1969年7月16日，土星五号火箭载着阿波罗11号飞船从肯尼迪航天中心点火升空，开始了人类首次月球征程……

从月球看地球

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五十年的回眸

“如果还有机会的话，我希望我们能够带着全人类的和平与希望回到这里。”

1972 年 12 月 14 日，当登月舱即将离开月球表面的最后时刻，塞尔南留下了这样一段，想不到的是之后半个世纪再也没人踏上月球。

回想1969年阿姆斯特朗在月球上所说的那句话：“这是我的一小步，但却是人类的一大步。”

一转眼时间已经过去了五十年，而阿姆斯特朗、塞尔南也分别在2012年和2017年去世。

时间已经到了2019年，今天的我们难以想象到人类竟然在五十年前就登陆了月球。

土星五号火箭

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疯狂的计划

美国于20世纪60年代启动的登月计划离不开美苏争霸的大背景。

但令人诧异的是作为最早把人送上太空的苏联，却没能把人是送上月球。

要知道，当苏联人第一次把人造卫星送上太空的时候，美国第一次感受到了严重的危机。

因为，无论是疯狂的日本或者纳粹德国都没有人造飞行物能穿越美国本土。

强烈的危机感使得美国加速了对火箭和宇航事业的研究，但是面对苏联，美国的太空速度却一直赶不上。

苏联先后实现了把狗送上太空，把猴子送上太空，最后把加加林送上了太空，实现了第一次把人类送上太空的壮举。

面对苏联的咄咄逼人，美国方面决定转换思路。

1961年5月25日，美国肯尼迪总统向全世界宣布实施宏伟的载人登月计划，也就是著名的阿波罗计划。

这是一个疯狂的计划，因为在演讲发表前的二十几天，美国才第一次把自己的宇航员送入太空。

现在就启动登月计划，简直有些痴人说梦。

美国阿波罗

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美国的准备

面对紧迫的时间，美国政府还是下定了决心，为了进行载人登月，美国先实施了四个辅助计划。

1961年至1965年发射九个“徘徊者”月球轨道器，用以了解未来的“阿波罗”飞船在月面着陆的可能性。

在1966年至1968年发射五个“勘探者”月球着陆器，了解月球土壤的理化特性。

在1966年至1967年发射三个“月球轨道环形器”，对40多个预选着陆地点进行详细观测，从而选出10个登月点。

在1965年至1966年发射10艘“双子座”飞船，进行生物医学研究和飞船机动飞行、对接及舱外活动训练等。

“阿波罗”工程的第三个方面就是研制低轨道运载能力为127 吨的大推力“土星5”运载火箭。

这也是人类迄今为止造出来的推力最大的火箭。

土星五号火箭

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重要的选择

世界的另一头，红色帝国苏联也在密切的注视着美国的宏大计划，也低调的开展着对月球的研究。

1964年赫鲁晓夫批准关于苏联载人登月计划。

计划于1967年实现载人绕月飞行，1968年将航天员送上月球并返回。

在太空竞赛中苏联总是抢先一步，并且第一次拍到了月球背面照片，而这次为什么在送人上月球这件事上输了。

当时对于载人登月，存在三种模式：

第一种，采用地球轨道交会对接模式，即使用几枚小型火箭将登月组件发射升空，在地球轨道将登月组件，通过交会对接组装起来，再奔向月球。

第二种，采用月球轨道交会对接模式，即将用一艘较大的航天器（指令舱）携带一艘登月舱奔向月球。

第三种，由火箭装载登月器直接飞向绕月轨道实施软着陆登月，任务完成后直接从月球返回地球。

苏联火箭和太空研究的负责人科罗廖夫一开始选择了第一种；美国方面则是第二种。

科罗廖夫

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新火箭诞生

科罗廖夫的想象力和设计思想是值得肯定的。

但对于多次发射，多次对接组装登月器来说，20世纪60年代的技术条件还不够成熟。

多次交会对接的方式也相当于提前实施了空间站计划。这种设计模式使得整个火箭系统过于复杂化。

但经过一系列的竞争后，科罗廖夫的方案得到了苏联高层的支持。

为了减少麻烦，科罗廖夫还是改变了初衷，选择了月球轨道方案。

虽然减少了复杂程度，但难度仍然很大。

因为这意味着苏联需要一款推力更大的火箭送入月球轨道。

科罗廖夫晚年的作品N-1火箭在这种情况下诞生了。

苏联N-1火箭

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复杂的火箭

任何航天活动的都离不开火箭作为发射器，载人登月也是如此。

以当时的工业条件，虽然能造出N-1火箭，但是其复杂程度注定了稳定性的不可靠。

巨无霸的N-1火箭，其第一级发动机是由30台使用煤油和液氧作燃料的大功率火箭发动机组成的。

但是，从空气动力学角度来看，一枚火箭使用这么多发动机无疑存在着致命的缺陷：

一方面，发动机组的众多发动机之间根本无法做到助推力的有效平衡；另一方面，为这些发动机分别添加燃料更是件令人头痛的事情，极易出现事故。

四次发射，四次失败，1976年耗资巨大的N-1火箭被迫下马。

早在1966年1月科罗廖夫因为手术失败而离世，已经给苏联登月计划埋下了伏笔。

科罗廖夫的伤病离不开大清洗时期的苦役生活，或许可以说苏联自己杀死了科罗廖夫。

作为苏联航天探索的灵魂人物，科罗廖夫倒下后，再也没人能够主持大局。

美国登月成功

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失败与惋惜

科罗廖夫死后，他的助手米申接管了整个工程。

但不幸的是，米申的开局就很糟糕，就在科罗廖夫死后第二年4月，为载人登月做准备的“联盟”1号载人飞船失事，这严重打击了米申的雄心。

为了赶在美国人之前登陆月球，N-1火箭在仓促中被推向了发射台。

时间到了1969年，对于当时的苏联航天界来说，无论是轨道交会对接、宇宙飞船，还是航天员舱外活动等均已不是问题。

唯一的问题就是需要一枚可靠的大推力火箭。

由于采用煤油作为燃料，所以使得N-1火箭第一级火箭虽然捆绑了30个发动机，整个火箭高达105米。

但是N-1火箭只能将95吨的负载送入地球轨道，而采用氢氧作为燃料的美国土星五号火箭则有接近130吨的运送能力。

另外，N-1火箭的复杂程度，注定了每次试射都有失败的可能。

此图片系PS

三次是失败后的1972年，N-1火箭进行第4次同时也是最后一次试射。

这一次同样以大爆炸宣告结束，事故原因是一种被称之为“纵向耦合振动”的现象。

纵向耦合振动是一种上下剧烈振动，这种现象由不同发动机产生的推进力变化所。

由于安装了30台不靠谱的发动机，所能产生的振动我们可想而知。

一旦发生纵向耦合振动，可变加速度会导致燃料泵的压力趋于不稳定，形成更大的可变加速度，最终让振动与火箭的共振频率相匹配，酿成爆炸惨剧。

接二连三的火箭发射失败，让“万事俱备只欠东风”的苏联登月计划夭折。

苏联政府放弃载人登月后，转而进行空间站开发建设……