2．人类的一大步：太空探索的半个世纪

得到最初成功的鼓舞，也是为了在冷战环境下显示国力，压制对手气焰，美苏在20世纪中叶展开了前所未有的太空竞赛。一个又一个千古梦想被实现，一个又一个太空目标被征服，人类的太空事业似乎一片光明。

1965年3月18日，苏联宇航员列昂诺夫实现人类第一次太空行走。

1969年7月20日，美国宇航员登月成功。

1971年4月19日，苏联发射了第一座载人空间站“礼炮1号”。

1981年4月12日，美国第一架航天飞机“哥伦比亚”号发射成功。

至此，人类飞向太空的尝试，可以说已取得了完全的成功。人类正式进入利用和征服太空的时代。但是，这个时代却没有遵照科幻作品所开列的时间表那样迅速发展。直到目前，人类仍然在地球这个摇篮中苦苦挣扎。

伟大的工程：“阿波罗”登月行动

“阿波罗”载人登月计划始于1961年5月，1969年7月20至21日首次登月。此后，美国又相继6次发射“阿波罗”登月飞船，其中5次成功，共计有12名宇航员登上月球。到1972年12月结束，整个计划历时约11年，耗资250多亿美元。高峰时期参加该计划的有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，这是20世纪人类最宏伟的工程之一。

为进行载人登月，美国实施了4个辅助计划：1961—1965年首先发射9个“徘徊者”月球轨道器，以了解月面着陆的可能性；1966—1968年发射5个“勘探者”月球着陆器，了解月球土壤的理化特性；1966—1967年发射3个“月球轨道环行器”，对40多个预选着陆地点进行详细观测，选出10个登月点；1965—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。

在这些预备工作之外，为了实施“阿波罗”计划，美国专门研制了运载力为127吨的低轨道大推力“土星5号”运载火箭。

研制“阿波罗”飞船是计划的“重头戏”。飞船的指挥舱是宇航员生活和工作的地方，也是控制中心；服务舱装有主发动机等系统；登月舱分为下降级和上升级两部分。

首次载人登月由“阿波罗11号”飞船完成。当时飞船上共有3人。飞船在低轨道与“土星5号”火箭第三级分离，沿过渡轨道飞行2天，接近月球，此时飞船服务舱的主发动机减速，使飞船进入环月轨道。接着，两名宇航员进入登月舱，驾驶登月舱与飞船分离。飞船指挥舱内的另一名宇航员继续驾驶飞船绕月球轨道飞行。登月舱在月面着陆后，登月的宇航员采集了22千克的岩石和土壤样品，展开了太阳能电池阵，安装了月震仪。任务完成后，他们乘登月舱的上升级返回月球轨道，与飞船对接，安全返回地球。

“阿波罗11号”在月球上降落的画面，通过电视对全球进行了转播，数以亿计的人们有幸目睹了这一历史的创举。从此，登上其他星球不再是科幻小说的胡思乱想，越来越多的青少年决心加入征服外星球的队伍之中。

1969年11月至1972年12月，美国又陆续发射了“阿波罗12号”至“阿波罗17号”飞船，其中除“阿波罗13号”因故未能登月外，另五艘飞船均成功登月。“阿波罗15号”至“阿波罗17号”的宇航员还驾月球车在月面活动，并采集了岩石标本。宇航员一共带回来400千克月岩样品。科学家在仅仅3米长的月球岩芯中，发现月岩多达57层，每一层代表一次陨石冲击；科学家还测量了月球内部发出的热流……

迟缓的脚步：比金子还贵重的飞船

科幻小说家设想中的21世纪初太空开发，远远超过了现在真正达到的水准。小说家的设想从技术上来说几乎都是可行的，那么究竟是什么原因阻碍了人类航天事业的发展呢？

最大的制约因素，说穿了只有一个字：钱。

宇航是高投入的科技活动，截止目前，所有的航天器都造价昂贵。“阿波罗”计划花费250多亿美元，动员了超过30万人参与。第一架航天飞机“哥伦比亚”号的目的是节省费用，但该计划的实际花费达到了天文数字的100亿美元。火箭类航天运载器多数为一次性使用，花费巨资建造的运载装置使用一次就彻底报废，对资金和各种资源都是巨大的浪费。即使设计作为“多次使用”的“低价”运载器航天飞机，由于设计和应用中的诸多问题，运载进入近地轨道的每千克费用仍然过高。

第一个进入航天器太空旅游的美国富翁蒂托，总花费为2000万美元。如以他的体重加上必需品总计100千克计算，商业运载每千克重量到近地轨道漫游数天，竟然要花费20万美元。这个数字不仅普通工薪阶层绝对无法接受，就连国力稍差一点的国家，也是无力承受的。这就决定了航天事业只能由世界上少数几个强国来发展。

