欲与天公试比高：世界各国航天计划与太空实验(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)

作者：《飞向太空丛书》编委会

出版社：世界图书出版公司

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欲与天公试比高：世界各国航天计划与太空实验试读：

序章 探寻更为广阔的竞技场

人类航天之父齐奥尔科夫斯基曾说：“人类不会永远留在地球这个摇篮里。”从人类首次遨游太空到今天已经过去48年了，距离航天飞机首次试飞也已有28年的时间。这期间，世界主要航天国家一再向太空迈出坚定的探索步伐，不断眺望深邃浩瀚的宇宙，这些探索活动为人类展开了一幅幅色彩斑斓的画卷。2007年10月24日，中国首颗绕月探测卫星——“嫦娥一号”发射升空，之后顺利进入绕月轨道并传回月球三维影像，标志着中国首次月球探测工程取得圆满成功。日本“月亮女神”探月卫星于2007年10月进入绕月轨道后，先后释放出两颗子卫星，它们可分别探索月球的电离层和重力场分布，而母卫星将用其携带的多种仪器，分析月球地形、月面下构造和月岩种类。2008年7月30日，美国“凤凰号”探测器在加热火星冻土标本时发现了水蒸气，从而确认火星上有水存在。此外，它还发现火星土壤呈弱碱性，含有高氯酸盐和碳酸钙。这些成果为研究火星生命线索提供了丰富物证。2008年9月27日，中国航天员翟志刚在“神舟七号”飞船上成功完成首次空间出舱活动。飞船为期3天的飞行试验任务圆满成功，标志着中国载人航天工程实现重大跨越，为今后建造空间站、开发太空资源奠定了基础。此外，美国发射了分辨率达0.41米的遥感卫星；中国首颗第二代极轨气象卫星和首颗数据中继卫星入轨；欧航局发射第二颗导航试验卫星；俄罗斯“格洛纳斯”全球卫星导航系统又添数颗“新星”；印度首次实现一箭十星；德国、英国、以色列分别发射军用或军民两用卫星。伴随航天科学技术发展的是，世界各大国一直把航天技术及其产业当作战略制高点进行激烈争夺。

由于航天对政治、军事、外交、经济和科技等诸多领域的影响力不断提升和加强，航天事业的进步与否也成为衡量一个国家综合国力的重要标准。进入21世纪以来，世界各主要航天大国和一些正在崛起的发展中国家都将发展航天技术视为提升综合国力和国际地位的战略性举措。

近年来，各国的航天投入继续呈现不同程度的增长，以2003年为例，美国军用航天经费327.8亿美元，民用航天经费153亿美元，两项合计占本国GDP的0.31％。法国与日本的这三项数字分别为28.73、14、0.112％和22.57、22.6、0.057％。俄罗斯2003年航天经费投入占到本国GDP的0.142％。印度也后来居上，2003年航天经费投入占本国GDP的比例大于0.1％。2006年，美、欧、日、俄和印度等主要航天国家继续在军用和民用两大领域增加航天预算，其总投入估计已突破500亿美元。

依靠雄厚的经费支持，各国航天发射活动频繁进行，航天产业得到的政府大订单和合同越来越多，军、民、商三大领域航天活动的规模在扩大，预示着新一轮国际太空竞争格局正在形成。不过新一轮的太空竞争已不同于冷战时期的太空争霸，它体现出多极化的趋势，是多极世界形成过程中多个大国间的太空竞争：美国要力保自己的领导地位；欧洲在努力整合自己全欧资源，力求以多国联合的力量来摆脱对美国的依赖；俄罗斯希望重振昔日航天雄风；中国的航天事业突飞猛进，引起世界瞩目；日本、印度在亚洲竞争地区级航天大国地位的同时，力图跻身世界航天大国行列。

此外，一批正在崛起的发展中国家和地区，如亚洲的韩国、巴基斯坦、泰国、伊朗和中国台湾地区，澳大利亚，南美的巴西、阿根廷和委内瑞拉，非洲和中东地区的南非、尼日利亚和以色列，独联体国家的乌克兰、白俄罗斯和哈萨克斯坦等，也都加大航天投入，培养人才，积聚力量，试图通过与欧洲航天局和、美、俄、中等航天大国不同形势的合作，发展自己的航天技术及其产业，增强其军事、科技与经济实力，提升国际地位和在本地区的影响力。

航天技术也不再是美、俄等大国的专利。2006年朝鲜进行的导弹发射和核试验震动全球。随后又有一些新兴工业国家和发展中国家，或在航天技术领域取得了重要进展，或正在积极制订计划，寻求合作开发航天技术，或选派宇航员遨游太空。据不完全统计，目前全世界至少有40个国家和地区投资开发航天技术，其中有些国家和地区正在独立发展军民两用的侦察、通信卫星系统。

航天事业成为国家实力证明的一个重要体现，越来越多的国家加大了对航天的关注和投入。这个想要保住统治地位，那个想要恢复自己的优势，同时新来者也要挤进来占一席之地，世界各国太空竞争势必会越来越激烈。美国重返月球所需研制的新型飞船及其运载工具拒绝非美国公司参加；欧盟对伽利略导航卫星计划的国际合作政策也发生了大转变，从原先面向全球寻求全面合作转向以拓展市场为目标的有限合作，不允许包括美国在内的非欧盟国家参与伽利略卫星系统的研发与部署，尤其是关键技术的研发，以及参与特许经营权的投标及其未来管理方面。在国际荣誉和国家利益的旗帜下，合作变得困难；对技术转移的关切也是合作的一大障碍。在未来的太空中，也许会上演一幕没有硝烟的“星球大战”。

美国，航天第一大国

无论从哪方面衡量，美国都是当之无愧的航天第一大国。美国每年用于航天的预算有300多亿美元，远远超过世界上其他国家。其研究所覆盖的领域也最为全面，涉及载人航天飞行、无人航天器的深空探索、各种应用卫星和运载火箭、地球科学研究、天文学研究等各个方面。

美国的载人航天是在与前苏联进行“太空竞赛”的过程中开展起来的。冷战结束后，美国载人航天失去对手，陷入十余年的迷茫期。直到进入21世纪，各国航天技术蓬勃发展，感受到竞争压力的美国，才又重新明确发展目标。近年来，美国航天业可以说基本走出了调整期，准备按照一个新的发展战略前进。

美国的航天战略

21世纪，信息化战争的发展使太空成为航天国家竞相开发的战略要地。美国为称霸太空、实施全球攻击的战略目标，适时调整了航天发展战略。

美国航天发展战略包括：航天法规、国家航天政策、国防部航天政策、空军航天政策、国家航天发展规划、国防部战略计划和美国国家航空航天局（NASA）战略计划。

航天法规是美国开展航天活动的法律依据。为加速并规范航天工业的产业化和商业化，2003年美国国会批准了《国家航天委员会法》《零重力零税收法》《航天现代投资法》《NASA灵活性法案》《遥感应用法》《商业航天法》《商业航天发射法》《太空探索法》《太空保护法》《载人航天飞行独立调查委员会法》等多部航天法规。

美国航天政策的总目标是：“通过支持一个强大、稳定和平衡的国家航天计划，继续保持美国在世界航天领域的领导作用，以实现美国在国家安全、对外政策、经济增长、环境治理和科技进步等方面的发展目标。”在商业航天政策方面，布什总统2003年5月签发了美国商业航天遥感政策，其目标是：“维护美国在世界遥感领域的领导地位，保持并增强美国商业遥感业的领先优势，以维护美国的国家安全利益和外交利益，促进经济增长和环境治理，保持科学技术领域的先进性。”

