人飞行试验，试验全面考察了阿波罗飞船和土星火箭的综合性能，试验结果顺利，证明了设计的可靠性。^[12]

1967年，兰利研究中心的月球轨道研究计划小组扩大了组成规模和任务，并形成了宇航局总部的一个新部门。1968年，副局长乔治·穆勒批准建立月球研究工作组，由谢勒担任主任。这个小组的主要任务是：对以后的月球着陆点进行进一步选择，主要是那些研究月球地质和演化具有特别意义的地区；设计宇航员月面科学活动以及安放的科学探测仪器，同时对宇航员带回的样品进行初步研究。与此同时，载人航天器中心的约翰·霍奇正领导一个部门研究改进登月舱，重点是延长在月球上的考察时间，另外还研制包括月球车在内的月球科学考察工具。^[2]

1969年5月底，美国宇航局长佩因获悉，载人航天器中心已被授权对生产型飞船和登月舱进行改进，目的是使登月舱在月球上的停留时间达到3天，改进工作应当在1970年底完成。阿波罗12号到阿波罗14号的飞行被称为H系列，最大可能地利用现有硬件条件，在月面上停留的最长时间是36小时，月面活动有两次，每次最长时间为6小时，在返回时收集至少40千克的月球样品。阿波罗12号登月任务一方面要求能更精确地在预选的登月点降落，另一方面对选择的着陆点特别强调对科学探索有重要意义的地区。经过讨论，阿波罗12号飞船登月舱登月地点选择在1967年发射的勘察者3号探测器软着陆的地方，也是属于月球“风暴洋"区域。^[2]除了阿波罗计划的正式项目以外，美国还制定了登月辅助计划。^[25]

1969年11月14日，美国东部时间上午11点22分，阿波罗12号从位于肯尼迪航天中心的39A号发射中心发射升空，执行登陆月球风暴海洋的任务，由土星V号火箭执行运载。^[2][6]

发射前半小时，雨小了。气象站的最新报告表明，发射区内没有闪电。预定的时间到了，德布斯下达了发射命令。1969年11月上午11点22分，土星5号火箭点火成功，火箭缓缓地升向了天空。^[26]

发射11分43秒后，“阿波罗12号”进入绕地轨道。飞船上的宇航员们仔细地校验了飞船的各种机件后经地面站批准，驾驶着阿波罗12号向月球飞去。^[26]上升不久，飞船中的报警的铃声响了起来。宇航员们作了检查，发现燃料电池失灵，飞船上的平稳台也失灵，指令舱内的指令长康拉德向地面站报告了遇到的情况，请示地面站紧急指示。地面站根据飞船上汇报的情况，决定启用备用电池。很快就消除了障碍，火箭又正常地运行了。^[2][26]

到达了月球轨道后^[26]阿波罗12号飞船系统绕月球飞行了12圈，期间所做的工作包括寻找预定登月点而进行轨道修正；对对接系统、登月舱电源系统、通信系统和生命保障系统进行检查。另外他们还通过电视摄像机对月球表面进行了拍摄，并将信号传送回地面。在绕月飞行第13圈时，指令长康拉德和登月舱驾驶员比恩在登月舱内操纵阿波罗12号登月舱下降指令舱分离，这个过程由摄像机实时传回了地面。 在计算机的控制下，经过20分钟的降落，登月舱停靠在被命名为风暴洋（Ocean of Storms^[27]）的地方。^[2][26]理查德·戈尔登留在月球轨道上的指挥和服务舱里。^[6]

1969年11月19日凌晨3时，登月舱以4千米／时的速度（1.1米/秒）缓缓降落在月面的风暴洋地区菲斯山北部。^[2][5]

登月舱降落后，指令长康拉德和登月舱驾驶员比恩两位字航员经过约4小时的休整和检查，准备下到月球上。康拉德打开登月舱门，比恩在舱内进行摄像。这次采用的是彩色摄像机。康拉德一步一步走下扶梯，通过话简说了一段话:“噢,先生们,对尼尔来说这是一小步,但对我来说却是漫长的一步!我现在正准备走下台座。^[2]

康拉德首先收集了点月球标本，然后开始其他工作。随后比恩也下到了月球上。两人开始架设伞形天线，安放电视摄像机。第一次月面活动持续近3小时56分。他们进行了惯性基准测量、精确测定了登月舱的位置、测量了月球大气密度、进行了40分钟的电视直播。也采集了月球岩石和土壤标本，安装了核动力月面实验装置，安装了太阳风收集器、月面实验装置。这些实验装置,可以长期对月球不同位置的月震、磁强、太阳风、热离子等进行监测和研究。^[2]

在登月舱休息了8个多小时后，他们又进行了第二次月面活动。先走出数百米远放置了科学实验包中仪器，然后转了一个大圈，经过4个撞击坑，分别采集了一些月球岩石和土壤标本。最后，他们来到勘察者3号附近进行考察，拍摄了照片，并把勘察者3号探测器上的一些零件拆下来带回登月舱，为科学家研究月球环境对金属器件的长期作用提供标本。步行的距离约2000米。这次活动从地球时间11月19日晚10时10分开始到11月20日凌晨1时11分结束，持续了3小时。以上两次月面活动共收集岩石和土壤标本34千克。他们在月面上停留的总时间为31小时31分钟。^[2]