然而，由于历史原因，这些国家的航天项目并不是互助和互补的，更多地表现为互相竞争、互相重复。追究其根本，一方面是冷战时期两大阵营的全面对立，另一方面也由于太空本身具有巨大的军事潜力。这种状态非常不利于太空探索的深入。最后，由于各国政府对航天的投入远少于军备竞赛的投入，太空作为人类可以自由来往的疆域尚需时日。虽然国际联合开发太空的趋势已经逐渐明朗，或者我们可以期待一个太空事业大发展的未来，但从国际空间站的经历来看，这种合作的效率还太低。相当一个时期内，恐怕仍然只能指望各国自己的努力。

航天器进入地球轨道目前主要依靠化学火箭发射。除一次性使用的火箭外，还有一种曾经被广泛应用的运载工具就是航天飞机。20世纪60年代发展起来的载人宇宙飞船虽然在突破载人航天技术中起到了重大作用，在载人登月中立下了不朽功勋，但在实际飞行中还存在着多方面的不足：飞行时加速度太大，常人难以忍受；着陆时不好控制，返回点偏离预定着陆点往往有十几甚至几十千米，给着陆区的选择和着陆安全都带来较大困难；飞船在返回大气层时，座舱外面的防热层大部分被烧毁。因此，一艘载人飞船飞行一次就报废了，不能重复使用，其使用费十分高昂。

为此，美国在20世纪60年代末开展了航天飞机的方案研究。1972年，当苏联将载人航天的重点转向空间站时，尼克松总统批准了美国国家航空航天局（NASA）提出的研制航天飞机计划。航天飞机既不同于一般的运载火箭，也不同于通常的载人飞船。它是一种能够部分重复使用的，并且可在太空与地球之间来回往返的新型航天器。它起飞时像火箭，靠强大的推力垂直发射；进入轨道后似卫星或飞船，在地球轨道上持续运行；返回地球时又仿佛飞机，更准确地说像滑翔机，水平着陆，可以在一定范围内选择着陆场。在功能上，它同时集成了运载火箭和载人飞船的特点，既可以将卫星、科研设备等有效载荷送上太空预定轨道，又能在绕地运行过程中从事观察、科研、生产、修理等各项太空业务。设计专家的良好愿望，是要这种航天器集中火箭、卫星和飞机的优点，尽力克服它们的不足，成为较理想的太空交通工具。

美国经过十几年努力，耗费200多亿美元，先后研制了样机“企业”号以及“哥伦比亚号”“挑战者号”“发现号”“亚特兰蒂斯号”和“奋进号”五架实用航天飞机。其中，“挑战者号”在发射升空时因助推器故障失事；“哥伦比亚号”在完成任务，返回地球过程中解体。到“哥伦比亚”号失事为止，各架航天飞机已先后升空执行了100多次飞行任务，每次能把20多吨有效载荷（卫星、太空设备、油料、食品等）送入地球近地轨道，也可从太空近地轨道带着10多吨的货物（回收的卫星和太空产品等）返回地面，而且一次能在轨道上逗留10～15天，“奋进号”最长的一次在轨时间达到了28天。

航天飞机的用途很广，机组人员能像在飞船上一样从事卫星的发射、回收、调整、修理和加注燃料等各项业务。1993年12月2日至13日，“奋进号”航天飞机还执行了一次被认为是自“阿波罗号”登月以来最艰难的太空飞行：前往太空检修“哈勃”望远镜。为执行这次任务，美国国家航空航天局对精选的7名机组成员进行了长达一年多的专门培训，其中有4人还在可模拟太空失重状态的水下演练过400多个小时。即便如此，宇航员用可以承受得起每平方厘米2.8牛顿压力的多层手套在太空修复“哈勃”时，每完成一个细小动作也都是非常艰难的。他们经过了一个星期才完成了工作。

据统计，仅仅在1981年4月12日“哥伦比亚号”航天飞机首次升空到1991年4月11日“亚特兰蒂斯号”顺利返回地面这10年之间，航天飞机就执行了39次累计总飞行距离达1.5亿千米的飞行任务，几乎相当于从地球飞到了太阳。参加这些任务的宇航员共有122人，199人次，其中有12名女宇航员。这些宇航员在轨道上停留的时间累计虽然只有230天，却进行了包括“星球大战”有关项目在内的大量科学实验，向深空发射了“麦哲伦”“伽利略”和“尤利西斯”探测器，还释放了“哈勃”太空望远镜和46颗（其中6颗失败）总重达544吨的各类卫星。利用航天飞机送入太空的物质总重达4536吨，占当时全世界送入太空物质总量的40%，而发射次数仅占全世界总发射次数的4%。这些数字从一个侧面表明了航天飞机在航天中的重要作用。

但非常遗憾的是，由于航天飞机仅能实现部分重复使用，可重复部分的发射寿命也十分有限，这使得航天飞机的造价和维护过于昂贵，美国终于在2011年停止使用航天飞机。美国30年航天飞机时代宣告结束。对此伤感的公众，甚至发出了“太空时代终结”的叹息。