美国军事航天活动由国防部统管。1999年7月，国防部公布了冷战后的国防部航天政策。该政策提出太空是一种媒介。国防部航天活动的优先任务是要确保美国在空间的行动自由和国家安全利益。航天活动的目标是确保美国的自卫权利和对盟国的防卫义务；确保完成飞行任务和出入太空的能力；确保威慑、预警和反击的能力；确保任何敌对力量无法阻止美国利用外层空间的能力。为此，国防部航天规划的重点是保证美国在空间支援、空间力量增强、空间对抗和空间力量运用等方面必要的能力。作为国防部的航天执行机构，美国空军2003年4月也制订了空军航天政策。2004财政年度，空军航天司令部的《战略总体规划》明确提出了未来15年美国军事航天计划的目标：在空间支援方面，具备快速反应的空间运输、卫星紧急启动和快速周转的能力。在空间力量增强方面，要拥有天基的地面活动目标指示能力和目标探测、定位、识别与跟踪能力。在空间对抗方面，部署新的天基空间监视系统、攻击探测与预报系统以及提高航天器的自卫生存能力。在空间力量运用方面，拥有从空间实施常规、非核、全球快速打击与交战的能力。

美国航天计划包括民用航天计划、军用航天计划、情报航天计划和商业航天计划。军事航天计划和情报航天计划由国防部制订，主要由空军负责实施；民用航天计划由NASA负责制订并实施；对于商业航天计划，政府只制定政策，具体实施由企业自行完成。

2003财政年度，NASA战略计划提出了三项战略远景目标：改善人类的生活质量；延长宇航员在太空的生存时间；探索其他星系的生命；三项使命任务：认识和保护地球；探索宇宙，寻找生命；激励和鼓舞下一代航天人；六个战略领域：空间科学、地球科学、航空航天技术、空间飞行、生物学研究和教育。

2004年1月，布什政府宣布了雄心勃勃的空间探索计划。新计划的目标是：2010年前完成国际空间站计划；2008年前研制并试飞新型“乘员探索飞行器（CEV）”；2008年前向月球发射无人探测器，2015～2020年实施载人登月，并为载人火星探索做准备。

水星计划

水星计划（Project Mercury）是美国国家航空航天局于1959年至1963年进行的载人航天飞行计划。其目标是将载人飞船送到地球轨道上，探索人类在太空中的生理活动能力并将宇航员和飞船安全地送回地面。值得一提的是，这一计划的实施，是在美苏冷战争霸的大背景下进行的。与此相呼应的是，美国和前苏联在航天领域里的竞争也已经趋于白热化。

1959年4月9日，美国国家航空航天局在华盛顿举行记者招待会，向公众介绍水星计划的7名宇航员，他们分别是海军中尉斯科特·S·卡彭特、空军上尉戈尔登·G·库珀、海军陆战队中校约翰·H·格伦、空军上尉维吉尔·I·格里森、海军少校瓦尔特·M·施艾拉、海军少校艾伦·谢泼德、空军上尉迪克·K·斯雷顿。根据计划，艾伦·谢泼德被安排执行初次飞行任务，他将是第一个进入太空的美国人。然后是格里森，再接着是格伦。

与此同时，被用来执行载人航天计划的水星飞船也被设计制造出来并成功通过测试。

水星飞船的外形呈圆锥状，长2米，锥底直径1.9米，锥顶装有小圆柱体。依靠“红石”和“大力神”火箭推进。两种火箭均由弹道导弹改装而来，改装后携带的是飞船的有效载荷而非弹头。根据任务的不同，安装在助推火箭顶端的飞船重量可在1043千克到1360千克之间。

飞船的上部有一个紧急逃生塔，它可以将太空舱从助推火箭上分离并将其推升到一定的高度。在该高度下，降落伞能够打开并将太空舱和宇航员安全送回离发射架不远的地面上。飞船的底部有一块隔热罩和一台减速发动机，隔热罩可以保护太空舱重返大气层时不被烧坏，减速发动机则是一些小型的火箭助推器，它们的作用是在飞船重返大气层时使其减速。与任何飞船一样，水星飞船具备以下六大系统：

生命维持系统——三只球形氧气瓶为舱内提供纯氧。氢氧化锂滤气罐清除呼出的二氧化碳。鼓风机被用来循环舱内空气并为宇航员降温。绝热材料和双层舱壳有助于保持舱内温度在可承受范围。饮用水由舱内提供。尿液收集系统被集成到太空舱上。宇航员穿戴着增压服和头盔来隔绝热量并免受舱内低压的影响。

能源系统——电源由1500瓦和3000瓦电池的不同组合来提供。水被用来冷却这些不同的电力系统。

无线电／跟踪通信系统——高频（HF）和超高频（UHF）的发射机和接收器用于与地面之间双向传送声音、遥控数据以及导航数据。天线和回收信标位于飞船的顶部。一台电视摄像机被安放在舱内以监测宇航员。

操纵系统——在各个方向（X、Y和Z轴）上的俯仰、翻滚和偏航操作是通过反作用控制推进器来完成的，这些推进器使用高压过氧化氢作为燃料。反作用控制推进器可以自动控制也可以手动控制。三台固体火箭发动机（加速发动机）用来使飞船与助推器分离，另外三台固体火箭发动机（减速发动机）用来在飞船返回地球大气层时使其减速。

重返大气层系统——飞船装备了烧蚀隔热罩以防止其在重返大气层时，在约1093摄氏度的高温下被烧坏。隔热罩为铝制蜂窝状结构，中间包含多层玻璃纤维材料。随着飞船的下降，隔热罩的材料汽化并带走热量。双层舱壳和隔热材料保持舱内温度在可承受的范围内（但仍然很热）。

着陆系统——重返大气层后，一个漏斗形的小减速伞在6405米高度处被打开，开始对飞船进行减速以备着陆。主降落伞在3050米高度处被打开，继续对飞船减速从而为水上着陆做准备。就在撞击水面之前，着陆气囊从隔热罩后面急速膨胀以减少撞击力。着陆之后，其他的气囊立即在飞船顶端周围膨胀，使太空舱在水中保持直立，同时降落伞也被释放。一旦救援直升机钩住飞船，宇航员就打开安全舱口离开太空舱，也可以在仪器面板后面爬行然后通过锥顶离开太空舱。到了1961年，一切都已准备就绪了。但美国国家航空航天局的官员们，尤其是首席火箭科学家沃纳·冯·布劳恩，坚持要求火箭／飞船搭载黑猩猩进行太空试验。经过两次这样的试验飞行之后，载人飞行才被确认可以开始。然而正当这些试验还在进行的时候，前苏联将他们的宇航员尤里·加加林送上了地球轨道。1961年4月，俄罗斯人加加林成为世界上第一位到达太空的人。随后，美国国家航空航天局遭到了来自媒体和公众的批评，他们认为美国本来可以先于前苏联将一名宇航员送上太空。前苏联的成功将美国远远甩在了太空竞赛的后面。因而，美国国家航空航天局要依靠艾伦·谢泼德来扳回美国在竞争中的劣势。

1961年5月5日，艾伦·谢泼德登上了水星飞船——“自由7号”。他的任务是进入太空，做一次长约15分钟的亚轨道飞行后安全返回地面。倒计数过程耽搁了很多次，导致谢泼德在发射架上停留了好几个小时。最终，在上午9点43分，艾伦·谢泼德被送上太空。

谢泼德到达了离地面187千米的高度，并着陆在离卡纳维拉尔角488千米的地方，他在那儿被“张伯伦湖号”航空母舰救起。这次飞行的最高速度达到了8260千米／小时，重返大气层时经受了高达11倍的重力加速度，并且飞行持续了15分钟28秒。与加加林不同的是，谢泼德能够在飞行中手动操纵飞船。

