'“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍'

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“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

許多人都知道“阿波羅”是上世紀美蘇太空競賽時,美國登月項目的代號。也記得“阿波羅11號”是人類第一次登上月球,“阿波羅13號”是不幸中的萬幸。不過“阿波羅8號”的故事似乎沒有多少人知道,這有點可惜。

要知道,在“到達月球”之前,必須先“離開地球”,而人類首次離開地球軌道(不是地球)飛向其他天體的記錄,就是“阿波羅8號”開創的。不可思議的是,這驚人的一躍,竟然是為了應對太空競賽的節奏的匆忙之舉。即便是尊重科學和工程的NASA,也不能豁免政治的壓力。

不過,NASA終於做到了,而且安全、成功做到了。他們是怎麼做的?如果你對這個故事有興趣,歡迎閱讀。

1968年8月8日,正在卡納維拉爾角訓練的宇航員Frank Borman忽然接到休斯頓的電話。打電話的人是George Low,當時是阿波羅飛船項目辦公室(Apollo Spacecraft Program Office, ASPO)的經理。在電話中,Low讓Borman火速趕回肯尼迪航天中心,有重要事情要商量。

“莫非又有事故發生了?”

之前,Borman已經有過一次這樣的經歷,那是1967年1月27日“阿波羅1號”的火災悲劇(可以參考我之前寫的《加班越狠,出成績就越多嗎?在NASA,這叫做Go Fever》)。5分鐘內,3名宇航員全部死亡,此事震動的不僅是整個NASA,而是整個國家。三名宇航員中,Borman最熟悉的是Ed White,美國太空行走第一人(如今我們還不時可以看到Ed White太空行走的錄影)。

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“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

許多人都知道“阿波羅”是上世紀美蘇太空競賽時,美國登月項目的代號。也記得“阿波羅11號”是人類第一次登上月球,“阿波羅13號”是不幸中的萬幸。不過“阿波羅8號”的故事似乎沒有多少人知道,這有點可惜。

要知道,在“到達月球”之前,必須先“離開地球”,而人類首次離開地球軌道(不是地球)飛向其他天體的記錄,就是“阿波羅8號”開創的。不可思議的是,這驚人的一躍,竟然是為了應對太空競賽的節奏的匆忙之舉。即便是尊重科學和工程的NASA,也不能豁免政治的壓力。

不過,NASA終於做到了,而且安全、成功做到了。他們是怎麼做的?如果你對這個故事有興趣,歡迎閱讀。

1968年8月8日,正在卡納維拉爾角訓練的宇航員Frank Borman忽然接到休斯頓的電話。打電話的人是George Low,當時是阿波羅飛船項目辦公室(Apollo Spacecraft Program Office, ASPO)的經理。在電話中,Low讓Borman火速趕回肯尼迪航天中心,有重要事情要商量。

“莫非又有事故發生了?”

之前,Borman已經有過一次這樣的經歷,那是1967年1月27日“阿波羅1號”的火災悲劇(可以參考我之前寫的《加班越狠,出成績就越多嗎?在NASA,這叫做Go Fever》)。5分鐘內,3名宇航員全部死亡,此事震動的不僅是整個NASA,而是整個國家。三名宇航員中,Borman最熟悉的是Ed White,美國太空行走第一人(如今我們還不時可以看到Ed White太空行走的錄影)。

“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

Ed White的太空行走

後來Borman得知,政府打算為三名宇航員舉行隆重的葬禮,把他們安葬在阿靈頓國家公墓——“這是華盛頓的決定”。但是Borman不同意:

我才不管是哪個該死的做的決定,Ed告訴過我,如果他不幸死去,他希望被安葬在西點軍校。如果你們不這麼做,我要去找約翰遜總統。你們這幫傢伙最好別自找麻煩。

結果四天之後,Ed White如願被安葬在西點軍校。

現在,Borman希望悲劇不要再來一次。還好,這次來的不是悲劇,卻是兩條消息和一個問題:

第一,恭喜你,你們小組被選中執行本年底的“阿波羅8號”任務;第二,中情局的情報顯示,俄國人的登月計劃正在緊張進行,他們計劃在今年底之前完成繞月球飛行。所以,我們打算改變“阿波羅8號”的原定飛行計劃,從繞地球飛行變為去月球;Borman,你打算去月球嗎?

如果第一條算是好消息,第二條就很難說好壞了。NASA確實有自己的登月計劃,而且NASA的工作一貫是步步為營的。即便距離肯尼迪的著名許諾——“在十年內把人類送上月球,再帶回來”——越來越近,NASA的計劃也是細緻謹慎的,不怕發射次數多,就怕冒進出事故。


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“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

許多人都知道“阿波羅”是上世紀美蘇太空競賽時,美國登月項目的代號。也記得“阿波羅11號”是人類第一次登上月球,“阿波羅13號”是不幸中的萬幸。不過“阿波羅8號”的故事似乎沒有多少人知道,這有點可惜。

要知道,在“到達月球”之前,必須先“離開地球”,而人類首次離開地球軌道(不是地球)飛向其他天體的記錄,就是“阿波羅8號”開創的。不可思議的是,這驚人的一躍,竟然是為了應對太空競賽的節奏的匆忙之舉。即便是尊重科學和工程的NASA,也不能豁免政治的壓力。

不過,NASA終於做到了,而且安全、成功做到了。他們是怎麼做的?如果你對這個故事有興趣,歡迎閱讀。

1968年8月8日,正在卡納維拉爾角訓練的宇航員Frank Borman忽然接到休斯頓的電話。打電話的人是George Low,當時是阿波羅飛船項目辦公室(Apollo Spacecraft Program Office, ASPO)的經理。在電話中,Low讓Borman火速趕回肯尼迪航天中心,有重要事情要商量。

“莫非又有事故發生了?”

