許多航天歷史學(xué)家看來，NASA蘭利研究中心對“阿波羅”計劃最重要的貢獻就是提出了“月球軌道交會（LOR）”的概念。蘭利研究中心幾個信念非常堅定的研究員用智慧創(chuàng)造了這一概念，其基本前提是發(fā)射一個強有力的火箭搭載三艘組合起來的航天飛船。

圖為“阿波羅”登月艙與指揮艙正在月球軌道上進行交會。如果月球軌道上的交會失敗，那么宇航員的距離就會因太遠(yuǎn)而無法施救。背景中的深色區(qū)域是史密斯海，地球正在月球的地平線上冉冉升起。

航天員埃德溫·奧爾德林、尼爾·阿姆斯特朗和邁克爾·柯林斯被當(dāng)選為“阿波羅”11號月球登陸任務(wù)的首要機組人員。

1969年7月20日，登月艙——“鷹”號飛船搭載“阿波羅”11號航天員尼爾·阿姆斯特朗和埃德溫·奧爾德林小心翼翼地飛向靜海，使兩人首次在月球登陸。從那時起，已有整整四十六年了。

來自不同地區(qū)的數(shù)千人和多個組織在這“人類的一大步”中起到了關(guān)鍵的作用。1961年5月，肯尼迪總統(tǒng)在國會的講話中宣布了美國挑戰(zhàn)月球的決心：“這并不是一個人登上月球的問題，這將關(guān)系到整個國家，因為要想把他放到月球上，我們大家都必須付出努力?！?/p>

一個機構(gòu)有幸參與了登月計劃，在實現(xiàn)登月目標(biāo)的過程中貢獻很大，那就是位于弗吉尼亞州漢普頓市的NASA蘭利研究中心，這里是美國最早的民用航空實驗室，是空間特遣大隊所在地，這支特遣大隊構(gòu)思和指導(dǎo)了美國首個載人航天計劃——水星計劃。

NASA蘭利研究中心幫助證實了許多基本原理，確定了許多航天任務(wù)概念，這些對于“阿波羅”計劃來說都是最重要的。在實驗室風(fēng)洞的特有復(fù)雜環(huán)境中，研究人員研究了“土星—阿波羅”發(fā)射構(gòu)造的空氣動力完整性以及“阿波羅”號指揮艙重新回到地球大氣時的氣動加熱問題。蘭利研究中心的工作人員和測試設(shè)備在訓(xùn)練計劃中也起到了主要作用，這些對于NASA航天員在月球登陸以及在月球表面行走都是必要的。

然而，在許多航天歷史學(xué)家看來，蘭利研究中心對“阿波羅”計劃最重要的貢獻就是提出了“月球軌道交會（LOR）”的概念。

1961年，約翰·F·肯尼迪總統(tǒng)決定在六十年代結(jié)束之前讓人類在月球上登陸，這意味著NASA不得不迅速采取行動，找出完成月球之行的最佳辦法。NASA對三個可供選擇的方案進行了認(rèn)真考慮：最初是直接升空；然后是地球軌道交會（EOR）；最終是一個出乎意料的候選方案——月球軌道交會（LOR）。

從根本上來講，直接升空是科幻小說和好萊塢電影中描繪的方案。一艘巨大的火箭猶如一艘戰(zhàn)艦?zāi)敲创螅瑥街钡匕l(fā)往月球、著陸、然后直接從月球表面回到地球。整個行程就像一次包車游，從甲點到乙點，然后又乘坐同一輛車回到A點。

在NASA內(nèi)部，對直接升空方案有著強烈的抵觸情緒，這在很大程度上是因為該方案意味著要研發(fā)一個被稱為“新星”的巨大助推器，它不得不攜帶所有必需的燃料起飛，脫離地球的引力，通過制動克服月球引力障礙，還要脫離月球的引力，然后再通過制動進入地球的引力范圍……然而，在工程師們做過計算之后，NASA認(rèn)識到制造一個如此大型火箭的方案顯然是不現(xiàn)實的，特別是要想在肯尼迪總統(tǒng)預(yù)定的時間左右完成更是不現(xiàn)實——研發(fā)一個那么龐大的火箭所花費的時間將會太長，花費的資金量也太大。

