美国：太阳神的绮丽梦想//从东方红到嫦娥//大推力火箭：登月的瓶颈

人类对月球的科学探测和研究始于20世纪50年代。当时，美国和苏联展开了一场以月球探测为中心的空间科学技术竞赛。从20世纪50年代末到70年代初，苏联共向月球发射了32个探测器，这些探测器或逼近或登陆月球，取得了丰硕成果。期间，美国也向月球发射了21个探测装置。1969年7月，美国“阿波罗11号”飞船实现了人类登月之梦，在月球探测中取得最辉煌的成果。
阿波罗计划：人类一次踏上月球

阿波罗计划几经波折终于实现了人类登月的梦想。

“我现在迈出的是一小步，但在人类历史上却是一大步！”
起因：美苏掀起太空科技竞赛
1961年4月12日，发生了一件令美国人恼怒的事：苏联宇航员加加林首次进入太空。刚从床上被叫醒的美国总统约翰·肯尼迪，知道消息后十分震惊，因为这表明苏联在航天技术上已领先美国一步，也就是说在科技竞赛中美国处于劣势了。“这是继苏联第一颗人造地球卫星上天之后，对美国民族的又一次奇耻大辱！”肯尼迪愤愤地说道。为了迎接苏联人的太空挑战，美国人决心不惜一切代价，重振昔日科技和军事领先的雄风。
美登月计划出师不利，几经波折
1961年5月，当时的美国总统约翰·肯尼迪宣布要在此后10年内实现载人登月。 为了登月，美国航天局以1965年和1966年的两次“双子座”计划作为铺垫，为登月提供了至少3方面的关键经验：长时间太空飞行、太空行走和飞船对接。在此期间的一些无人探测项目也为登月作了准备。 但“阿波罗计划”出师不利。1967年1月，阿波罗1号飞船发射台起火，3名宇航员遇难。美国航天局不得不重新设计飞船，提高安全系数，整个计划也因此耽搁。
阿波罗11号终成功登月，具有划时代的意义
从1968年10月到1969年5月，阿波罗7号至阿波罗10号飞船，先后测试了改进后的飞船系统组件。阿波罗10号飞船在环月球轨道上成功飞行，为载人登月扫清了障碍。1969年7月20日，美国的阿波罗11号飞船成功在月球着陆，宇航员阿姆斯特朗在月球表面留下了人类第一个脚印。同年7月24日，这艘飞船载着宇航员顺利返回地球。此后，美国又实施了6次在技术方面更复杂的探月活动，其中除阿波罗13号飞船未能按计划登月外，其他几次都获得成功。“阿波罗”计划是世界航天史上具有划时代意义的一项成就。工程开始于1961年5月，至1972年12月第6次登月成功结束，历时约11年，耗资255亿美元。在工程高峰时期，参加工程的有2万家企业、200多所大学和80多个科研机构，总人数超过30万人。
重返月球计划：被登陆火星计划取代