之前,Borman已經有過一次這樣的經歷,那是1967年1月27日“阿波羅1號”的火災悲劇(可以參考我之前寫的《加班越狠,出成績就越多嗎?在NASA,這叫做Go Fever》)。5分鐘內,3名宇航員全部死亡,此事震動的不僅是整個NASA,而是整個國家。三名宇航員中,Borman最熟悉的是Ed White,美國太空行走第一人(如今我們還不時可以看到Ed White太空行走的錄影)。

“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

Ed White的太空行走

後來Borman得知,政府打算為三名宇航員舉行隆重的葬禮,把他們安葬在阿靈頓國家公墓——“這是華盛頓的決定”。但是Borman不同意:

我才不管是哪個該死的做的決定,Ed告訴過我,如果他不幸死去,他希望被安葬在西點軍校。如果你們不這麼做,我要去找約翰遜總統。你們這幫傢伙最好別自找麻煩。

結果四天之後,Ed White如願被安葬在西點軍校。

現在,Borman希望悲劇不要再來一次。還好,這次來的不是悲劇,卻是兩條消息和一個問題:

第一,恭喜你,你們小組被選中執行本年底的“阿波羅8號”任務;第二,中情局的情報顯示,俄國人的登月計劃正在緊張進行,他們計劃在今年底之前完成繞月球飛行。所以,我們打算改變“阿波羅8號”的原定飛行計劃,從繞地球飛行變為去月球;Borman,你打算去月球嗎?

如果第一條算是好消息,第二條就很難說好壞了。NASA確實有自己的登月計劃,而且NASA的工作一貫是步步為營的。即便距離肯尼迪的著名許諾——“在十年內把人類送上月球,再帶回來”——越來越近,NASA的計劃也是細緻謹慎的,不怕發射次數多,就怕冒進出事故。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

NASA原本的登月計劃

但是現在,NASA似乎想搞一次大躍進了。

“大躍進”似乎不是個好詞,但是登月也不是單純的科學任務,它離不開“太空競賽”的大背景(不然,NASA的大筆預算哪裡來呢?)。如果俄國人要搶先登月,那麼“哪種社會制度更好”的答案就很分明。所以,謹慎如NASA,也不得不來一次“大躍進”,三步並作一步走。而大躍進的執行者,就是Frank Borman。

Frank Borman是個特別的人,他對於世俗的東西,比如美女、金錢、名聲都沒有什麼感覺。Borman並不是NASA的第一批宇航員,等他入選宇航員的時候,“宇航員”已經成了社會矚目的天之驕子,《時代》雜誌之類也會花大價錢請他們拍封面照,更有無數女性為他們痴迷——有人已經深陷其中無法自拔,考慮和結髮妻子離婚(可以參考我之前寫的《try SCE to AUX,挽救登月的傳奇指令【修訂版】》)。


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“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

許多人都知道“阿波羅”是上世紀美蘇太空競賽時,美國登月項目的代號。也記得“阿波羅11號”是人類第一次登上月球,“阿波羅13號”是不幸中的萬幸。不過“阿波羅8號”的故事似乎沒有多少人知道,這有點可惜。

要知道,在“到達月球”之前,必須先“離開地球”,而人類首次離開地球軌道(不是地球)飛向其他天體的記錄,就是“阿波羅8號”開創的。不可思議的是,這驚人的一躍,竟然是為了應對太空競賽的節奏的匆忙之舉。即便是尊重科學和工程的NASA,也不能豁免政治的壓力。

不過,NASA終於做到了,而且安全、成功做到了。他們是怎麼做的?如果你對這個故事有興趣,歡迎閱讀。

1968年8月8日,正在卡納維拉爾角訓練的宇航員Frank Borman忽然接到休斯頓的電話。打電話的人是George Low,當時是阿波羅飛船項目辦公室(Apollo Spacecraft Program Office, ASPO)的經理。在電話中,Low讓Borman火速趕回肯尼迪航天中心,有重要事情要商量。

“莫非又有事故發生了?”

之前,Borman已經有過一次這樣的經歷,那是1967年1月27日“阿波羅1號”的火災悲劇(可以參考我之前寫的《加班越狠,出成績就越多嗎?在NASA,這叫做Go Fever》)。5分鐘內,3名宇航員全部死亡,此事震動的不僅是整個NASA,而是整個國家。三名宇航員中,Borman最熟悉的是Ed White,美國太空行走第一人(如今我們還不時可以看到Ed White太空行走的錄影)。

“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

Ed White的太空行走

後來Borman得知,政府打算為三名宇航員舉行隆重的葬禮,把他們安葬在阿靈頓國家公墓——“這是華盛頓的決定”。但是Borman不同意:

我才不管是哪個該死的做的決定,Ed告訴過我,如果他不幸死去,他希望被安葬在西點軍校。如果你們不這麼做,我要去找約翰遜總統。你們這幫傢伙最好別自找麻煩。

結果四天之後,Ed White如願被安葬在西點軍校。

現在,Borman希望悲劇不要再來一次。還好,這次來的不是悲劇,卻是兩條消息和一個問題:

第一,恭喜你,你們小組被選中執行本年底的“阿波羅8號”任務;第二,中情局的情報顯示,俄國人的登月計劃正在緊張進行,他們計劃在今年底之前完成繞月球飛行。所以,我們打算改變“阿波羅8號”的原定飛行計劃,從繞地球飛行變為去月球;Borman,你打算去月球嗎?