继谢泼德开创性的飞行之后，维吉尔·Ⅰ·格里森又进行了一次亚轨道飞行。此后，格伦、卡彭特、施艾拉和库珀分别进行了一次亚轨道飞行。水星计划的宇航员和他们的飞行向世人宣告美国可以将人类送上轨道，而且能够在太空中存活并成功返回。水星计划为美国在太空竞赛中确定了立足点，并为以后的“双子座”计划和“阿波罗”计划铺平了道路。

附：“水星计划”宇航员选拔内幕

其实，在水星计划的早期，人们尚不清楚什么类型的人能够胜任宇航员的位置，曾考虑过的几种类型包括特技替身演员、马戏团演员、游泳运动员和赛车手。1958年，艾森豪威尔总统做出决定，认为宇航员应该是军事飞行员，特别是试飞员。此外，他们应该接受过大学教育、已建立了家庭、中等身高和体格、健康状况极好并且热衷于驾驶先进的飞行器。

于是，美国国家航空航天局的官员们开始筛选军事飞行员的服役记录。他们把范围从508人缩小到110人，这些飞行员分别来自海军陆战队、海军和空军（陆军飞行员没被邀请是因为他们当中没有人从试飞员学校毕业）。110名飞行员当中有69人于1959年2月到华盛顿报到，参加筛选测试，其中包括面试（技术和心理两方面）、书面测验和体格检查。最终，在这69名飞行员当中，有32人被选中并同意接受在俄亥俄州和新墨西哥州进行的进一步测试。这些测试包括全面的医学和心理评估以及强重力加速度、振动和隔离等环境下的耐受测试。

大多数水星计划的宇航员是第二次世界大战和／或朝鲜战争的老兵。他们有丰富的飞行经验并且健康状况极好。被选中以后，这些宇航员又经过了几年的培训，包括在水星飞船系统中的训练以及飞行训练、连续的医疗评估和各种环境（沙漠、丛林和海洋等）下的生存训练。他们刻苦地练习并忍受了和家人长时间分离的痛苦，每个人都想在竞争中努力成为第一个进入太空的美国人。

于是，宇航员们在媒体和公众的瞩目下成了名人。他们公开露面为美国国家航空航天局宣传首个太空项目，并利用公众的关注度来提升自己在项目中的影响力。

除了进行训练和拓展公共关系外，他们还经常咨询水星飞船建造的进展。宇航员们不顾设计飞船工程师们的反对，坚持要求为飞船配备一扇窗户、重返大气层推进器的手动控制装置和配有爆炸螺旋的逃生舱——他们希望能够主动驾驶飞船并且在需要的情况下逃生。他们是飞行员，仅仅乘坐一艘完全自动化飞船的想法与他们的天性相违。

双子星座计划

作为从“水星计划”到“阿波罗”计划之间的过渡，美国于1961年11月至1966年11月实施了“双子星座”计划。其主要任务是研究、发展载人登月的技术和训练航天员长时间飞行及舱外活动的能力。

1958年，美国宇航局总部和太空任务小组开始考虑水星载人航天计划之后美国的载人航天计划的目标和任务。当1961年美国制定了“阿波罗”登月计划后，“双子星座”计划的任务更加明确起来，即为完成登月任务探索、试验新技术，最重要的有两方面：一是将载人飞行时间延长到2周，以充分研究人在太空生活和工作的适应性；二是完成两个航天器在轨机动、交会和对接。这两大任务在登月期间都会遇到。这样，“双子星座”计划就变成“阿波罗”计划的辅助项目。“双子星座号”系列飞船是美国的第二代载人飞船，总共进行了12次飞行试验，其中2次无人飞行和10次载人飞行。飞船形状基本呈圆锥－钟形，全长5.7米，底部最大直径3米，重3.0～3.9吨。飞船结构分为返回舱和设备舱，这种把每个分系统的所有部件都放置在一个紧凑的舱体内的分舱段布局原则，既便于检查和组装又便于出故障时更换；从第5艘到第12艘双子星座飞船都是用了燃料电池，这种电池结构较简单、紧凑，能耐冲击和振动，体积小、重量轻、比功率高；飞船还采用弹射座椅作为紧急救生手段，它不仅在发射阶段而且在着陆阶段可为航天员提供一种救生手段。“双子星座号”飞船与“水星号”飞船相比，作了较大的改进，实现了载2名航天员飞行。飞船设计为手控操纵为主，成为至今为止美国载人空间飞行器中受控程度最高者。在双子星座飞行中，航天员真正成为飞船的驾驶与操纵人员，并且除人对空间环境的适应情况的实验外，还进行了一些技术试验，实现了一些新的空间技术方面的突破，主要包括航天员舱外活动技术和空间飞行器的交会／对接技术，以及使用计算机的自动飞行控制技术。

1965年3月23日，“双子星座3号”飞船进行了第一次载人太空飞行，航天员维吉尔·I·格里森和约翰·W·杨完成了这次飞行，飞行中航天员启动推进器改变自己的轨道形状，实施了倾角的微小改变。1965年6月3日，“双子星座4号”飞船发射，进行“双子星座”计划的第二次载人飞行。这次飞行任务由宇航员詹姆士·A·麦克迪维特和爱德华·H·怀特承担，飞行时间提高到5天。在绕轨道第三圈时，怀特按预定计划在夏威夷上空打开舱门，进入了开放空间。他身上连了一根长索，利用一个手持的小型火箭来实现太空机动，最远时离飞船约3米，除身体有些旋转外，一切均正常。他在舱外共活动了约21分钟。此次飞行，他们还进行了科学和技术实验，医学测试，利用弹力器来维持肌肉的弹性，拍摄了许多舱外活动和地球大气的照片。由于飞船上的计算机失灵，原定飞行121圈的任务没有完成，只飞行62圈，于1965年6月7日返回地面。这次飞行有两项成果超过了前苏联：一是飞行时间近98小时，打破了前苏联的记录；二是首次进行太空机动行走。

1965年12月4日和12月15日“双子星座7号”和“双子星座6号”分别进入太空，实现了太空会合，在间距只有40米的情况下持续飞行了7个多小时，最近时只有0.3米。尔后“双子星座8号”和“双子星座9号”的飞行任务都是与阿金娜目标飞行器实现对接，但都未能实现。1966年7月18日“双子星座10号”飞船载着约翰·杨和迈克尔·科林斯进入轨道，实现与“阿金娜3号”的对接任务，完成了登月计划的关键技术。接着“双子星座11号”和“双子星座12号”飞船又分别实现了两次对接任务。到1966年11月，双子星座飞船先后进行了9次载人飞行，圆满完成预定任务。“双子星座”计划实现了飞船空间交会和对接，发展了新型燃料电池；宇航员在舱外开放空间活动长达2小时，最长飞行时间达14天，实现了飞船姿态控制、机动、变轨飞行和受控再入，积累了长时间飞行的经验，包括生理、医学、生活等。此外，“双子星座”计划还取得了大量对地观测、空间科学试验成果：宇航员共进行了52项实验，其中27项是新技术实验，8项是医学实验，另外17项是科学实验。双子星座飞船还在不同的高度上拍摄了1400张地球彩色照片。所有这些为“阿波罗”计划提供了极其宝贵的经验和科学技术成果。

双子星座计划历时5年，共耗资12.834亿美元，其中飞船费用7.974亿美元，占总费用的62％；运载火箭费用4.098亿美元，占总费用的31.93％；支援设施为0.762亿美元（其中用于改造全球通讯设备为5600万美元），占总费用的5.94％。

阿波罗计划

阿波罗计划（Project Apollo）是美国国家航空航天局从1961年到1972年实施的一系列载人航天飞行计划，总共耗资约240亿美元，主要致力于完成载人登月和安全返回的目标。1969年“阿波罗11号”宇宙飞船达成了这个目标，尼尔·阿姆斯特朗成为第一个踏上月球表面的人。