NASA的月球基地模拟图
1986年，美国人提出重返月球的设想
1972年美国“阿波罗计划”结束以后，由于探月活动耗资巨大，月球探测一度有所降温。然而，人类还是抵挡不住月球独特自然环境和资源的诱惑，再加上现代航天技术的发展为人类提供了进一步探测月球的可能性。20世纪90年代后期，人们又把目光投向了月球。
美国于1986年提出重返月球建立月球基地的设想，并在1994年和1998年分别发射了两个探测器。其中，1998年1月发射的“月球勘探者”，以绘制月球表面地形图、分析月球地质结构和寻找月球存在冰或水证据等为目的，于1999年7月完成使命。
布什的“重返月球”计划在奥巴马手中夭折
2004年1月，时任美国总统布什发布“新太空探索计划”，计划内容包括研制下一代航天器、重返月球乃至登陆火星等。
2006年12月，美国航天局发布“重返月球”计划，描绘了21世纪美国探索月球的整体框架和目标，其核心目标是在月球上建立永久基地，并以此为跳板，为登陆火星乃至探索更遥远的太空做准备。 根据这项计划，美宇航员首次重返月球的时间可能在2020年，最初的几次登月可能均由4名宇航员完成，他们在月球表面停留时间约为7天。随后，美国将逐步建设月球基地，其中包括电力供应系统、月球车装配及宇航员居住区。最终的月球永久基地将可以保障宇航员在月球上持续居住180天，可为载人探索火星做准备。
但是，2010年2月1日，美国总统奥巴马向国会提交2011财政年度政府预算报告，建议取消美国的重返月球计划。
中美探月数据比较
名称：嫦娥工程
“嫦娥奔月”是家喻户晓的神话故事。2004年，中国正式开展月球探测工程，并命名为“嫦娥工程”。
名称：阿波罗计划
阿波罗是古代希腊神话传说中的一个掌管诗歌和音乐的太阳神，传说他是月神的同胞姐弟。
开始时间：2004年
我国早在1994年就进行了探月活动必要性和可行性研究，2004年，“嫦娥工程”正式启动。
开始时间：1961年
工程开始于1961年5月，至1972年12月第6次登月成功结束，历时约11年。
探测器：嫦娥一号、嫦娥二号
嫦娥一号是中国的首颗绕月人造卫星，嫦娥二号是嫦娥一号卫星的姐妹星，同样由长三甲火箭发射。
探测器：从阿波罗一号到阿波罗十七号
“阿波罗”号飞船由指挥舱、服务舱和登月舱3个部分组成。“阿波罗”11号飞船首次实现人登月梦想。
目标：四个科学目标和五大工程目标
中国的探月工程着重于拉开了人类寻求月球资源的序幕，为以后开采月球上的高效清洁能源打下基础。
目标：满足政治和科技需要
上个世纪50年代末和70年代初，美国和苏联展开了一场以月球探测为中心的空间科学技术竞赛。
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从东方红到嫦娥

“我现在迈出的是一小步，但在人类历史上却是一大步！”美国宇航员阿姆斯特朗的这句名言被广为引用。然而，美国未来的“登月计划”却显得渺茫。 2006年12月，美国航天局发布“重返月球”计划，计划在2020年宇航员重返月球。这个由小布什力挺的计划却遭到了奥巴马的“无情”否决。奥巴马舍弃了月球，将目光投向火星。美国人再次登月，现在看来遥遥无期。

从“嫦娥奔月”算起，中国人做奔月之梦做了两千年了。可是近代的衰落让中国错过了在人类航天事业拔头筹的机会。卫星上天、阿波罗登月成功，仿佛太空事业完全没有中国人的影子。新中国成立以后，中国人在航天事业上奋起直追，东方红上去了，神舟载着中国人上去了，而嫦娥工程，让中国人有了直面月球的机会。
东方红与长征运载火箭

东方红一号

展翅待发的长征运载火箭
毛泽东：“我们也要搞人造卫星”
早在50年代末期，毛泽东就发出了“我们也要搞人造卫星”的号召。从此，我国科学家们就为之辛勤工作。在“天上无飞鸟，地上不长草，千里无人烟，风吹石头跑”的戈壁滩，面对恶劣的环境和艰苦的生活，建设者们历尽千辛万苦，战胜重重困难，终于建成了一个个新的试验场区和测控点站，为卫星发射奠定了良好的基础。在卫星临近发射前周总理还指示：在发射场要一丝不苟地进行检查。举国努力之下，东方红一号在1970年顺利发射升空，开创我国航天事业大旗。...[详细]
东方红一号
1970年4月24日，中国第一颗人造地球卫星在酒泉卫星发射中心成功发射，由此开创了中国航天史的新纪元，使中国成为继苏、美、法、日之后世界上第五个独立研制并发射人造地球卫星的国家。东方红1号卫星重173千克，由长征一号运载火箭送入近地点441千米、远地点2368千米、倾角68.44度的椭圆轨道。它测量了卫星工程参数和空间环境，并进行了轨道测控和《东方红》乐曲的播送。直到今天，东方红一号还运行在轨道之上。
“长征”运载火箭
航天事业，最重要的工具就是火箭。中国自1956年开始展开现代火箭的研制工作。1964年6月29日，中国自行设计研制的中程火箭试飞成功之后，即着手研制多级火箭，向空间技术进军。经过了五年的艰苦努力,1970年4月24日“长征1号”运载火箭诞生,首次发射“东方红1号”卫星成功。中国航天技术迈出了重要的一步。如今，“长征”系列火箭已经走向世界,享誉全球，在国际发射市场占有重要一席。...[详细]
新的辉煌：神舟飞船——中国载人航天