如果第一條算是好消息,第二條就很難說好壞了。NASA確實有自己的登月計劃,而且NASA的工作一貫是步步為營的。即便距離肯尼迪的著名許諾——“在十年內把人類送上月球,再帶回來”——越來越近,NASA的計劃也是細緻謹慎的,不怕發射次數多,就怕冒進出事故。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

NASA原本的登月計劃

但是現在,NASA似乎想搞一次大躍進了。

“大躍進”似乎不是個好詞,但是登月也不是單純的科學任務,它離不開“太空競賽”的大背景(不然,NASA的大筆預算哪裡來呢?)。如果俄國人要搶先登月,那麼“哪種社會制度更好”的答案就很分明。所以,謹慎如NASA,也不得不來一次“大躍進”,三步並作一步走。而大躍進的執行者,就是Frank Borman。

Frank Borman是個特別的人,他對於世俗的東西,比如美女、金錢、名聲都沒有什麼感覺。Borman並不是NASA的第一批宇航員,等他入選宇航員的時候,“宇航員”已經成了社會矚目的天之驕子,《時代》雜誌之類也會花大價錢請他們拍封面照,更有無數女性為他們痴迷——有人已經深陷其中無法自拔,考慮和結髮妻子離婚(可以參考我之前寫的《try SCE to AUX,挽救登月的傳奇指令【修訂版】》)。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

Frank Borman,1964年攝。來源:NASA

但Borman不一樣,他只是純粹執著喜歡飛行,同時強烈地愛著自己的國家。Borman曾在西德駐紮,期間他參觀了震驚世界的達豪集中營,親眼見證了法西斯暴行的證據,因此對專制制度恨之入骨。雖然Borman熱愛和平,但是他絕不能容忍有人冒犯自己的國家,而且他也保持著簡單純粹的信念——軍人以執行命令為天職。

不過,“三步並作一步走”並不是有勇氣和意願就可以完成的,航天任務要能順利完成,離不開頭腦和智慧來確認。Borman不知道的是,Low在跟他談之前,已經和飛行指揮中心(Mission Control,也譯為“任務控制”,可以理解為,負責航天任務中地面發射之外的所有部分)的總指揮Chris Kraft確認過了(我們在之前的文章裡講過Chris Kraft的故事,飛行指揮中心就是他一手打造的)。


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“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

許多人都知道“阿波羅”是上世紀美蘇太空競賽時,美國登月項目的代號。也記得“阿波羅11號”是人類第一次登上月球,“阿波羅13號”是不幸中的萬幸。不過“阿波羅8號”的故事似乎沒有多少人知道,這有點可惜。

要知道,在“到達月球”之前,必須先“離開地球”,而人類首次離開地球軌道(不是地球)飛向其他天體的記錄,就是“阿波羅8號”開創的。不可思議的是,這驚人的一躍,竟然是為了應對太空競賽的節奏的匆忙之舉。即便是尊重科學和工程的NASA,也不能豁免政治的壓力。

不過,NASA終於做到了,而且安全、成功做到了。他們是怎麼做的?如果你對這個故事有興趣,歡迎閱讀。

1968年8月8日,正在卡納維拉爾角訓練的宇航員Frank Borman忽然接到休斯頓的電話。打電話的人是George Low,當時是阿波羅飛船項目辦公室(Apollo Spacecraft Program Office, ASPO)的經理。在電話中,Low讓Borman火速趕回肯尼迪航天中心,有重要事情要商量。

“莫非又有事故發生了?”

之前,Borman已經有過一次這樣的經歷,那是1967年1月27日“阿波羅1號”的火災悲劇(可以參考我之前寫的《加班越狠,出成績就越多嗎?在NASA,這叫做Go Fever》)。5分鐘內,3名宇航員全部死亡,此事震動的不僅是整個NASA,而是整個國家。三名宇航員中,Borman最熟悉的是Ed White,美國太空行走第一人(如今我們還不時可以看到Ed White太空行走的錄影)。

“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

Ed White的太空行走

後來Borman得知,政府打算為三名宇航員舉行隆重的葬禮,把他們安葬在阿靈頓國家公墓——“這是華盛頓的決定”。但是Borman不同意:

我才不管是哪個該死的做的決定,Ed告訴過我,如果他不幸死去,他希望被安葬在西點軍校。如果你們不這麼做,我要去找約翰遜總統。你們這幫傢伙最好別自找麻煩。

結果四天之後,Ed White如願被安葬在西點軍校。

現在,Borman希望悲劇不要再來一次。還好,這次來的不是悲劇,卻是兩條消息和一個問題:

第一,恭喜你,你們小組被選中執行本年底的“阿波羅8號”任務;第二,中情局的情報顯示,俄國人的登月計劃正在緊張進行,他們計劃在今年底之前完成繞月球飛行。所以,我們打算改變“阿波羅8號”的原定飛行計劃,從繞地球飛行變為去月球;Borman,你打算去月球嗎?

如果第一條算是好消息,第二條就很難說好壞了。NASA確實有自己的登月計劃,而且NASA的工作一貫是步步為營的。即便距離肯尼迪的著名許諾——“在十年內把人類送上月球,再帶回來”——越來越近,NASA的計劃也是細緻謹慎的,不怕發射次數多,就怕冒進出事故。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

NASA原本的登月計劃

但是現在,NASA似乎想搞一次大躍進了。

“大躍進”似乎不是個好詞,但是登月也不是單純的科學任務,它離不開“太空競賽”的大背景(不然,NASA的大筆預算哪裡來呢?)。如果俄國人要搶先登月,那麼“哪種社會制度更好”的答案就很分明。所以,謹慎如NASA,也不得不來一次“大躍進”,三步並作一步走。而大躍進的執行者,就是Frank Borman。

Frank Borman是個特別的人,他對於世俗的東西,比如美女、金錢、名聲都沒有什麼感覺。Borman並不是NASA的第一批宇航員,等他入選宇航員的時候,“宇航員”已經成了社會矚目的天之驕子,《時代》雜誌之類也會花大價錢請他們拍封面照,更有無數女性為他們痴迷——有人已經深陷其中無法自拔,考慮和結髮妻子離婚(可以參考我之前寫的《try SCE to AUX,挽救登月的傳奇指令【修訂版】》)。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