该计划详细地揭示了月球表面特性、物质化学成分、光学特性并探测了月球重力、磁场、月震等。后来的

天空实验室

阿波罗计划于上世纪60年代早期在艾森豪威尔执政时被提出，作为水星计划的后续计划。美国国家航空航天局负责人阿伯·西尔弗斯坦当时选择以希腊神话中的太阳神命名此计划。虽然航空航天局已经开始进行这项计划，但艾森豪威尔对航天计划似乎并不热衷，阿波罗计划的经费始终没得到落实。

1960年11月，竞选时承诺要使美国在太空探索和导弹防御上全面超过前苏联的约翰·肯尼迪当选总统。肯尼迪虽然对太空计划较为热衷，但他在当选总统后并没有立刻决定开始登月计划。肯尼迪本人对航天事业并不十分了解，太空探索需要的大量资金也使他不敢轻易做出决定。当航空航天局局长詹姆斯·韦伯要求年度财政预算增加百分之三时，肯尼迪支持加快发展大规模推进器的研发，却没有支持其他更大的项目。

1961年4月12日，苏联宇航员尤里·加加林成为首位进入太空的人，加深了美国对在太空竞赛中落后的恐惧。次日，在与白宫科学委员会的会谈中，许多议员希望能够立刻开始一项太空计划以保证在与前苏联的竞赛中不至于落后太多。肯尼迪对此事却较为谨慎，不愿意立刻进行任何重大举措。4月20日，肯尼迪给副总统林登·约翰逊发去备忘录，询问他对于美国太空计划的意见，以及美国追赶前苏联的可能性。约翰逊在回复中认为“我们既没有尽最大努力，也没有达到让美国保持领先的程度”。约翰逊还提到未来登月的计划不仅可行，也绝对可以使美国在太空竞赛中获得领先地位。5月25日，肯尼迪在参众两院特别会议中宣布支持阿波罗计划。他在发言中称：“我相信这个民族能够齐聚一心全力以赴达成这个目标，即在1970年以前，人类将乘坐宇宙飞船登陆月球并且安全返回。没有任何一个太空项目能够超越它对人类的影响，超越它对宇宙远程空间探索的重大作用，也没有一个太空项目开发如此困难而且花费如此昂贵。”任务模式的确定

在登月成为主要目标后，阿波罗计划曾有四个方案被考虑：第一种方案是直接起飞法，此方案提出由一个巨大的新星火箭携带一艘航天器，直接飞往月球；火箭在月球降落，任务完成后再次起飞，飞回地球。第二种方案是地球轨道交会法，此方案需要两艘只有“土星5号”一半大小的小型火箭将登月航天器的不同部分送入地球轨道，交会并对接。整个航天器降落在月球表面。由于当时在轨道中集合多艘航天器的经验较少，且地球轨道拼装航天器是否可行也是未知数，所以此计划未被采纳。第三种方案是月球表面交会法，此方案需要发射两艘航天器：一艘自动航天器携带推进系统，先期登月；载人航天器晚些发射。推进系统在月球表面被移至载人航天器上，然后返回地球。第四种方案是月球轨道交会法，该方案由约翰·C·霍博尔特的团队提出。这种方案是一艘较大的航天器，称为指令／服务舱，携带一艘装载宇航员的登月航天器，称为登月舱，并由登月舱登月。指令／服务舱携带从地球到月球并返回的燃料和生活必需品，以及进入地球大气层所需要的隔热板。进入月球轨道之后，登月舱与指令／服务舱分离，并降落在月球表面；指令／服务舱留在月球轨道。3名宇航员中的1名留在指令／服务舱中。登月完成之后，登月舱重新起飞，与指令／服务舱在月球轨道交会，并返回地球。

与其他几个方案不同，月球轨道交会法只需要一艘很小的航天器降落在月球表面，使返回时在月球上起飞航天器的质量大大减小。通过将登月舱的一部分留在月球上，月球起飞质量得以再次减小。登月舱本身分为两部分，包括降落部分和起飞部分，前者用于在登月时降落，后者在任务完成后起飞与指令／服务舱会合并返回地球。由于航天器质量减轻，一次任务只需要一次单独的火箭发射。当时的顾虑是次数较多的对接和分离所提出的技术难度。决策者们最终选择了月球轨道交会的方案。计划中的11次载人航天

阿波罗计划中包括11次载人任务，从“阿波罗7号”一直到“阿波罗17号”，全部从佛罗里达州的肯尼迪航天中心发射。“阿波罗4号”到“阿波罗6号”都是无人测试飞行（正式地讲没有“阿波罗2号”和“阿波罗3号”）。“阿波罗1号”是美国第一次由三名宇航员执行的太空任务。计划中将于1967年2月21日发射的“阿波罗1号”在1月27日进行一次例行测试时，指令舱突然发生了大火，三名宇航员维吉尔·格里森、爱德华·怀特和罗杰·查菲15秒内全部不幸遇难。这次任务的名称原本是AS－204，但任务后三位宇航员的遗孀认为航空航天局应该保留“阿波罗1号”的名称，希望人们不要忘记这次事故。“阿波罗7号”是阿波罗计划中首次发射的载人任务，发射于1968年10月11日。整个任务全长十一天，也是美国首次成功的三人航天任务。完成此次任务后，瓦尔特·施艾拉成为第一位（也是唯一一位）在水星、双子星座以及阿波罗三项航天计划中均执行过任务的宇航员。“阿波罗8号”是阿波罗计划中第二次载人飞行。它是人类第一次离开近地轨道，并绕月球航行的太空任务。在1968年12月21日发射后，飞船在太空中航行了三天才到达月球，并围绕月球轨道飞行了20小时，拍摄了大量的月球照片。在三位宇航员眼里，月球是“广阔，寂寞，又有些难以接近的星体，或者说是广阔的空虚”；在平安夜时他们在月球轨道中向地球作了电视直播。这些直播创造了当时的收视纪录，也是历史上观众最多的电视直播之一。“阿波罗9号”于1969年3月3日发射。十天的任务中，登月舱在地球轨道中正常运行，证明了其独自飞行的能力并重新与指令／服务舱对接。他们的登月舱因其外形被称作“蜘蛛”，而指令／服务舱被运到航天中心时的塑料包装使宇航员们想到了“水果糖”。“阿波罗10号”于1969年5月18日发射。在测试中，其登月舱离月球表面仅15.6千米。并在5月26日从月球返回地球途中创造了载人航天器的速度记录：39，897千米／小时（11.08千米／秒）。它完成了所有测试登月舱和指令／服务舱表现以及检查细节的飞行目标，为“阿波罗11号”不到两个月后的成功登月铺平了道路。“阿波罗11号”是阿波罗计划中的第五次载人任务，发射于1969年7月16日。7月20日，尼尔·阿姆斯特朗与巴兹·奥尔德林成为首次踏上月球的人。两人在月球表面活动了两个半小时，使用钻探取得了月芯标本，拍摄了一些照片，也采集了22千克的月表岩石标本。“阿波罗11号”的成功标志着美国在太空竞赛中的胜利。“阿波罗12号”于1969年11月19日成功登月。相对于前一次任务对降落点的要求不高，“阿波罗12号”有一个准确的降落点。“阿波罗12号”原计划将首次使用彩色摄像机向地球进行实况转播，但由于失误，摄像机没能使用。“阿波罗13号”于1970年4月11日发射，执行原计划中第三次登月任务。但由于飞船在抵达月球前发生的氧气罐爆炸，电力和氧气均大量损失，登月计划被放弃，三名宇航员最终成功返回地球。这次探索活动也因此被称之为一次“成功的失败”，三位宇航员以及地面指挥人员的英勇事迹后来被搬上银幕：《“阿波罗13号”》。“阿波罗14号”于1971年1月31日成功发射。踏上月球后，宇航员谢泼德的第一句话是：路途十分遥远，但我们还是到了。谢泼德当时已经四十八岁，成为登月宇航员中年龄最大的一位，也是“水星计划7人”中唯一登月的成员。他和搭档艾德加·米切尔在月球进行了两次月表行走。“阿波罗15号”是阿波罗计划中的第九次载人任务，是历史上第四次成功登月的载人登月任务。与前几次登月相比，本次任务在月球上停留更久，进行三次较长的月表行走，科学研究的比例也更大。“阿波罗16号”于1972年4月16日发射。约翰·杨和查尔斯·杜克在月球表面的三天中收集了94.7千克的岩石标本，其中有一块的质量达到了11.7千克，是所有月岩标本中最重的。“阿波罗16号”第二次使用了月球车；杨和杜克曾驾驶它达到了18千米／小时的速度，这是月球车的速度记录，被收入了《吉尼斯世界纪录大全》。“阿波罗17号”是人类第六次也是迄今为止最后一次成功登月的太空任务。“阿波罗17号”创造了阿波罗计划中的很多记录，包括最长的登月飞行，最长的月表行走时间；“阿波罗17号”收集了最多的月球标本，也在月球轨道中航行了最长的时间。在即将结束最后一次登月任务之前，指令长尤金·塞尔南在登月舱前说道：“在我们离开月球的陶拉斯－利特罗山谷时，我们来过这里，我们现在要离开这里；如果情况允许的话，我们还会带着全人类的和平与希望回到这里的。在我迈出离开月球的脚步时，我想说美国今日对太空的挑战将铸造人类明天的命运。愿‘阿波罗17号”一路平安。’