在蘭利研究中心的風(fēng)洞中，NASA對影響“土星-阿波羅”號火箭的空氣動力展開了廣泛的研究。在那里，研究人員研究了風(fēng)對“土星I” 號和逃逸塔的影響。

直接升空方案終止了，就開始對第二個方案進行嚴(yán)格的評估：地球軌道交會（EOR）。EOR的主要觀念是：利用當(dāng)時正在研發(fā)的“土星”號高級火箭分別將兩個船艙送往太空；然后使這兩個船艙在地球軌道上交會、對接；在連接起來的船艙中組裝一輛月球任務(wù)飛船，為其提供燃料，再使之與船艙分離；然后乘坐這艘加固的飛船繼續(xù)前進，就像直飛模式中那樣到月球，再回到地球軌道。EOR的好處是，所需要的火箭不用那么強大，而且這種火箭當(dāng)時也已經(jīng)快要開發(fā)出來了。

在NASA內(nèi)部，對EOR有著強烈的支持，特別是那些科學(xué)家認(rèn)識到，選擇EOR作為“阿波羅”任務(wù)的行動模式意味著需要建立一個實質(zhì)上的空間站結(jié)構(gòu)，使其成為地球軌道上的平臺。除了“阿波羅”任務(wù)之外，這樣的平臺還有很多其他科學(xué)上和非科學(xué)上的用途。出于這個原因，像阿拉巴馬州亨茨維爾市NASA馬歇爾太空飛行中心的沃納·馮·布勞恩博士及其同事們，就是建立空間站的支持者，他們也贊成EOR。

最終，NASA沒有選擇前兩個方案中的任何一個，而是選擇了第三個方案：月球軌道交會。

約翰·C·霍博爾特博士解釋說：在許多歷史學(xué)家看來，美國要在十年之內(nèi)設(shè)法進行人類的首次地外之行，在眾多可供選擇的方案中，月球軌道交會的概念是最重要的。

蘭利研究中心幾個信念非常堅定的研究員用智慧創(chuàng)造了這個概念，他們自從1959年開始對這個方案進行實驗。LOR的基本前提是發(fā)射一個強有力的三級火箭，將三艘組合起來的航天飛船送進地球軌道。

組合飛船包括：第一，一個母飛船，或稱為指揮艙；第二，一個服務(wù)艙，其中包含燃料電池、形態(tài)控制系統(tǒng)和主推進系統(tǒng)；第三，一個小型月球著陸器，或者叫做登月艙。一旦進入地球軌道，火箭的最后一級開始點火，將帶有三名機組人員的“阿波羅”號飛船送進月球的飛行軌道。到達月球軌道之后，兩個機組人員將穿上航天服，爬進登月艙中，然后與母飛船分離，下行至月球表面。第三個機組人員將留在指揮艙中，在寂寞的月球軌道上保持著清醒狀態(tài)。如果一切順利，登月艙的上半截將會利用所配備的上升引擎回升，重新跟指揮艙對接，然后將著陸器丟棄到暗淡無邊的太空中，或者使之撞擊到月球上，就像后來執(zhí)行“阿波羅”航天任務(wù)做地震實驗時那樣，最后三名航天員乘坐指揮飛船就可以返回地球了。

德國研究火箭的先驅(qū)赫爾曼·奧伯特早在1923年就提出了LOR概念的基本原理，但是直到1959年蘭利研究中心的兩個獨立研究小組才認(rèn)識到LOR概念從根本上具有重要性。當(dāng)時，人造衛(wèi)星剛剛上天，NASA剛剛創(chuàng)立不久，那兩個研究小組開始悄悄地思考LOR是否會有助于實現(xiàn)美國處于萌芽狀態(tài)的太空計劃。