Frank Borman,1964年攝。來源:NASA

但Borman不一樣,他只是純粹執著喜歡飛行,同時強烈地愛著自己的國家。Borman曾在西德駐紮,期間他參觀了震驚世界的達豪集中營,親眼見證了法西斯暴行的證據,因此對專制制度恨之入骨。雖然Borman熱愛和平,但是他絕不能容忍有人冒犯自己的國家,而且他也保持著簡單純粹的信念——軍人以執行命令為天職。

不過,“三步並作一步走”並不是有勇氣和意願就可以完成的,航天任務要能順利完成,離不開頭腦和智慧來確認。Borman不知道的是,Low在跟他談之前,已經和飛行指揮中心(Mission Control,也譯為“任務控制”,可以理解為,負責航天任務中地面發射之外的所有部分)的總指揮Chris Kraft確認過了(我們在之前的文章裡講過Chris Kraft的故事,飛行指揮中心就是他一手打造的)。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

Chris Kraft。來源:NASA

那是在Low得知中情局情報的第二天,Low找來Kraft問他:

如果我們要改變計劃,讓阿波羅8號飛去月球,你覺得能行嗎?

Kraft的頭腦異常清楚。回答這個問題也確實需要清醒的頭腦,而不只是亢奮的精神。

到當時為止,人類所到達的最大高度是1966年“雙子星11”創下的記錄,大約1372千米。但是,地球到月球的距離是38.4萬千米,兩者相差280倍。

這還只是直線距離的差異,更麻煩的是,在太空中,地球、月球都在高速運動,如何能到達月球,繼而返回,需要大量的計算和試驗。然而目前,登月需要的各種裝備都還在緊張準備之中……


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“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

許多人都知道“阿波羅”是上世紀美蘇太空競賽時,美國登月項目的代號。也記得“阿波羅11號”是人類第一次登上月球,“阿波羅13號”是不幸中的萬幸。不過“阿波羅8號”的故事似乎沒有多少人知道,這有點可惜。

要知道,在“到達月球”之前,必須先“離開地球”,而人類首次離開地球軌道(不是地球)飛向其他天體的記錄,就是“阿波羅8號”開創的。不可思議的是,這驚人的一躍,竟然是為了應對太空競賽的節奏的匆忙之舉。即便是尊重科學和工程的NASA,也不能豁免政治的壓力。

不過,NASA終於做到了,而且安全、成功做到了。他們是怎麼做的?如果你對這個故事有興趣,歡迎閱讀。

1968年8月8日,正在卡納維拉爾角訓練的宇航員Frank Borman忽然接到休斯頓的電話。打電話的人是George Low,當時是阿波羅飛船項目辦公室(Apollo Spacecraft Program Office, ASPO)的經理。在電話中,Low讓Borman火速趕回肯尼迪航天中心,有重要事情要商量。

“莫非又有事故發生了?”

之前,Borman已經有過一次這樣的經歷,那是1967年1月27日“阿波羅1號”的火災悲劇(可以參考我之前寫的《加班越狠,出成績就越多嗎?在NASA,這叫做Go Fever》)。5分鐘內,3名宇航員全部死亡,此事震動的不僅是整個NASA,而是整個國家。三名宇航員中,Borman最熟悉的是Ed White,美國太空行走第一人(如今我們還不時可以看到Ed White太空行走的錄影)。

“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

Ed White的太空行走

後來Borman得知,政府打算為三名宇航員舉行隆重的葬禮,把他們安葬在阿靈頓國家公墓——“這是華盛頓的決定”。但是Borman不同意:

我才不管是哪個該死的做的決定,Ed告訴過我,如果他不幸死去,他希望被安葬在西點軍校。如果你們不這麼做,我要去找約翰遜總統。你們這幫傢伙最好別自找麻煩。

結果四天之後,Ed White如願被安葬在西點軍校。

現在,Borman希望悲劇不要再來一次。還好,這次來的不是悲劇,卻是兩條消息和一個問題:

第一,恭喜你,你們小組被選中執行本年底的“阿波羅8號”任務;第二,中情局的情報顯示,俄國人的登月計劃正在緊張進行,他們計劃在今年底之前完成繞月球飛行。所以,我們打算改變“阿波羅8號”的原定飛行計劃,從繞地球飛行變為去月球;Borman,你打算去月球嗎?

如果第一條算是好消息,第二條就很難說好壞了。NASA確實有自己的登月計劃,而且NASA的工作一貫是步步為營的。即便距離肯尼迪的著名許諾——“在十年內把人類送上月球,再帶回來”——越來越近,NASA的計劃也是細緻謹慎的,不怕發射次數多,就怕冒進出事故。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

NASA原本的登月計劃

但是現在,NASA似乎想搞一次大躍進了。

“大躍進”似乎不是個好詞,但是登月也不是單純的科學任務,它離不開“太空競賽”的大背景(不然,NASA的大筆預算哪裡來呢?)。如果俄國人要搶先登月,那麼“哪種社會制度更好”的答案就很分明。所以,謹慎如NASA,也不得不來一次“大躍進”,三步並作一步走。而大躍進的執行者,就是Frank Borman。

Frank Borman是個特別的人,他對於世俗的東西,比如美女、金錢、名聲都沒有什麼感覺。Borman並不是NASA的第一批宇航員,等他入選宇航員的時候,“宇航員”已經成了社會矚目的天之驕子,《時代》雜誌之類也會花大價錢請他們拍封面照,更有無數女性為他們痴迷——有人已經深陷其中無法自拔,考慮和結髮妻子離婚(可以參考我之前寫的《try SCE to AUX,挽救登月的傳奇指令【修訂版】》)。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