神舟一号发射升空
神舟一号飞船座舱内放置有一个高1.7米左右、身着航天服的男性模拟人。

神舟五号载人飞行
神舟五号载着杨利伟完成了21小时23分钟的太空行程，开创中国航天新一页。

神六宇航员返回地面
神六航天员从返回舱首次进入轨道舱进行空间科学实验和日常生活活动。

神七开创太空行走
中国人的第一次太空行走共进行了19分35秒。期间，翟志刚与飞船一起飞过了9165公里。
2003年
神舟五号载
人航天实现
历史将铭记那一刻：2003年10月15日9时，中国成功发射第一艘载人飞船神舟五号！21小时23分钟的太空行程，标志着中国已成为世界上继苏联和美国之后第三个能够独立开展载人航天活动的国家。
2005年
神舟六号尝
试太空生活
船，还是那艘“船”；箭，还是那支“箭”，从“五”到“六”，不过一个小小的数字增加，而从神舟五号到神舟六号，却是中国载人航天事业的又一大步：飞行人数从一人到两人，飞行天数从一天到多天……
2008年
神舟七号实
现太空行走
神舟七号航天员在完成一系列空间科学实验，并按预定方案进行太空行走后，安全返回神舟七号轨道舱。这标志着我国航天员首次空间出舱活动取得成功。中国随之成为世界上第三个掌握空间出舱活动技术的国家。
中国航天英雄
中国人在人类航天事业中并非开拓者，而是后来者，但是，中国的航天事业是独立建立起来的，火箭发射、卫星升空、载人飞船，无一不凝聚着广大科学工作者的心血和汗水。在不同时期，我国涌现了众多自己的“航天英雄”。
钱学森——中国航天之父
钱学森长期担任中国火箭和航天计划的技术领导人，对航天技术和系统工程做出了巨大的和开拓性的贡献。
孙家栋——中国卫星之父
孙家栋是中国第一枚导弹总体、第一颗人造地球卫星的技术负责人、总设计师，曾荣获国家最高科技奖。
戚发轫——神舟之父
戚发轫曾参与了长征一号运载火箭结构和总体设计，担任过多颗卫星的总设计师，直到担任神舟飞船总师。
欧阳自远——嫦娥之父
欧阳自远是著名的天体化学与地球化学家，中国月球探测工程的首席科学家，被誉为“嫦娥之父”。
嫦娥工程——奔向月球之路

嫦娥一号飞行效果图

嫦娥一号定向撞击月球，“奔月”成功
“嫦娥”奔月承载大国千年之梦
“嫦娥”奔月，不仅寄托着国人探秘月宫的渴望，更承载着国人征服苍穹、向往外太空的大国之梦。为了这个梦想，千百年来，中国人一直在默默地挥汗躬耕。从楼兰敦煌的飞天壁画，到中国近代的鸟人试验；从明朝官员万户把自己绑在椅子上，点燃椅背上的47支火箭，到29年前，中国专家欧阳自远在0.5克月岩石上的辛勤钻研；再从“神五”、“神六”飞天，到今天的“嫦娥”奔月……中国人一路走来，沉着而充实。...[详细]
嫦娥一号，完成既定目标
嫦娥总师欧阳自远称，“嫦娥一号”的任务完成的都非常出色，原定的四个科学目标顺利完成。第一，获得了月球0度到南北纬70度之间的全月面图，第二，测定了月球表面的多种元素分布以及所含的矿物。第三，完成了研究月球内层土壤各个地方的厚度，以此估算月壤中氦-3的资源量和分布特征。这是我们首次尝试，世界上其他国家没有做过，我们也较好的完成了这项任务。第四，完成了月球环境探测，了解了月球表面以及空间的数据。
载人登月尚无时间表，中国仍需努力
嫦娥一号已经完成任务，嫦娥二号也即将升空，但载人登月目前还没有时间表。总师欧阳自远表示，“嫦娥二号”还将延续“嫦娥一号”的科学目标，对月球表面元素分布、月壤厚度、地月空间环境等做更进一步的科学探测。对于我国何时能够实现载人登月的问题，欧阳自远指出，首先要完成无人探测阶段，之后才能实施载人登月，否则就是冒险。我国会认真加快自己的速度，但没有定下具体时间。
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火箭升空是“奔月”的第一步，要实现登月，须有大推力火箭。在火箭家族中，最耀眼的明星无疑是美国的“土星5号”，人类迄今为止所有的载人登月活动都与其有关，共发射13次，让12个人实现登月，表现堪称完美。我国的火箭技术比较先进，但离登月的要求还有很大距离，即使“长征五号”也不能满足需要，必须进一步加强研发。
我国需要自己的“土星5号”