其中一個小組是月球任務(wù)導(dǎo)航組，由理論力學(xué)部主任克林頓·E·布朗擔(dān)任組長；另一個小組是交會研究委員會，由動力負(fù)載部副主任約翰·C·霍博爾特?fù)?dān)任委員會主任。這兩個小組起初是獨立搞研究的，后來兩個小組集思廣益，導(dǎo)致對兩個不同的主題進行了深入分析：第一，月球之行的力學(xué)原理；第二，在地球軌道空間站的運行中進行交會所起到的作用。后來，將兩項分析結(jié)合到一起的想法，使蘭利研究中心的研究小組中幾個富有創(chuàng)見的人開始考慮LOR為載人登月任務(wù)可能帶來的優(yōu)勢。

LOR的基本前提是發(fā)射一個強有力的火箭（“土星V”號），將三艘組合起來的航天飛船送進地球軌道。連同“阿波羅”號航天飛機，“土星V”號高達363英尺。圖為1969年7月16日“阿波羅”11號航天飛機的發(fā)射現(xiàn)場，那是第一次執(zhí)行載人登月任務(wù)。

在這些相關(guān)研究中，最早的一項研究是由威廉·H·小邁克爾撰寫的一篇非常簡短的論文，他研究了在執(zhí)行著陸任務(wù)期間讓返回地球的飛船推進部分停留在月球軌道上的益處。根據(jù)1959年小邁克爾這篇沒有發(fā)表的論文：主要益處就是小型月球著陸器具有重力優(yōu)勢，需要較少的燃料；主要問題是涉及到跟停留在軌道上的組件進行交會，具有復(fù)雜性。

1960年12月，執(zhí)行LOR任務(wù)的不同概念構(gòu)思出來之后，蘭利研究中心包括拉爾夫·W·斯通、克林頓·E·布朗、約翰·E·伯德和霍博爾特等在內(nèi)的幾位研究人員將他們的概念正式提交給即將上任的NASA副局長羅伯特·C·西曼斯博士。盡管當(dāng)時西曼斯對這些概念的印象似乎非常深刻，但是在接下來的一段時間里，除蘭利研究中心之外，LOR概念在NASA下屬的其他各部門中仍然處于某種孤立的地位。

動圖

登月任務(wù)的分階段概況圖

20個月之后的1962年7月11日，經(jīng)過多次技術(shù)辯論和內(nèi)部競爭之后，西曼斯和NASA的詹姆斯·E·韋布局長在華盛頓NASA總部舉行的一次新聞發(fā)布會上宣布道：月球軌道交會被選為第一次載人登月的首要任務(wù)模式。在NASA對“阿波羅”號航天任務(wù)可能采取的模式進行深入評估期間，LOR曾遭到強烈的反對。因此，當(dāng)時做出這樣的選擇似乎是不太可能的。

一旦進入地球軌道，“土星”號火箭的最后一級將“阿波羅”號太空飛船及搭載的三名機組人員送進月球的飛行軌道上。

一旦進入月球軌道，兩名機組人員穿上航天服，爬進登月艙中，然后與母飛船分離，向下飛行至月球表面。

當(dāng)蘭利研究中心的工程師們首次提出月球軌道交會概念的時候，NASA曾經(jīng)拒絕接受，理由是太復(fù)雜，風(fēng)險太大。LOR的批評者們覺得，如果“阿波羅”計劃必須包含交會的話，那么交會應(yīng)該只能在地球軌道上進行；如果交會失敗，通過降低飛船的軌道仍然可以將受到威脅的航天員們帶回地球。但是，如果在月球軌道上交會失敗，那么航天員們的距離就太遠(yuǎn)了，無從獲救，無計可施。