Frank Borman,1964年攝。來源:NASA

但Borman不一樣,他只是純粹執著喜歡飛行,同時強烈地愛著自己的國家。Borman曾在西德駐紮,期間他參觀了震驚世界的達豪集中營,親眼見證了法西斯暴行的證據,因此對專制制度恨之入骨。雖然Borman熱愛和平,但是他絕不能容忍有人冒犯自己的國家,而且他也保持著簡單純粹的信念——軍人以執行命令為天職。

不過,“三步並作一步走”並不是有勇氣和意願就可以完成的,航天任務要能順利完成,離不開頭腦和智慧來確認。Borman不知道的是,Low在跟他談之前,已經和飛行指揮中心(Mission Control,也譯為“任務控制”,可以理解為,負責航天任務中地面發射之外的所有部分)的總指揮Chris Kraft確認過了(我們在之前的文章裡講過Chris Kraft的故事,飛行指揮中心就是他一手打造的)。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

Chris Kraft。來源:NASA

那是在Low得知中情局情報的第二天,Low找來Kraft問他:

如果我們要改變計劃,讓阿波羅8號飛去月球,你覺得能行嗎?

Kraft的頭腦異常清楚。回答這個問題也確實需要清醒的頭腦,而不只是亢奮的精神。

到當時為止,人類所到達的最大高度是1966年“雙子星11”創下的記錄,大約1372千米。但是,地球到月球的距離是38.4萬千米,兩者相差280倍。

這還只是直線距離的差異,更麻煩的是,在太空中,地球、月球都在高速運動,如何能到達月球,繼而返回,需要大量的計算和試驗。然而目前,登月需要的各種裝備都還在緊張準備之中……


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

2018年電影《登月第一人》中的畫面,左側是地球,右側是月球

不過,Kraft的反應出乎Low的意料,他的答案不是“行”或者“不行”,而是“怎麼做(How)?”

Kraft判斷,對計劃做這麼大的改動,尤其是各項工程的預期完工時間已經排在進度表上,人的意志再頑強,也不能違背科學規律。

Low早已想好了:

改變計劃,不帶登月艙。


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許多人都知道“阿波羅”是上世紀美蘇太空競賽時,美國登月項目的代號。也記得“阿波羅11號”是人類第一次登上月球,“阿波羅13號”是不幸中的萬幸。不過“阿波羅8號”的故事似乎沒有多少人知道,這有點可惜。

要知道,在“到達月球”之前,必須先“離開地球”,而人類首次離開地球軌道(不是地球)飛向其他天體的記錄,就是“阿波羅8號”開創的。不可思議的是,這驚人的一躍,竟然是為了應對太空競賽的節奏的匆忙之舉。即便是尊重科學和工程的NASA,也不能豁免政治的壓力。

不過,NASA終於做到了,而且安全、成功做到了。他們是怎麼做的?如果你對這個故事有興趣,歡迎閱讀。

1968年8月8日,正在卡納維拉爾角訓練的宇航員Frank Borman忽然接到休斯頓的電話。打電話的人是George Low,當時是阿波羅飛船項目辦公室(Apollo Spacecraft Program Office, ASPO)的經理。在電話中,Low讓Borman火速趕回肯尼迪航天中心,有重要事情要商量。

“莫非又有事故發生了?”

之前,Borman已經有過一次這樣的經歷,那是1967年1月27日“阿波羅1號”的火災悲劇(可以參考我之前寫的《加班越狠,出成績就越多嗎?在NASA,這叫做Go Fever》)。5分鐘內,3名宇航員全部死亡,此事震動的不僅是整個NASA,而是整個國家。三名宇航員中,Borman最熟悉的是Ed White,美國太空行走第一人(如今我們還不時可以看到Ed White太空行走的錄影)。

“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

Ed White的太空行走

後來Borman得知,政府打算為三名宇航員舉行隆重的葬禮,把他們安葬在阿靈頓國家公墓——“這是華盛頓的決定”。但是Borman不同意:

我才不管是哪個該死的做的決定,Ed告訴過我,如果他不幸死去,他希望被安葬在西點軍校。如果你們不這麼做,我要去找約翰遜總統。你們這幫傢伙最好別自找麻煩。

結果四天之後,Ed White如願被安葬在西點軍校。

現在,Borman希望悲劇不要再來一次。還好,這次來的不是悲劇,卻是兩條消息和一個問題:

第一,恭喜你,你們小組被選中執行本年底的“阿波羅8號”任務;第二,中情局的情報顯示,俄國人的登月計劃正在緊張進行,他們計劃在今年底之前完成繞月球飛行。所以,我們打算改變“阿波羅8號”的原定飛行計劃,從繞地球飛行變為去月球;Borman,你打算去月球嗎?

如果第一條算是好消息,第二條就很難說好壞了。NASA確實有自己的登月計劃,而且NASA的工作一貫是步步為營的。即便距離肯尼迪的著名許諾——“在十年內把人類送上月球,再帶回來”——越來越近,NASA的計劃也是細緻謹慎的,不怕發射次數多,就怕冒進出事故。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

NASA原本的登月計劃

但是現在,NASA似乎想搞一次大躍進了。

“大躍進”似乎不是個好詞,但是登月也不是單純的科學任務,它離不開“太空競賽”的大背景(不然,NASA的大筆預算哪裡來呢?)。如果俄國人要搶先登月,那麼“哪種社會制度更好”的答案就很分明。所以,謹慎如NASA,也不得不來一次“大躍進”,三步並作一步走。而大躍進的執行者,就是Frank Borman。

Frank Borman是個特別的人,他對於世俗的東西,比如美女、金錢、名聲都沒有什麼感覺。Borman並不是NASA的第一批宇航員,等他入選宇航員的時候,“宇航員”已經成了社會矚目的天之驕子,《時代》雜誌之類也會花大價錢請他們拍封面照,更有無數女性為他們痴迷——有人已經深陷其中無法自拔,考慮和結髮妻子離婚(可以參考我之前寫的《try SCE to AUX,挽救登月的傳奇指令【修訂版】》)。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