巨无霸“土星5号”构件

苏联用于登月的N-1火箭

长征三号甲系列火箭

“长征五号”预计2014年首飞
美国功勋卓著的“土星5号”，至今仍是一个传奇
帮助美国实现登月计划的“土星5号”火箭，可谓火箭中的霸主，发射时高度达到110米，起飞重量达到3000吨，近地轨道运载能力为118吨，月球轨道运载能力为47吨。
1968年12月21日，经过两次试验飞行后，“土星5号”第一次执行任务，把“阿波罗8号”送到距月面112公里的月球轨道，实现首次载人绕月飞行。 1969年07月16日，“土星5号”把“阿波罗11号”送往月球，实现了人类首次登月的壮举。
此后3年，“土星5号”又连续发射6次，把“阿波罗12号”至“阿波罗17号”送往月球，只有1970年4月发射“阿波罗13号”未能实现登月，飞船服务舱的氧气罐发生爆炸，宇航员依靠登月舱的动力系统安全返回地球，这是一次“成功的失败”。
“阿波罗17号”最后一次登月之后，“土星5号”被弃之不用，其传奇经历因此被怀疑。
美苏太空竞赛时，苏联没迈过火箭这道坎
苏联在太空竞赛的初期保持领先，1957年发射了第一颗人造卫星，1961年发射了第一艘载人飞船，但是，苏联一直未能实现载人登月，他们没有迈过火箭这道坎。为了登月，苏联设计了N-1火箭，共有五级，起飞重量约2700吨，有效载荷95吨，经过一系列挫败后最终放弃。
1966年1月，总设计师科罗廖夫因病去世——“出师未捷身先死”，N-1火箭遭遇重大挫折。
1969年2月21日，火箭首次升空，发射后第66秒，火箭在12000米的高空炸毁。
1971年6月，携带模拟飞船的火箭在发射51秒后出现无法控制的滚动，坠毁在地面。
1972年11月，火箭在4万米高空失控，地面安全人员启动了自爆装置，炸毁了火箭。
对于苏联的载人登月计划而言，这4次事故是灾难性打击，而美国的“阿波罗17号”于1972年12月实现第6次登月，这场太空竞赛苏联彻底失败，于1974年终止了N-1火箭方案。
我国的火箭运载能力不足
我国现役的火箭，都是以75吨推力发动机为基础研制出来的，已经使用了40多年。经过不断改良，近地轨道、地球同步轨道的运载能力分别可以达到12吨和5.5吨，已经能够发射载人飞船。
比如“神舟七号”，飞船重量为8吨多，使用“长征二号F”火箭发射，该型火箭有效载荷恰好为8.5吨，火箭加飞船重量约44吨，火箭起飞重量为479吨，90%以上为液体推进剂。发射“嫦娥一号”则是使用“长征三号甲”，这是目前我国最大的高轨道火箭，运载能力可以达到2.6吨。
但要满足登月任务，现有的火箭显然是不够的——由于自身要携带发射系统，仅登月舱就在10吨以上。拿“阿波罗11号”来说，它的登月舱超过15吨，另外还有约6吨的指令舱和约25吨的服务舱，整个飞船超过45吨。要实现登月，火箭运载能力必须有大的突破。
正在研制大推力火箭
考虑到火箭运载能力，我国对载人登月的技术提出了两种可能的方案：
1.基于现有技术能力，采用多次发射、多次地球轨道交汇对接和一次月球轨道交会对接。这种方案的缺点是，总成本可能上升，而且多次对接会造成更多风险。
2.研制重型运载火箭，采取一到两次发射和一次月球交汇对接。
第2种方案是大势所趋，这就意味着必须突破技术瓶颈。
我国正在研制的长征五号运载火箭有望在2015年实现首飞，近地轨道运载能力最大达到25吨、地球同步转移轨道运载能力最大达到14吨，可以发射月球返回探测器或者20吨级空间站。
在此基础上，可以进一步研制起飞重量约15000吨级的超大型运载火箭，于2025年前后实现载人登月的基础方案。后续也可考虑发展起飞重量3000吨级的大推力运载火箭，达到“火星5号”的水平，完成建立月球基地等大规模的载人登月任务。
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