現(xiàn)在回想起來，我們知道，比起其他兩個選擇方案，LOR擁有好幾個優(yōu)勢：它需要的燃料更少，只有一半的有效載荷；跟其他兩個方案相比，它需要的全新技術(shù)更少；不需要極其龐大的“新星”號火箭；只需要從地球發(fā)射一次，而EOR則需要發(fā)射兩次；只需要使小型輕便的登月艙在月球上登陸，而不需要使整個飛船登陸。這些或許是LOR的主要優(yōu)勢。著陸器使用之后是要丟棄的，無需使其返回地球，因此NASA可以專門設(shè)計登月艙，使其適合在月球環(huán)境中飛行，適合在月球上進行軟著陸。實際上，LOR美妙之處在于，它意味著NASA可以專門獨立設(shè)計“阿波羅”號太空飛船上的所有飛行艙。

1969年7月20日，第二個登上月球的人巴茲·奧爾德林從登月艙中下來。奧爾德林和航天員尼爾·阿姆斯特朗在月球上行走花了兩小時20分鐘。小型輕便的登月艙是LOR概念的一個主要優(yōu)勢，因為它無需返回地球。

但是早在1962年時，所有這些優(yōu)勢都是理論上的。另一方面，美國航天員可能會被丟在月球軌道上死去，這種擔(dān)心也是確確實實存在的。這種擔(dān)心就像幽靈一般，困擾著那些負(fù)責(zé)實施“阿波羅”計劃的人們，阻礙著他們?nèi)崿F(xiàn)夢想，同時也為NASA對月球軌道交會概念進行客觀評價帶來了極大的困難。

圖中顯示的是登月艙的上升階段（上面的部分），是靠上升引擎將登月艙送回月球軌道，跟仍在軌道上運行的指揮艙交會。交會的成功靠的是蘭利研究中心有能力對航天員進行訓(xùn)練，使航天員們掌握了乘著登月艙在月球表面著陸、上升階段回到軌道與母艙對接等技術(shù)。

1961年年底和1962年年初，NASA召集了幾個內(nèi)部工作組，幫助為“阿波羅”計劃選擇任務(wù)執(zhí)行模式。其中一個工作組是倫丁委員會，負(fù)責(zé)評估直接升空方案；另一個工作組是希頓委員會，負(fù)責(zé)研究地球軌道交會的可行性。但是，沒有任何委員會來調(diào)研LOR。只有一個研究小組——倫丁委員會，想聽一聽關(guān)于月球軌道交會的情況，而且在最終的報告中，LOR遠(yuǎn)遠(yuǎn)地落在EOR方案和直接升空方案之后，成為第三個可供選擇的方案。

然而，蘭利研究中心至少有一位信念堅定的工程師——約翰·霍博爾特博士，他不會讓有關(guān)人員忽視LOR的優(yōu)勢。作為月球任務(wù)導(dǎo)航組的成員之一，霍博爾特自從1959年開始一直在研究太空交會的各個技術(shù)環(huán)節(jié)，而且跟蘭利研究中心的幾個其他工程師一樣，他相信：要想在六十年代結(jié)束之前登月，LOR不僅是最可行的方案，而且也是唯一的方案。他通過各種場合向NASA匯報他的發(fā)現(xiàn)，可是他強烈地感覺到，聽他發(fā)言的內(nèi)部工作組正在按照隨意制定的“基本規(guī)則”行事。據(jù)霍博爾特說，這些基本規(guī)則限制了NASA對登月任務(wù)的思考，致使LOR還沒有得到公平的考慮就被排除在外。

月球軌道交會要求在月球軌道上將登月艙和指揮艙對接。航天員們利用蘭利研究中心的交會與對接模擬器練習(xí)執(zhí)行這項復(fù)雜的任務(wù)——將太空飛船分分合合，以掌握對接技術(shù)?，F(xiàn)在，交會與對接模擬器已成為國家歷史的標(biāo)志性文物（見上圖）。

1961年11月，霍博爾特邁出了大膽的一步，他采用非正規(guī)渠道解決問題——直接給副局長西曼斯寫私信，信文長達9頁?；舨柼貙OR遭到排斥表示抗議：“這有些像曠野中的呼喊——沒人理會?！边@位蘭利研究中心的工程師問道：“我們是否還想登上月球？”“為什么‘新星號火箭那么笨重的東西都能夠接受？這個有關(guān)交會的方案要現(xiàn)實得多，為什么還會遭到排斥、還要處于防守的地位？我充分認(rèn)識到，以這種方式與您聯(lián)系確實是有點不正規(guī)?！被舨柼靥寡缘溃暗沁@些迫在眉睫的問題對于我們大家來說是足夠重要的，利用非正規(guī)渠道進行聯(lián)系是有道理的?！?