Frank Borman,1964年攝。來源:NASA

但Borman不一樣,他只是純粹執著喜歡飛行,同時強烈地愛著自己的國家。Borman曾在西德駐紮,期間他參觀了震驚世界的達豪集中營,親眼見證了法西斯暴行的證據,因此對專制制度恨之入骨。雖然Borman熱愛和平,但是他絕不能容忍有人冒犯自己的國家,而且他也保持著簡單純粹的信念——軍人以執行命令為天職。

不過,“三步並作一步走”並不是有勇氣和意願就可以完成的,航天任務要能順利完成,離不開頭腦和智慧來確認。Borman不知道的是,Low在跟他談之前,已經和飛行指揮中心(Mission Control,也譯為“任務控制”,可以理解為,負責航天任務中地面發射之外的所有部分)的總指揮Chris Kraft確認過了(我們在之前的文章裡講過Chris Kraft的故事,飛行指揮中心就是他一手打造的)。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

Chris Kraft。來源:NASA

那是在Low得知中情局情報的第二天,Low找來Kraft問他:

如果我們要改變計劃,讓阿波羅8號飛去月球,你覺得能行嗎?

Kraft的頭腦異常清楚。回答這個問題也確實需要清醒的頭腦,而不只是亢奮的精神。

到當時為止,人類所到達的最大高度是1966年“雙子星11”創下的記錄,大約1372千米。但是,地球到月球的距離是38.4萬千米,兩者相差280倍。

這還只是直線距離的差異,更麻煩的是,在太空中,地球、月球都在高速運動,如何能到達月球,繼而返回,需要大量的計算和試驗。然而目前,登月需要的各種裝備都還在緊張準備之中……


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

2018年電影《登月第一人》中的畫面,左側是地球,右側是月球

不過,Kraft的反應出乎Low的意料,他的答案不是“行”或者“不行”,而是“怎麼做(How)?”

Kraft判斷,對計劃做這麼大的改動,尤其是各項工程的預期完工時間已經排在進度表上,人的意志再頑強,也不能違背科學規律。

Low早已想好了:

改變計劃,不帶登月艙。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

“阿波羅”的宇航員登月照片。來源:NASA

這裡解釋一下,我們通常看到的登月照片是上面這樣的。月球上,宇航員旁邊的就是登月艙。但光靠登月艙是不能從地球飛到月球去的,整個“阿波羅”飛船包含三部分:指令艙(Command Module)、服務艙(Service Module)、登月艙(Lunar Module)。


"


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

許多人都知道“阿波羅”是上世紀美蘇太空競賽時,美國登月項目的代號。也記得“阿波羅11號”是人類第一次登上月球,“阿波羅13號”是不幸中的萬幸。不過“阿波羅8號”的故事似乎沒有多少人知道,這有點可惜。

要知道,在“到達月球”之前,必須先“離開地球”,而人類首次離開地球軌道(不是地球)飛向其他天體的記錄,就是“阿波羅8號”開創的。不可思議的是,這驚人的一躍,竟然是為了應對太空競賽的節奏的匆忙之舉。即便是尊重科學和工程的NASA,也不能豁免政治的壓力。

不過,NASA終於做到了,而且安全、成功做到了。他們是怎麼做的?如果你對這個故事有興趣,歡迎閱讀。

1968年8月8日,正在卡納維拉爾角訓練的宇航員Frank Borman忽然接到休斯頓的電話。打電話的人是George Low,當時是阿波羅飛船項目辦公室(Apollo Spacecraft Program Office, ASPO)的經理。在電話中,Low讓Borman火速趕回肯尼迪航天中心,有重要事情要商量。

“莫非又有事故發生了?”

之前,Borman已經有過一次這樣的經歷,那是1967年1月27日“阿波羅1號”的火災悲劇(可以參考我之前寫的《加班越狠,出成績就越多嗎?在NASA,這叫做Go Fever》)。5分鐘內,3名宇航員全部死亡,此事震動的不僅是整個NASA,而是整個國家。三名宇航員中,Borman最熟悉的是Ed White,美國太空行走第一人(如今我們還不時可以看到Ed White太空行走的錄影)。

“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

Ed White的太空行走

後來Borman得知,政府打算為三名宇航員舉行隆重的葬禮,把他們安葬在阿靈頓國家公墓——“這是華盛頓的決定”。但是Borman不同意:

我才不管是哪個該死的做的決定,Ed告訴過我,如果他不幸死去,他希望被安葬在西點軍校。如果你們不這麼做,我要去找約翰遜總統。你們這幫傢伙最好別自找麻煩。

結果四天之後,Ed White如願被安葬在西點軍校。

現在,Borman希望悲劇不要再來一次。還好,這次來的不是悲劇,卻是兩條消息和一個問題:

第一,恭喜你,你們小組被選中執行本年底的“阿波羅8號”任務;第二,中情局的情報顯示,俄國人的登月計劃正在緊張進行,他們計劃在今年底之前完成繞月球飛行。所以,我們打算改變“阿波羅8號”的原定飛行計劃,從繞地球飛行變為去月球;Borman,你打算去月球嗎?

