太空真奇妙月球系列之七：阿波羅的勝利（上）

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文／楊祖愛（美國太空總署太空工程師、國際太空站機器 2014-12-27 10:00

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文／楊祖愛（美國太空總署太空工程師、國際太空站機器人CCM計畫經理）
太陽神阿波羅駕著火馬拉的戰車，英勇跨過火熱太陽，奔馳於長空，以光熱照亮大地。
大地上的人，以智慧設計了精密的太空船，高速穿越蒼穹，登上月球，這是美國太空總署NASA的阿波羅計畫（Apollo Program）。
早在1960年初，美國艾森豪總統執政末期，阿波羅登月計畫即已萌芽，到了繼任的甘迺迪總統時，適值蘇聯太空人尤里．加加林於1961年4月創了人類首次飛入太空的紀錄，美國擔心科技落後，於是通過國會支持，決定啟動阿波羅計畫，甘迺迪總統於1961年9月12日，在德州萊斯大學演講時公開宣布︰
「吾國應下定決心，在1970年以前，將人類送上月球並安全返回，沒有任何一個太空項目會比這個計畫對人類和對長程太空探測更重要。」
要怎麼載人飛上月球呢？NASA科學家仔細推敲，於1962年7月鎖定太空船不同部分在月球軌道集合的任務模式。太空船由三部分組成，最上那層是錐形指令艙，有導航控制及防熱設備，可容納三位太空人，指令艙長3.48米，直徑3.91米，重達5560公斤；中間是服務艙，艙內有飛行推進的主機及燃料、電池、通訊設備、氧氣筒、登月後採樣儀器等，服務艙直徑與指令艙一樣，但長了許多，7.5米，也重了許多，24000公斤；下層為登月艇，登月艇又分二部分，下降廂及上升廂，各有動力引擎及少許燃料，下降廂內儲有探月設備，上升廂內可容二人，共重16400公斤，可在月面停留三天。
飛行及登月的過程是這樣的︰阿波羅太空船這三個部分像三層樓一樣依序疊合，一同由三段式的土星五號運載火箭發射，11分鐘內點火加速三次，沖向離地190公里高處的軌道。此時土星五號火箭的頭兩段已陸續脫落，剩下的火箭第三段再點火加速6分鐘，以便彈出地球軌道而進入月球軌道外緣，此時火箭第三段裡面載著的登月艇自動與前面銜接著的指令艙及服務艙脫離。指令艙於是拖連著服務艙轉身180度，與登月艇的上升廂部分頭對頭對接上，這是對接高難度的一環，對接完成後，包著登月艇的土星火箭第三段外殼自動剝離，飛向太陽系深處消失。
指令艙於是後面拖著服務艙，前面頂著登月艇，載著阿波羅三人小組奔向月球。三人行，由指令艙內太空人操縱服務艙的動力，數次矯正調整飛航軌道，隨著月球愈來愈近了，重頭戲登場。
指令艙內太空人繼續操控，將太空船減速，下降到離月面110公里的軌道上。這時太空人中的兩位，指揮官和登月艇駕駛員，由指令艙游移至登月艇，發動登月艇，與指令艙分開，指令艙不能停，繼續拖著服務艙，繞月飛行等候。
登月艇在緩緩降落至15公里的低空時，調整方向，以上升廂在上，下降廂在下的位置垂直降落月球，穿好艙外活動太空衣的兩位太空人，由下降廂出來，漫步月球及採集樣本，接著回到登月艇，經由下降廂進入上升廂，發動上升廂，使之與下降廂分離並緩緩上升，將下降廂長留月面。
一直繞月等候的指令艙及服務艙，及時迎來登月艇的上升廂，與之對接，兩位太空人帶著樣本回到指令艙後，與上升廂脫離，任其墜入太空深處。當快要進入地球大氣層時，已經不需要服務艙了，於是將它脫離甩掉，此時只剩下三人在內的指令艙了，它完美的調轉180度，以寬寬的底盤進入地球大氣層以助減速。
進入地球上空時，指令艙伸出降落傘，助其降落海上，安全返回地球，大功告成。

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