后来，由于对美苏争霸时期的问题的一系列揭秘，人们对美国登月的真实性开始有争议。随着不断的媒体报道和相关者披露内幕，不少人认为这和“星球大战计划”一样，是美国自导自演的一场世纪大骗局，而且还对其本身的可行性提出种种质疑。

质疑登月真实性的人所宣称发现的疑点都是基于NASA公布的月球照片。而相信登月真实性的人则尽可能合理地对这些疑点进行科学解释。但绝大多数人还是认为阿波罗计划是真实的，并有很多人认为那些宣称“披露内幕”或妄图否定阿波罗登月计划的人，要么带有经济、政治目的，要么就是宣扬伪科学的伪科学主义者。天空实验室天空实验室计划（Skylab）是美国国家航空航天局于1973年至1979年进行的首次空间站计划。1973年到1974年间，曾有三批宇航员到天空实验室内进行实验。早在60年代中期，美国航空航天局、国家科学院、总统科学顾问委员会等部门就开始研究“阿波罗”后的航天计划。1969年以副总统阿格纽为组长的“空间工作组”，向总统提出了《阿波罗后续计划：未来的方针》的报告，强调美国在阿波罗之后应有一个“平衡”的航天计划，即空间探索与空间应用要协调发展，并提出载人火星飞行、月球基地、大型航天站和

航天飞机

报告发表后在社会上引起强烈争论，普遍认为花费太大。1970年3月，尼克松总统在听取各方面意见后发表了70年代的空间政策声明，确定了以无人空间探测器探索太阳系，加强近地轨道航天应用和降低航天成本的原则。随后，经美国航空航天局和国防部进一步论证，确定了美国70年代天空实验室和航天飞机两项计划。“天空实验室”原称“阿波罗应用计划”，其目的是用“阿波罗”计划剩余的土星运载火箭和载人飞船作为运输系统，以“土星－5”第三级壳体改装后作为实验舱，开展试验性航天站活动。该计划从1973年5月至1974年2月，耗资25亿美元，共完成3次载人活动，进行了天文观测、地球资源勘查、生物医学和材料加工等270项试验，突出显示了人在天上长期生活和从事检查、维修、排除故障和进行科研工作的能力，还创造了连续载人航天84天的记录。航天飞机

航天飞机是美国继阿波罗之后的又一项庞大航天计划。之所以选择这个计划，主要有三个方面的原因，一是有利于保持美国的技术领先地位；二是可满足军民两方面发射、修理和回收卫星以及运送人员、物资等需要；三是航天飞机的多次重复使用能显著降低运载成本。1969年4月，美国航空航天局提出建造一种可重复使用的航天运载工具的计划。1972年1月，美国正式把研制航天飞机空间运输系统列入计划，确定了航天飞机的设计方案，即由可回收重复使用的固体火箭助推器，不回收的两个外挂燃料贮箱和可多次使用的轨道器三个部分组成。从1972年至1981年，美国最大限度地压缩载人航天活动，集中财力研制航天飞机，经过近10年的努力终于研制成功并投入使用。

1981年4月12日，美国宇航员约翰·杨、罗伯特·克里平搭乘的世界上第一架航天飞机“哥伦比亚号”，从肯尼迪航天中心发射升空。这架航天飞机总长约56米，翼展约24米，起飞重量约2040吨，起飞总推力达2800吨，最大有效载荷29.5吨。它的核心部分轨道器长37.2米，大体上与一架DC－9客机的大小相仿。每次飞行最多可载8名宇航员，飞行时间7至30天，轨道器可重复使用100次。航天飞机是航天技术发展史上的又一个里程碑。它集火箭、卫星和飞机的技术特点于一身，能像火箭那样垂直发射进入空间轨道，又能像卫星那样在太空轨道飞行，还能像飞机那样再入大气层滑翔着陆，是一种新型的具有重要民用与军用价值的多功能多用途航天器。除可在天地间运载人员和货物之外，凭着它本身的容积大、可多人乘载和有效载荷量大的特点，航天飞机还能在太空进行大量的科学实验和空间研究工作。它可以把人造卫星从地面带到太空去释放，或把在太空失效的或毁坏的无人航天器，如低轨道卫星等人造天体修好，再投入使用，甚至可以把欧空局研制的“空间实验室”装进舱内，进行各项科研工作。

从1981年至1993年底，美国一共有5架航天飞机进行了59次飞行，其中“哥伦比亚号”航天飞机15次，“挑战者号”10次，“发现号”17次，“亚特兰蒂斯号”12次，“奋进号”5次。每次载宇航员2至8名，飞行时间从2天到14天。在12年中，已有301人次参加航天飞机飞行，其中包括18名女宇航员。航天飞机的59次飞行中，在太空施放卫星50多颗，载2座空间站到太空轨道，发射了3个宇宙探测器，1个空间望远镜和1个γ射线探测器，进行了卫星空间回收和空间修理，开展了一系列科学实验活动，取得了丰硕的探测实验成果。

美国航天飞机创造了许多航天新纪录。航天飞机首航指令长约翰·杨六次飞上太空，是世界上参加航天次数最多的宇航员。1983年6月18日，美国首位女宇航员莎丽·赖德乘“挑战者号”上天飞行。1983年8月30日，“挑战者号”把美国第一个黑人宇航员布鲁福德送上太空飞行。1984年2月3日乘“挑战者号”上天的麦坎德利斯，成为世界上第一位不系安全带到太空行走的宇航员。1984年4月6日“挑战者号”上天后，宇航员首次成功抓获和修理轨道上的卫星。1984年10月5日参加“挑战者号”飞行的莎丽文成为美国第一位到太空行走的女宇航员。1985年1月24日“发现号”升空，首次执行秘密军事任务。1985年4月29日，第一位华裔宇航员王赣骏乘“挑战者号”上天参加科学实验活动。1985年11月26日，“亚特兰蒂斯号”载宇航员上天第一次进行搭载空间站试验。1992年5月7日“奋进号”首次飞行，宇航员在太空第一次用手工操作抢救回收卫星成功。7月31日“亚特兰蒂斯号”上天，首次进行太空发电试验。9月12日“奋进号”将第一位黑人女宇航员、第一位日本记者和第一对宇航员夫妇载入太空飞行。1995年6月27日，“亚特兰蒂斯号”发射，它实现了美国航天飞机和俄罗斯“和平号”轨道空间站首次对接。1996年11月19日，“哥伦比亚号”发射，共飞423小时53分钟，创造了航天飞机停留外太空时间最长的纪录。1998年10月29日，“发现号”搭载着77岁的参议员约翰·格伦起飞。格伦是曾搭乘“水星”飞船升空的美国首名宇航员，这次他又成为最高龄的“太空人”。1999年7月23日，“哥伦比亚号”发射，这次指挥它的是艾琳·柯林斯，标志着女性首次成为航天飞机的机长。