兩周之后，西曼斯回復(fù)了霍博爾特的那封非同尋常的信件。這位副局長同意霍博爾特的意見，他表示：“如果我們合格的工作人員過度地受到約束性指導(dǎo)原則的限制，這對于我們的組織和我們的國家都是極為有害的?！彼蚧舨柼乇ＷC，從那以后NASA要給予LOR更多的關(guān)注。

一回到地球軌道上，指揮艙與服務(wù)艙分離，指揮艙以每小時25，000英里的速度進入地球的大氣層。

在接下來的幾個月里，NASA就是按照西曼斯的說法去做的，讓該管理局內(nèi)外許多人感到吃驚的是，出人意料的候選方案——LOR很快處于領(lǐng)先地位。幾個因素決定了情況朝著有利于LOR的方向發(fā)展：首先，由于研發(fā)巨型“新星”火箭所耗費的時間長、資金大，人們越來越清醒地認(rèn)識了直接升空的概念；其次，該如何使地球軌道交會所需要的相對大型的太空飛船也能夠在月球環(huán)境中行進軟著陸呢？人們對這方面的技術(shù)越來越感到擔(dān)憂。就像一位改變了主意的NASA工程師所解釋的那樣：“就是盯著看著陸器下降到月球，也沒有真正地帶來一個令人滿意的解決方案。LOR最絕妙之處是，我們可以建造一輛獨立的著陸車?！?/p>

首個沖出自己的陣營支持LOR的主要研究小組是羅伯特·吉爾魯思的太空任務(wù)小組，該小組當(dāng)時還在蘭利，但是不久后就搬到了休斯頓；第二個站到這邊來的小組是亨茨維爾市馮·布勞恩的團隊。當(dāng)時，這兩個富有實力的研究小組發(fā)生了轉(zhuǎn)變，還有蘭利研究中心最初那些信念非常堅定的人，他們共同說服了NASA總部的關(guān)鍵官員，尤其是說服了局長詹姆斯·韋布，使他們相信在1969年之前登上月球的唯一方案就是LOR，而之前韋布一直是支持直接升空的。NASA內(nèi)部的關(guān)鍵人物紛紛支持LOR概念，韋布于1962年7月也開始贊同LOR，他甚至是在肯尼迪總統(tǒng)的科學(xué)顧問杰羅姆·威斯納仍然堅決反對LOR的情況下，開始贊同LOR的。

動圖

對于脫離月球軌道到地球的系列行動，邁克爾·柯林斯稱之為：“讓我們離開這里，我們可不想成為月球的一顆永久的衛(wèi)星！”

若是沒有NASA蘭利研究中心霍博爾特及其同事們的研究信息、沒有他們的奉獻及一腔熱忱，那么NASA對LOR的選擇是在1962年夏天還是會在更晚的時候呢？那就一個留給歷史去推測的問題了。然而，NASA蘭利研究中心的研究人員所做出的基礎(chǔ)貢獻是無可爭辯的，他們是NASA第一批認(rèn)識到LOR概念具有根本優(yōu)勢的人，而且在20世紀(jì)60年代初的關(guān)鍵時期中，他們也是NASA內(nèi)部唯一一批支持這個概念并為之奮斗的人。

致使“阿波羅”計劃最終成功的因素有很多，但是沒有任何一個因素比月球軌道交會概念更重要。如果NASA沒有采取這個少數(shù)人所堅持的意見，我們?nèi)匀豢赡軙巧显虑?，但幾乎可以肯定的是，在那個年代即將結(jié)束的時候是無法完成的，肯尼迪總統(tǒng)是不能如愿的。