如果第一條算是好消息,第二條就很難說好壞了。NASA確實有自己的登月計劃,而且NASA的工作一貫是步步為營的。即便距離肯尼迪的著名許諾——“在十年內把人類送上月球,再帶回來”——越來越近,NASA的計劃也是細緻謹慎的,不怕發射次數多,就怕冒進出事故。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

NASA原本的登月計劃

但是現在,NASA似乎想搞一次大躍進了。

“大躍進”似乎不是個好詞,但是登月也不是單純的科學任務,它離不開“太空競賽”的大背景(不然,NASA的大筆預算哪裡來呢?)。如果俄國人要搶先登月,那麼“哪種社會制度更好”的答案就很分明。所以,謹慎如NASA,也不得不來一次“大躍進”,三步並作一步走。而大躍進的執行者,就是Frank Borman。

Frank Borman是個特別的人,他對於世俗的東西,比如美女、金錢、名聲都沒有什麼感覺。Borman並不是NASA的第一批宇航員,等他入選宇航員的時候,“宇航員”已經成了社會矚目的天之驕子,《時代》雜誌之類也會花大價錢請他們拍封面照,更有無數女性為他們痴迷——有人已經深陷其中無法自拔,考慮和結髮妻子離婚(可以參考我之前寫的《try SCE to AUX,挽救登月的傳奇指令【修訂版】》)。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

Frank Borman,1964年攝。來源:NASA

但Borman不一樣,他只是純粹執著喜歡飛行,同時強烈地愛著自己的國家。Borman曾在西德駐紮,期間他參觀了震驚世界的達豪集中營,親眼見證了法西斯暴行的證據,因此對專制制度恨之入骨。雖然Borman熱愛和平,但是他絕不能容忍有人冒犯自己的國家,而且他也保持著簡單純粹的信念——軍人以執行命令為天職。

不過,“三步並作一步走”並不是有勇氣和意願就可以完成的,航天任務要能順利完成,離不開頭腦和智慧來確認。Borman不知道的是,Low在跟他談之前,已經和飛行指揮中心(Mission Control,也譯為“任務控制”,可以理解為,負責航天任務中地面發射之外的所有部分)的總指揮Chris Kraft確認過了(我們在之前的文章裡講過Chris Kraft的故事,飛行指揮中心就是他一手打造的)。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

Chris Kraft。來源:NASA

那是在Low得知中情局情報的第二天,Low找來Kraft問他:

如果我們要改變計劃,讓阿波羅8號飛去月球,你覺得能行嗎?

Kraft的頭腦異常清楚。回答這個問題也確實需要清醒的頭腦,而不只是亢奮的精神。

到當時為止,人類所到達的最大高度是1966年“雙子星11”創下的記錄,大約1372千米。但是,地球到月球的距離是38.4萬千米,兩者相差280倍。

這還只是直線距離的差異,更麻煩的是,在太空中,地球、月球都在高速運動,如何能到達月球,繼而返回,需要大量的計算和試驗。然而目前,登月需要的各種裝備都還在緊張準備之中……


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

2018年電影《登月第一人》中的畫面,左側是地球,右側是月球

不過,Kraft的反應出乎Low的意料,他的答案不是“行”或者“不行”,而是“怎麼做(How)?”

Kraft判斷,對計劃做這麼大的改動,尤其是各項工程的預期完工時間已經排在進度表上,人的意志再頑強,也不能違背科學規律。

Low早已想好了:

改變計劃,不帶登月艙。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

“阿波羅”的宇航員登月照片。來源:NASA

這裡解釋一下,我們通常看到的登月照片是上面這樣的。月球上,宇航員旁邊的就是登月艙。但光靠登月艙是不能從地球飛到月球去的,整個“阿波羅”飛船包含三部分:指令艙(Command Module)、服務艙(Service Module)、登月艙(Lunar Module)。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

“阿波羅”飛船示意圖。來源:NASA

指令艙是宇航員棲身的場所;服務艙存儲了液氫、液氧等等必須的資源,並有一臺(相對)巨大的發動機和噴嘴;登月艙只用來登月,非常輕量,因為太空沒有空氣,也不需要什麼堅固的防護。服務艙和指令艙絕大多數時候都是結合在一起的,合稱CSM(Command Service Module)。

在發射的時候,指令艙在最上,下面是服務艙,再下面是登月艙。進入太空之後,首先CSM和登月艙脫離,再調轉頭來,將登月艙從整流罩中“拉”出來。然後,三者共同飛向月球。


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“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

許多人都知道“阿波羅”是上世紀美蘇太空競賽時,美國登月項目的代號。也記得“阿波羅11號”是人類第一次登上月球,“阿波羅13號”是不幸中的萬幸。不過“阿波羅8號”的故事似乎沒有多少人知道,這有點可惜。

要知道,在“到達月球”之前,必須先“離開地球”,而人類首次離開地球軌道(不是地球)飛向其他天體的記錄,就是“阿波羅8號”開創的。不可思議的是,這驚人的一躍,竟然是為了應對太空競賽的節奏的匆忙之舉。即便是尊重科學和工程的NASA,也不能豁免政治的壓力。

不過,NASA終於做到了,而且安全、成功做到了。他們是怎麼做的?如果你對這個故事有興趣,歡迎閱讀。

1968年8月8日,正在卡納維拉爾角訓練的宇航員Frank Borman忽然接到休斯頓的電話。打電話的人是George Low,當時是阿波羅飛船項目辦公室(Apollo Spacecraft Program Office, ASPO)的經理。在電話中,Low讓Borman火速趕回肯尼迪航天中心,有重要事情要商量。

“莫非又有事故發生了?”