但是，由于美国航天飞机的设计上过分求全，把军用与民用、运输与轨道实验、运货与运人等多种任务集于一身，同时又遇到经费不足和在计划管理上的失误等问题，致使其性能、可靠性、经济性等方面均未能达到原定指标。1986年1月28日，美国“挑战者号”航天飞机在第10次发射升空后，因助推火箭发生事故凌空爆炸，舱内7名宇航员（包括一名女教师）全部遇难。造成直接经济损失12亿美元，航天飞机停飞近3年，成为人类航天史上最严重的一次载人航天事故。事件致使美国整个航天活动几乎陷于停顿状态，并使全世界对征服太空的艰巨性有了一个明确的认识。2003年2月1日，飞行了28次的“哥伦比亚号”在返回地面过程中于空中解体，7名宇航员全部罹难，再次引发人们对航天飞机技术安全的关注。

根据2005年的“

太空探索新构想

哈勃太空望远镜

哈勃太空望远镜（Huddle Space Telescope，缩写为HSd），是世界上第一架太空望远镜。以天文学家爱德文·哈勃的名字命名，由美国国家航空航天局和欧洲航天局合作完成。总长度超过13米，质量为11吨多，运行在地球大气层外缘离地面约600千米的轨道上，大约每100分钟环绕地球一周。

自从1990年发射之后，哈勃太空望远镜已经成为天文史上最重要的仪器。它已经填补了地面观测的缺口，帮助天文学家解决了许多根本上的问题，使他们对天文物理有了更多的认识。早期的设想

1946年，天文学家莱曼·斯必泽在其论文《在地球之外的天文观测优势》中，指出在太空中的天文台有两项优于地面天文台的性能。首先，太空天文台观察物体，不会受到星光闪烁、大气动荡的影响。其次，在太空中的望远镜可以观测被大气层吸收殆尽的红外线和紫外线。

1962年，美国国家科学院在一份报告中推荐太空望远镜作为发展太空计划的一部分。1965年，斯必泽被任命为一个科学委员会的主任委员，该委员会的目的就是建造一架太空望远镜。

1966年，美国国家航空航天局（NASA）进行了第一个轨道天文台（OAO）任务，但第一个OAO的电池在三天后就失效了，任务不得不被中止。第二个任务在1968至1972年对恒星和星系进行了紫外线的观测，比原先的计划多工作了一年的时间。

轨道天文台任务展示了以太空为基地的天文台在天文学上扮演的重要角色，因此，1968年NASA确定了在太空中建造直径3公尺反射望远镜的计划，当时暂定名称是大型轨道望远镜或大型太空望远镜（dSd），预计在1979年发射。

这个计划强调需要有人进入太空进行维护，才能确保这个费用昂贵的计划能够延续足够长的工作时间；并且同步发展可以重复使用的航天飞机技术，以使前项计划成为可行的计划。反复推迟的发射

1970年，NASA设立了两个委员会，一个规划太空望远镜的工程，另一个研究太空望远镜任务的科学目标。由于太空望远镜比任何一个地面上的天文台所耗费的资金都要庞大许多倍，1974年，在裁减政府开支的鼓动下，美国国会剔除了所有进行太空望远镜的预算。后来，在许多天文学家和国家科学院的共同努力下，最后参议院决议恢复原先被国会删除的一半预算。

资金的缩减导致目标项目的减少，镜子的口径也由3公尺缩为2.4公尺，以降低成本和更有效与紧密的配置望远镜的硬件。原先计划作为先期测试，放置在卫星上的1.5公尺太空望远镜也被取消了，对预算表示关切的欧洲航天局成为共同合作的伙伴。

1978年，美国国会拨付了3.6亿元美金，让大型太空望远镜开始设计，并计划在1983年发射升空。1980年初，望远镜被命名为哈勃，以纪念在20世纪初期发现宇宙膨胀的天文学家爱德文·哈勃。

太空望远镜的计划一经批准，计划就被分割成许多子计划分送各机关执行。马歇尔航天中心（MSFC）负责设计、发展和建造望远镜，哥达德航天中心（GSFC）负责科学仪器的整体控制和地面的任务控制中心。马歇尔航天中心委托珀金埃尔默设计和制造太空望远镜的光学组件以及精密定位传感器，委托洛克希德建造安装望远镜的宇宙飞船。

因为在光学望远镜组合上的预算持续膨胀，并且进度每季都要增加一个月，NASA将发射的日期先延迟至1985年的4月，后来又延至1986年3月，然后又延至1986年9月。这时整个计划的总花费已经高达11亿7500万美元。

1986年，按照计划应在当年的10月份发射哈勃太空望远镜。但是，“挑战者号”的事故使美国的太空计划停滞不前。航天飞机的暂停升空，迫使哈勃太空望远镜的发射延迟了数年。望远镜和所有的附件都必须分门别类的储藏在无尘室内，直到能够排出发射的日期，这也使得已经超支的总成本更为高涨。

最后，随着航天飞机在1988年再度开始升空，望远镜也预定在1990年发射，并最后终于在1990年4月24日由“发现号”航天飞机将望远镜成功送入计划中的轨道。通过太空维护，真正发挥效用

在望远镜发射数星期之后，传回来的图片显示在光学系统上有严重的问题。虽然，第一张图像看起来比地基望远镜的明锐，但望远镜显然没有达到最佳的聚焦状态，获得的最佳图像质量也远低于当初的期望。

对图样缺陷的分析显示，问题的根源在于主镜的形状被磨错了。虽然只是在边缘太平了一点，但它造成的是灾难性的、严重的球面像差。来自镜面边缘的反射光，不能聚集在与中央的反射光相同的焦点上。这意味着几乎所有对宇宙学的研究计划都不能执行，因为它们都是非常暗弱的观测图像。美国国家航空航天局和哈勃太空望远镜成为许多笑话的箭靶，被认为是花费大而无用的东西。

1993年，天文学家开始寻找可以在预定进行第一次维修任务时解决问题的方案。1993年12月，“奋进号”航天飞机的机组人员于10天之中更换和重新安装了望远镜上的仪器和其他的设备。望远镜上携带的计算器也被更新升级，由于高层稀薄的大气仍有阻力，在三年内逐渐衰减的轨道也被提高了。1994年1月13日，美国国家航空航天局宣布任务获得完全的成功，并展示出许多新的图片。

为了能够让哈勃望远镜正常工作并取得预定的效果，美国宇航员先后进行了五次航天飞机的舱外活动。除了上述首次维修任务外，第二次和第三次维护任务由“发现号”航天飞机在1997年2月到1999年12月执行，第四次维护任务由“哥伦比亚号”航天飞机在2002年3月执行，最后一次的哈勃维修任务安排在2008年。这些太空维护任务，升级和更新了哈勃望远镜的摄影摄像系统及外围支持系统，将使哈勃望远镜的寿命延长至2014年左右。此后，它未完成的使命将由詹姆斯·韦伯太空望远镜继承。哈勃望远镜的贡献