此外，阿波罗12号从环月轨道上将登月舱上升段射向月面，进行了人工“陨星”撞击试验，引起月震55分钟。^[15][28][29]

在完成了月面考察和采样任务后，康拉德和比恩乘登月舱的上升舱返回月球轨道，并与在轨的指令舱会合、对接。他们进入指令舱后，于地球起飞时间147小时59分将登月舱抛掉。登月舱最后以6040千米/时的速度撞回月面，撞击形成了一个长11米，宽6米，深5米的撞击坑。此时，服务舱发动机点火工作，将飞船轨道抬高，将飞船加速脱离月球轨道，进入返回地球的轨道。又经过60小时的飞行后，宇航员们安全返回地球。^[2]溅落在美属萨摩亚东南部约 400 英里处。^[3]

阿波罗12号的登月飞行持续了10天4小时36分，于1969年11月24日结束。这是人类第二次月球之旅，开启了人类地外科学探索的新纪元。^[2]

阿波罗飞船是人类发射的第一个登月飞船，该型飞船总高29米，重约50吨，由指令舱、服务舱和登月舱3部分组成。指令舱是整个飞船的控制中心，是航天员工作和生活的场所。同时，指令舱也是飞船唯一能够穿过地球大气层返回地球的部件；服务舱装有一个火箭发动机、姿态控制系统和电气系统。宇航员点燃主发动机后，阿波罗飞船开始绕月飞行。宇航员再次点火时，可使飞船脱离月球轨道返回地球；登月舱由下降级和上升级组成，可携带两名宇航员抵达月球表面，并可从月球上再次发射与指挥舱对接。^[22][23]此外，在组装运载火箭时，附加了发射逃逸系统（LES）和飞船/登月舱接合器（SLA）两个部件在飞船上。发射逃逸系统（LES）只在发射时出现紧急状况时使用，飞船/登月舱接合器（SLA），则是用来装载登月舱并将指令/服务舱与运载火箭相连。^[30]

指令舱 

阿波罗飞船指令舱为圆锥形，高3.5米，底部直径3.9米，质量约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。^[5]

服务舱

阿波罗飞船服务舱是一个高6.4米、直径4米的圆柱体，质量约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95.6千牛顿，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。^[5]

登月舱

阿波罗飞船登月舱质量为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。^[5]

阿波罗12号运载火箭土星5号又称火星V号，^[2]由沃纳·冯·布劳恩及其领导的德国火箭团队研发设计，主要的承包商包括波音公司、北美航空公司、道格拉斯飞行器公司以及IBM。土星5号运载火箭高110.6米，起飞重量3038.5吨，总推力达3408吨，月球轨道运载能力45吨，近地轨道运载能力118吨。土星5号采用三级设计，由第一级S-1C、第二级S-2、第三级S-4B、仪器舱和有效载荷组成。第一级S-1C长42米，直径10米，到尾段底部直径增大到13米。尾段上装有4个稳定尾翼，翼展约18米。一级火箭采用5台F-1发动机，推进剂为液氧和煤油，2个10米直径的铝制推进剂贮箱用桁条和隔框加强。第二级S-2长25米，直径10米，采用液氧液氢推进剂，共用5台J-2发动机。第三级S-4B长18.8米，直径6.6米，1台J-2发动机，推进剂为液氧液氢。^[31]

1972年12月7日，土星5号发射了最后一艘“阿波罗”——阿波罗17号载人登月飞船后，该重型火箭又于1973年5月14日把美国第1个空间站“天空实验室”送入轨道。此后退役。^[5]

土星5号火箭第一级S-1C无燃料质量131吨满载燃料质量2300吨直径10.1米（不含尾翼）长度42.1米发动机5台F-1火箭发动机发动机布置中央1台，外围4台推进剂煤油/液氧单台推力（海平面）6700~6909千牛总推力（海平面）34020千牛工作时间150秒比冲263秒点火时间起飞前8.9秒中央发动机关机时间起飞后135秒外围发动机关机时间起飞后150秒分离时高度68000米分离时速度2756米/秒使用后残骸坠落点大西洋土星5号火箭第二级S-2无燃料质量36吨满载燃料质量480吨直径10.1米长度24.8米发动机5台J-2火箭发动机推进剂液氢/液氧单台推力（真空）880千牛总推力（真空）4400千牛工作时间360秒比冲421秒分离时高度170000米分离时速度7000米/秒土星5号火箭第三级S-4B无燃料质量10吨满载燃料质量120.8吨直径6.6米长度18.8米发动机1台J-2发动机推进剂液氢/液氧单台推力1000千牛工作时间165+335秒（两次点火）比冲421秒第一次关机时间起飞后700秒（11分40秒）第一次关机后速度7.75千米/秒第一次关机后高度191.2千米第二次点火时间起飞后2小时40分第二次关机后速度11.2千米/秒参考资料^[32]

