太空競賽！（6）：登陸月球，比賽結束？

2022 年 04 月 11 日2022 年 04 月 11 日 CASE PRESS 太空競賽, 阿波羅11號, 阿波羅計劃

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美國在阿波羅11號成功登月，整個阿波羅計劃一共登月6次，讓12名太空人踏足月球。時至今日，美國仍然是唯一讓人類站上月球的國家。這場因為冷戰而開始角力的太空競賽終於來到了尾聲，最後美國與蘇聯發射的太空船在太空中對接，宣告太空競賽結束。

撰文｜許世穎

● 阿波羅計劃（Project Apollo）

阿波羅計畫是美國登月的計畫，這個計畫出師不利，第一次載人發射任務還在測試階段就發生事故，造成三名太空人喪生。

阿波羅計畫曾考慮過幾種不同的登月方法，最後選擇了「月球軌道交會（Lunar Orbit Rendezvous）」。這個方法將太空船分成「指揮服務船（command and service module，以下稱為指揮船）」和「登月艇（ lunar excursion module」兩個部分。太空船首先從地球上出發，抵達月球軌道以後開始繞行月球，接著登月艇會脫離指揮船，獨自登陸月球。任務完成後，登月艇再回到月球軌道與指揮船交會接合，最後整艘太空船一起回到地球（圖1）。

圖1、月球軌道交會示意圖｜來源： Jooja [2]

比起直接從地球上開一台太空船登陸月球再回來，「月球軌道交會」的太空船設計更為複雜。不但指揮船、登月艇各自都需要獨立的動力系統，而且在月球軌道上交會接合也有一定的風險。好處是可以大幅節省發射成本，這方面帶來的助益非常可觀。NASA在測試過數次月球軌道交會的可行性及可靠性以後，決定還是選擇這個方法。

阿波羅計劃首次載人發射升空是從1968年10月的「阿波羅7號（Apollo 7）」任務，接下來每一次任務都有階段性目標，一步一步測試「月球軌道交會」的各個步驟，最後終於在1969年7月的「阿波羅11號（Apollo 11）」成功讓人類登陸月球。

● 尼爾．阿姆斯壯（Neil Armstrong）與伯茲．艾德林（Buzz Aldrin）

阿波羅11號一共有三名太空人（圖2），在指揮船「哥倫比亞號（Columbia）」上的是「麥可．柯林斯（Michael Collins）」，而在登月艇「鷹號（Eagle）」上的則是「尼爾．阿姆斯壯（Neil Armstrong）」和「伯茲．艾德林（Buzz Aldrin）」。

圖2、阿波羅11號三位太空人：尼爾．阿姆斯壯（Neil Armstrong）、麥可．柯林斯（Michael Collins）和伯茲．艾德林（Buzz Aldrin）｜來源：NASA [1]

「鷹號」在20時17分40秒時，著陸在月球的土地上。原本安排太空人們先睡個5小時恢復體力後，才開始進行任務，不過毫不意外地，兩位太空人都認為自己睡不著（到底有誰這種情況下睡得著......），因此決定提早開始進行艙外活動（extravehicular activity）的準備。太空人們花了3個小時左右的時間準備器具、檢查狀態。最後在02時39分33秒時打開艙門，跨出了太空競賽美國勝利的一步。

眾所皆知，阿姆斯壯是第一位踏上月球土地的人類，並留下了「這是一個人的一小步，卻是人類的一大步」的名言。不過當時他所說的原文（That's one small step for [a] man, one giant leap for mankind.）聽起來犯了一個文法錯誤，在「man」前面少了一個定冠詞「a」。

有些人認為可能只是錄音技術導致這個「a」沒有被錄進去，而阿姆斯壯本來也宣稱他不可能犯下這種錯誤。但他聽過錄音檔案後，自己也承認他可能真的少講了一個「a」。後來阿姆斯壯對此表示：「希望歷史能允許我犯下這個小錯誤。」

在阿波羅11號任務中，登陸月球的不是只有阿姆斯壯而已，登月小艇中的另外一個人「巴斯．艾德林（Buzz Aldrin）」就跟在後面，成為第二位踏上月球土地的人類。這個人的名字應該不少人聽過，因為動畫電影「玩具總動員（Toy Story）」裡面的「巴斯光年（Buzz Lightyear）」名字就是從這位太空人來的（順帶一提，劇情將巴斯光年設定為台灣製的）。

圖3、尼爾．阿姆斯壯替巴斯．艾德林在月球上拍的照片｜來源：NASA [1]

艾德林踏足月球後說出來的話大概沒什麼人知道，很單純的一句：「這景觀真美！（Beautiful view!）」。相較於阿姆斯壯所說的名言，筆者個人很慶幸艾德林不是第一位踏足月球土地的人......。

阿波羅11號的艙外活動維持了2小時31分鐘40秒，期間他們搜集了月球表面的土壤樣本；放了一個地震儀，拿來量測「月震（Moonquakes）」；還放了一個反射器，只要從地球上打雷射光過去，量測雷射光反射回來地球所需要的時間，就可以量測出月球到地球的距離（圖4）！

圖4、阿波羅11號在月球表面放的反射器｜來源：Wikipedia / Lunar Laser Ranging experiment [3]

● 太空競賽結束，兩大強權合作

阿波羅11號的成功讓美國在太空競賽獲得最後的勝利，在這之後阿波羅計劃又進行了數次任務，一直到1972年的阿波羅17號為止，一共成功登陸月球6次，將12名太空人送上月球，並對天文研究帶來絕大的貢獻。雖然蘇聯也同時進行登月的準備，但始終沒辦法成功。在美國搶先登月以後，蘇聯打算換一個目標：建造可以在太空中長時間運作的「太空站」。

1971年蘇聯發射了第一顆太空站「禮炮1號（俄：Салют-1；英：Salyut-1）」，在返回地球時不幸造成三位太空人犧牲。與此同美國時也開始類似的計畫，並在1973年發射第一顆太空站：「太空實驗室（Skylab）」，結果也不盡理想，在上升途中遭到了損壞。

1972年，當時的美國總統「理查．尼克森（Richard Nixon）」與蘇聯的領導人「列昂尼德．布里茲涅夫（Леони́д Бре́жнев）」開始談判、緩和兩大強權之間的關係，甚至還共同進行了「阿波羅-聯盟測試計劃（Apollo-Soyuz Test Project）」，要讓美國和蘇聯各自的太空船在太空中「對接」，讓兩邊的太空人在太空中進行交流（圖5）。

圖5、「阿波羅-聯盟測試計劃（Apollo-Soyuz Test Project）」中對接時的想像圖，左邊的阿波羅號與右邊的聯盟號太空船即將對接在一起｜來源：R. Bruneau [4]