哈勃太空望远镜帮助解决了一些长期困扰天文学家的问题，而且导出了新的整体理论来解释这些结果。哈勃望远镜的众多主要任务之一是要比以前更准确地测量出造父变星的距离，这可以让我们更加准确地定出哈勃常数的数值范围，这样才能对宇宙的扩张速率和年龄有更正确的认知。

在哈勃升空之前，哈勃常数在统计上的误差估计是50％，但在哈勃重新测量出室女座星系团和其他遥远星系团内的造父变星距离后，提供的测量值准确率可以在10％之内。这与哈勃发射之后以其他更可靠的技术测量出来的结果是一致的。

哈勃也被用来改善宇宙年龄的估计。来自高红移超新星搜寻小组和超新星宇宙论计划的天文学家使用望远镜观察遥远距离外的超新星，发现宇宙的膨胀也许实际上是在加速中。这个加速已经被哈勃和其他地基望远镜的观测证实，但加速的原因目前还很难以理解。

由哈勃提供的高解析光谱和影像很明确地证实了盛行的黑洞存在于星系核中的学说。在20世纪60年代初期，黑洞将在某些星系的核心被发现还只是一种假说，在80年代才鉴定出一些星系核心可能是黑洞候选者的工作，哈勃的工作却使得星系的核心是黑洞成为一种普遍和共同的认知。哈勃的计划在未来将着重于星系核心黑洞质量和星系本质的紧密关联上，哈勃对星系中黑洞的研究将在星系的发展和中心黑洞的关连上产生深刻而长远的影响。

星球大战计划

星球大战计划由“洲际弹道导弹防御计划”和“反卫星计划”两部分组成，其预算高达1万多亿美元。拦截系统由天基侦察卫星、天基反导弹卫星组成第一道防线，用常规弹头或定向武器攻击在发射和穿越大气层阶段的战略导弹；由陆基或舰载激光武器摧毁穿出大气层的分离弹头；由天基定向武器、电磁动能武器或陆基或舰载激光武器攻击在再入大气层前阶段飞行的核弹头；用反导导弹、动能武器、粒子束等武器摧毁重返大气层后的“漏网之鱼”。

经过上述4道防线，可以确保对来袭核弹的99％摧毁率。同时在核战争发生时，以反卫星武器摧毁敌方的军用卫星，打击削弱敌方的监视、预警、通信、导航能力。

由于系统计划的费用昂贵和技术难度大，许多计划中的项目，如著名的“X－30”，“X－33”等最终无限期延长甚至终止。再加上1986年“挑战者号”航天飞机爆炸所导致的美国全部航天活动的暂时停滞，以及后来前苏联的解体，美国在已经花费了近千亿美元的费用后，于20世纪90年代宣布中止“星球大战计划”。

随着美国中央情报局冷战密件曝光，“星球大战”计划被证实是一场彻底的骗局，一时间舆论哗然。大多数人开始相信，“星球大战”计划只是美国政府为了拖垮前苏联而采取的一种宣传手段而已。但五角大楼声称，它没有实施，是因为存在技术缺陷。现在许多用于在“星球大战”计划中进行研究、实验的装置仍然发挥着作用。如美国白沙实验场，研究“光束飞船”（用激光代替化学燃料）的激光仍然是来源于星战计划中所使用的仪器。太空探索新构想

2005年，美国推出为期14年、耗资1040亿美元的“太空探索新构想”。该计划将载人航天探索的重点目标放在重新登陆月球，建设半永久性的月球航天基地，将来准备让宇航员登陆火星。这是美国今后10多年航天发展、特别是载人航天发展的重中之重。

为响应“太空探索新构想”，美国航空航天局宣称将研制一种可多次重复使用的新型载人航天器，用以取代航天飞机，将人送上月球和火星。这种新型航天器搭载人数多达6人，被形容为“服了兴奋剂的阿波罗”。

此外，美国的无人探测航天器以火星为重点，太阳系其他行星为辅。意在全面考察火星的地质、气候环境，为人类将来登陆火星做好知识准备。除了火星探测的2艘飞船、2台火星车之外，美国已发射新一代火星探测飞船，并计划陆续发射新的火星陆地车、火星实验室等。此外，美国的“旅行者”飞船即将飞出太阳系，“卡西尼”飞船也在考察土星系统，未来还将发射水星探测飞船。以军用卫星为重点发展应用卫星系统。除了开发下一代GPS卫星系统，为军事、交通等领域服务之外，美国还有多种军用侦察卫星、导弹预警卫星、海洋观测卫星、地球环境监测卫星、通信卫星等应用卫星系统。各种用途的军事卫星是美国卫星发展的重点，也是美国军事领域“信息优势”的一个主要支柱，而民用卫星已不是美国航天的主要领域。因此，美国特别担心其他国家发展太空军事力量，削弱它在太空获得信息、处理信息和通信联系的优势。由此可见，“泛军事化”和“泛政治化”的思维，始终在美国航天发展中有重要影响，称霸太空、实施全球攻击才是它的终极目标。

星座计划

2006年，美国宣布了新一期月球探索的“星座计划”（Project Constellation）。计划包括一系列新的航天器、运载火箭以及相关硬件，将在国际空间站补给运输以及登月等各种太空任务中使用。大多数星座计划使用的硬件都会基于航天飞机的模式，而核心部件猎户座航天器（曾称为载人探索飞行器），在很大程度上则受了阿波罗航天器的影响，使用乘员／服务舱系统。飞行运载系统包括三部分：猎户座乘员／服务舱、月球着陆舱以及地球出发站，使用的火箭包括发射无人设施的“战神5号”以及发射载人航天器的“战神1号”。系统将前所未有地同时使用地球轨道交会和月球轨道交会。

是年12月，美国国家航空航天局征询了各国业内人士后，公布了全球探索战略和美国月球构建任务初步情况。这将是实现美国重返月球愿景的两大重要工具。美国航空航天局认为，最好在月球的南极或北极附近建造太阳能动力的月球基地，为火星之旅做准备。建设月球基地的目标是，2020年前完成首次载人任务，四名宇航员将作短暂停留。载人月球任务之前，美国国家航空航天局还计划了一系列的机器人任务。

为了实现这一目标，美国国家航空航天局2007年至少获得170多亿美元的财政预算支持，比上一年增长3.2％。主要包括：航天飞机40.57亿美元、长期载人太空飞行30.58亿美元、日地计划22.1亿美元、国际空间站18.11亿美元、机器人任务16.1亿美元、太空望远镜15.09亿美元等。而同年10月，通过美国白宫科技政策办公室网站发布的解密版《美国国家航天政策》，则因强调太空军事优势而透露出更多的单边主义倾向。

新一代载人航天器“奥赖恩”

2006年8月31日，美国国家航空航天局正式宣布，选定洛克希德－马丁公司为其设计、制造名为“奥赖恩”的新一代载人航天器，送宇航员重返月球乃至登陆火星。此举也标志着美国新一阶段载人航天计划正式启动。“奥赖恩”由高科技合成材料制成，外貌与阿波罗宇宙飞船相似，但内部空间比阿波罗宇宙飞船大2.5倍，最多可容纳6名宇航员，融入了电脑、电子、生命支援、推进系统及热防护系统等领域的诸多最新技术。同航天飞机比，“奥赖恩”重量显著降低，使用成本更加低廉。它并没有机翼和尾翼，不再像航天飞机那样通过滑翔方式返回地球，而是像宇宙飞船那样通过降落伞降落，因而不需要复杂的气动外形和防热系统，可提高返回时的安全性。它将替代航天飞机的计划，成为继航天飞机计划之后美国在太空探索方面迈出的又一大步。但也有外界人士认为，“奥赖恩”不过是2.0版的阿波罗宇宙飞船。