肯尼迪航天中心（Kennedy Space Center），位于美国佛罗里达州。^[33]

苏联1957年成功发射了第一颗人造地球卫星，在肯尼迪总统的关注下，筹建了美国国家航空航天局，并且提出了阿波罗计划，以与苏联在航天方面进行竞争。当肯尼迪遇刺的消息传人美国航空航天界寸，为感激和表彰肯尼迪在任内对美国宇航事业的极大关注，人们把卡纳维拉尔角的航天器发射场更名为肯尼迪航天中心。^[33]

肯尼迪航天中心气候温暖湿润。平均每日的最高气温在1月份的2l℃和7月份的31℃之间波动。平均每日的最低气温在1月份的11℃和7月份的23。C之间波动。在夏季，中心有很高的雷击频率。每年正常的降雨在54—56英寸，其中70％的降雨集中在6—9月间。降雨量春季最低。^[33]

中心共有14个发射区，其中多数区已停止使用或拆除，在使用的是39号发射场及其工业区。它是为实施阿波罗工程计划而建造的，经改建后用于航天飞机的发射和试验。主要设施包括飞行器装配大楼、发射控制中心、39A和39B发射区、活动发射台、运输车、运输车轨道、固定式勤务塔和航天飞机服务塔、防爆的自然推进剂贮存库和加注设施、监测设施、轨道器着陆设施、轨道器处理设施、处理控制中心、新闻场所等。^[33]

皮特·康拉德（Charles“ Pete” Conrad Jr.），阿波罗12号机组指令长。^[3]

艾伦·比恩（Alan Bean，1932年3月15日—2018年5月26日），阿波罗12号登月舱飞行员。出生于1932年3月15日，1955年获得德克萨斯大学航空工程学士学位。在参加海军试飞学院时，累计飞行时间超过了5500小时，尝试过27中不同类型的飞机。在太空中，比恩总共停留了69天15小时45分钟，其中包括在月球表面的31小时31分钟。^[27]

理查德·戈登（Richard Gordon，1929年—2017年11月6日），阿波罗12号指挥舱飞行员。^[34]生于华盛顿州的西雅图，于1963年成为宇航员，共参与了两次太空任务，另一次是双子座11号任务的飞行员，并进行了两次太空行走。Richard Gordon累计太空飞行时间超过316小时。^[35]

David R. Scott，指挥官

James B. Irwin，登月舱飞行员

Alfred M. Worden，指令舱飞行员^[3]

首次登月时，康拉德和比恩部署了阿波罗月球表面实验套件（ALSEP）。由放射性同位素热电发生器提供动力的五种科学仪器（地震仪，大气传感器，太阳风光谱仪，月球集尘器和磁场传感器）是携带到另一个天体的最先进的设备，它们将有关地球的突破性数据发送回去。 在第二次月球漫步期间，康拉德和比恩到达了勘察者3号（Surveyor 3）着陆器，这是在宇航员之前探索月球的机器人任务之一。他们不仅收集了航天器周围的月球表面的图像和样本，还从三脚航天器上切割，锯切和砍掉了零件，包括Surveyor的电视摄像机及其地表土壤取样勺。^[34]

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，“阿波罗月面实验装置”还包括一台月震仪、磁强计、太阳风分光计、过热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。^[36]此次采集月球样本34.35千克。^[35]

美国阿波罗计划始于1961年5月，结束于1972年12月，历时11年7个月。阿波罗17号飞行任务结束后，美国将最完整的一套科学仪器留在了月球表面上，也为阿波罗工程画上了句号。^[36]

不明飞行物事件

1969年11月14日，当阿波罗12号飞船飞向月球时，遭遇了不明飞行物，两个UFO“陪伴”飞船飞行了大约24万千米的距离。后有研究者对此进行了澄清。表示 “月亮鸽”作为美国载人航天中心的一个术语，用来描述那些照片、影像中出现的物体。很多时候，它们被当成UFO。实际上，在航天飞行中，未辨明的视觉现象很多，但记录在案的确实没多少。阿波罗12号带有16毫米彩色胶片，分别记录了3个连续出现的物体。这3个物体都出现于登月舱抛弃负载的过程中，胶片也因此用A、B、C来分类。^[37]

此外，在阿波罗12号的指挥舱，每一个窗玻璃上都涂有3层多层次抗反射的涂料。玻璃的光学特性表明，反射既可以从窗户里面发生，也可以从外面发生。因此宇航员们看到的不明物体其实是指挥舱内或者飞船外部某个部件的反射。^[37]

阿波罗12号任务实现了首次精准载人登月，是对月球的深度探索，月球表面的宇航员的脚印经受住了时间的考验，没有像地球上的脚印一样迅速消失。在月球上留下了照片、地震仪等设备，又从月球带回了岩石等。^[7]