发射时，“奥赖恩”将与火箭串联在一起，即飞行器在火箭的顶部，而不像航天飞机那样与火箭并联，所以能远离燃烧的发动机和坠落的碎片造成的危险，完全避开泡沫材料脱落的威胁。

除此之外，“奥赖恩”还设置有“逃逸塔”系统，一旦在发射时出现故障，引发燃料爆炸，可迅速将飞行器分离出去，通过降落伞安全降落。这些措施可使航天飞行事故率从以往的1／220降低为现在的1／2000，提升了安全系数。

美国国家航空航天局计划，“奥赖恩”的首次飞行将在2014年或之前，届时宇航员将乘坐它飞往国际太空站。接下来在2020年之前，将首次执行飞往月球的任务。根据计划，美国将使用“战神1号”和“战神5号”火箭分别将“奥赖恩”飞船的载人舱和服务舱先后送上地球轨道，随后，它们将在太空中进行对接。点燃发动机后，“奥赖恩”将飞往月球。在月球降落后，宇航员将在月球上工作一周，随后返回。

在实现登月后，“奥赖恩”还将飞往火星，但目前需要解决的是发动机燃料问题。“奥赖恩”目前使用的是传统的自燃式液体燃料，如果条件成熟，未来飞往火星的飞船将使用甲烷当燃料，一方面推力更大，另一方面这种燃料可以由宇航员在火星上提取制造。

美国国家航空航天局（NASA）

美国国家航空航天局（全称National Aeronautics and Space Administration，缩写为NASA，中国台湾译作美国国家航空暨太空总署，港澳译作美国太空总署），成立于1958年10月1日，是美国联邦政府的一个政府机构，负责美国的太空计划，并进行长期的民用及军用航空航天研究。其目标是“理解并保护我们赖以生存的行星；探索宇宙，找到地球外的生命；启示我们的下一代去探索宇宙”。NASA总部位于华盛顿哥伦比亚特区。成立初期，由拥有46年历史的研究机构国家航空咨询委员会的四个主要实验机构与其中80名成员改组而成。所有国防部之下非军事火箭及太空计划在总统行政命令下一起归入NASA，包括正在进行的先锋计划和探险者计划，以及美国全部科学卫星计划。原国家航空咨询委员会（NACA）的3个实验室：兰利研究实验室、刘易斯研究实验室、艾姆斯研究实验室编入NASA，更名为兰利研究中心、刘易斯研究中心、艾姆斯研究中心。爱德华空军基地的飞行试验室改名为飞行研究中心，海军研究实验室有关先锋计划的部分划归NASA，在马里兰州组建了戈达德航天飞行研究中心。1960年6月接管冯·布劳恩领导的陆军弹道导弹局，在亨茨维尔组建马歇尔航天飞行中心，负责大型运载火箭的研究计划。尔后NASA还相继调整、组建了肯尼迪航天中心、约翰逊航天中心、太空飞行器中心。NASA已成为世界上所有航天和人类太空探险的先锋。

作为世界上最大的民用航天机构，NASA每年年度预算多达160多亿美元，对发展美国的航空航天事业起了重大作用。它所从事的研究领域十分广泛，包括航空学研究及探索，空间科学（太阳系探索、火星探索、月球探索、宇宙结构和环境），地球学研究（地球系统学、地球学的应用），生物物理研究，航空学（航空技术），并承担一定的培训计划。其在航空方面的研究课题主要有超声速技术、飞机节能技术等；在航天方面主要配合几个大型工程，如阿波罗工程、天空实验室、航天飞机等开展研究。它通过科研课题、合同、计划等形式与国防部、高等院校、工业企业的研究机构保持密切的关系。它下辖的研究中心和实验室有十几个，如戈达德航天中心、肯尼迪航天中心、喷气推进实验室等。但科研工作80％以上委托局外各单位进行处理。研究成果以NASA出版物形式发表。出版物有《技术报告》、《技术札记》、《合同户报告》、《技术备忘录》、《技术译文》、《特殊出版物》等。20世纪70年代以来，航天飞机计划一直都是NASA的重头戏。但在1986年和2003年的两次重大事故中，两架航天飞机被毁，导致14位航天员死亡。其中，1986年失事的“挑战者号”是一架用替换零件拼凑的航天飞机。而2003年的“哥伦比亚号”则造成美国国内对航天飞机未来的信心大减。NASA不再考虑建造新的航天飞机，而是转而研发新的替代计划。2004年，美国政府提出了代替航天飞机的乘员探测飞行器计划，以允许NASA再次将宇航员送至月球。

漫步月球第一人：阿姆斯特朗

自古以来，我国一直流传着“嫦娥奔月”的神话故事，它生动地表达了人类飞向太空的美好愿望。1969年7月20日22时56分，作为“阿波罗11号”飞船的指令长，阿姆斯特朗身穿笨重的宇航服在月球那荒凉而沉寂的土地上印下了人类第一个脚印，将这个神话变成了现实。从小痴迷飞行

阿姆斯特朗，1930年8月5日出生于美国俄亥俄州。童年时，他就十分喜欢飞机模型。所以经常在放学后去面包房打工，用挣来的钱买航模材料，然后亲手制作。

14岁时，飞机模型已经不能满足阿姆斯特朗对飞行的渴望了，他渴望驾驶真正的飞机在蓝天翱翔。为了实现自己的理想，他每天放学后都去一家药店打工，报酬是每小时40美分。他拼命努力工作，为的就是到离家五千米的一家飞行训练所学习飞行技术。飞行训练的费用是9美元，所以他一攒够9美元就去训练一小时。功夫不负苦心人，到他16岁时，终于梦想成真，拿到了飞机驾驶证。

朝鲜战争爆发后，阿姆斯特朗作为海军飞行员参战。在一次战斗中，他的机翼被切去一段，几乎没有飞行员在这种情况下还能控制飞机的平衡，但阿姆斯特朗凭借过人的技术和勇气跳伞归队，化险为夷，这一事件一时间在军中传为美谈。

朝鲜战争结束后，阿姆斯特朗重返学校学习，并获得了航空工学学士学位。1955年，他又前往加利福尼亚州做试飞员。此后，他又成为X－15火箭飞机驾驶员，并驾驶X－15火箭飞机创造了飞行高度和速度的记录。1962年，阿姆斯特朗加入美国国家航空航天局（NASA），成为在NASA受训的九位宇航员小组的一员。执行“水星6号”任务

1962年2月20日，美国“水星6号”载人飞船成功绕地球飞行三周。得知这一消息后，阿姆斯特朗报名参加了1962年第二期宇航员的公开考试。被录取后，他成为美国航空航天总署（NASA）的一员。之后，阿姆斯特朗进行了长达4年的宇航员强化训练。在理论上，他必须在天文学、物理学、地质学和太空机械学等方面达到相当于硕士的理论水平；而在实际操作方面，他不仅要学会驾驶性能复杂的宇宙飞船，还要熟悉修理和排除故障的技术。

1966年3月16日，“大力神2号”运载火箭发射起飞，将“双子星座8号”飞船送往太空，阿姆斯特朗开始了自己的第一次太空之旅。他和斯科特上尉一起执行这次任务，并奉命担任指令长。在这次历时10个多小时的飞行过程中，他们第一次实现了载人飞船与不载人飞行器之间的对接。

在这次飞行中，阿姆斯特朗又一次表现出超越常人的勇敢和机智，当飞船与飞行器进行对接时，飞船上的一个推力器发生故障，引起联合飞船体自旋，阿姆斯特朗果断决定，迅速脱离对接，使飞船紧急降落在太平洋上，避免了一次严重事故的发生。飞向月球之旅

1969年3月，美国国家航空航天局决定在7月16日美国独立周年

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