之前,Borman已經有過一次這樣的經歷,那是1967年1月27日“阿波羅1號”的火災悲劇(可以參考我之前寫的《加班越狠,出成績就越多嗎?在NASA,這叫做Go Fever》)。5分鐘內,3名宇航員全部死亡,此事震動的不僅是整個NASA,而是整個國家。三名宇航員中,Borman最熟悉的是Ed White,美國太空行走第一人(如今我們還不時可以看到Ed White太空行走的錄影)。

“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

Ed White的太空行走

後來Borman得知,政府打算為三名宇航員舉行隆重的葬禮,把他們安葬在阿靈頓國家公墓——“這是華盛頓的決定”。但是Borman不同意:

我才不管是哪個該死的做的決定,Ed告訴過我,如果他不幸死去,他希望被安葬在西點軍校。如果你們不這麼做,我要去找約翰遜總統。你們這幫傢伙最好別自找麻煩。

結果四天之後,Ed White如願被安葬在西點軍校。

現在,Borman希望悲劇不要再來一次。還好,這次來的不是悲劇,卻是兩條消息和一個問題:

第一,恭喜你,你們小組被選中執行本年底的“阿波羅8號”任務;第二,中情局的情報顯示,俄國人的登月計劃正在緊張進行,他們計劃在今年底之前完成繞月球飛行。所以,我們打算改變“阿波羅8號”的原定飛行計劃,從繞地球飛行變為去月球;Borman,你打算去月球嗎?

如果第一條算是好消息,第二條就很難說好壞了。NASA確實有自己的登月計劃,而且NASA的工作一貫是步步為營的。即便距離肯尼迪的著名許諾——“在十年內把人類送上月球,再帶回來”——越來越近,NASA的計劃也是細緻謹慎的,不怕發射次數多,就怕冒進出事故。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

NASA原本的登月計劃

但是現在,NASA似乎想搞一次大躍進了。

“大躍進”似乎不是個好詞,但是登月也不是單純的科學任務,它離不開“太空競賽”的大背景(不然,NASA的大筆預算哪裡來呢?)。如果俄國人要搶先登月,那麼“哪種社會制度更好”的答案就很分明。所以,謹慎如NASA,也不得不來一次“大躍進”,三步並作一步走。而大躍進的執行者,就是Frank Borman。

Frank Borman是個特別的人,他對於世俗的東西,比如美女、金錢、名聲都沒有什麼感覺。Borman並不是NASA的第一批宇航員,等他入選宇航員的時候,“宇航員”已經成了社會矚目的天之驕子,《時代》雜誌之類也會花大價錢請他們拍封面照,更有無數女性為他們痴迷——有人已經深陷其中無法自拔,考慮和結髮妻子離婚(可以參考我之前寫的《try SCE to AUX,挽救登月的傳奇指令【修訂版】》)。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

Frank Borman,1964年攝。來源:NASA

但Borman不一樣,他只是純粹執著喜歡飛行,同時強烈地愛著自己的國家。Borman曾在西德駐紮,期間他參觀了震驚世界的達豪集中營,親眼見證了法西斯暴行的證據,因此對專制制度恨之入骨。雖然Borman熱愛和平,但是他絕不能容忍有人冒犯自己的國家,而且他也保持著簡單純粹的信念——軍人以執行命令為天職。

不過,“三步並作一步走”並不是有勇氣和意願就可以完成的,航天任務要能順利完成,離不開頭腦和智慧來確認。Borman不知道的是,Low在跟他談之前,已經和飛行指揮中心(Mission Control,也譯為“任務控制”,可以理解為,負責航天任務中地面發射之外的所有部分)的總指揮Chris Kraft確認過了(我們在之前的文章裡講過Chris Kraft的故事,飛行指揮中心就是他一手打造的)。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

Chris Kraft。來源:NASA

那是在Low得知中情局情報的第二天,Low找來Kraft問他:

如果我們要改變計劃,讓阿波羅8號飛去月球,你覺得能行嗎?

Kraft的頭腦異常清楚。回答這個問題也確實需要清醒的頭腦,而不只是亢奮的精神。

到當時為止,人類所到達的最大高度是1966年“雙子星11”創下的記錄,大約1372千米。但是,地球到月球的距離是38.4萬千米,兩者相差280倍。

這還只是直線距離的差異,更麻煩的是,在太空中,地球、月球都在高速運動,如何能到達月球,繼而返回,需要大量的計算和試驗。然而目前,登月需要的各種裝備都還在緊張準備之中……


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

2018年電影《登月第一人》中的畫面,左側是地球,右側是月球

不過,Kraft的反應出乎Low的意料,他的答案不是“行”或者“不行”,而是“怎麼做(How)?”

Kraft判斷,對計劃做這麼大的改動,尤其是各項工程的預期完工時間已經排在進度表上,人的意志再頑強,也不能違背科學規律。

Low早已想好了:

改變計劃,不帶登月艙。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

“阿波羅”的宇航員登月照片。來源:NASA

這裡解釋一下,我們通常看到的登月照片是上面這樣的。月球上,宇航員旁邊的就是登月艙。但光靠登月艙是不能從地球飛到月球去的,整個“阿波羅”飛船包含三部分:指令艙(Command Module)、服務艙(Service Module)、登月艙(Lunar Module)。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

“阿波羅”飛船示意圖。來源:NASA

指令艙是宇航員棲身的場所;服務艙存儲了液氫、液氧等等必須的資源,並有一臺(相對)巨大的發動機和噴嘴;登月艙只用來登月,非常輕量,因為太空沒有空氣,也不需要什麼堅固的防護。服務艙和指令艙絕大多數時候都是結合在一起的,合稱CSM(Command Service Module)。

在發射的時候,指令艙在最上,下面是服務艙,再下面是登月艙。進入太空之後,首先CSM和登月艙脫離,再調轉頭來,將登月艙從整流罩中“拉”出來。然後,三者共同飛向月球。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

這是CSM“調頭”調頭之後對接了登月艙的樣子


進入月球軌道之後,登月艙與指令艙、服務艙分離,下降到月球,完成任務之後,登月艙上半部分再發射升空,將宇航員送回指令艙;然後服務艙和指令艙一起飛回地球,最後指令艙脫離服務艙,單獨落入地球,任務完成。


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“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

許多人都知道“阿波羅”是上世紀美蘇太空競賽時,美國登月項目的代號。也記得“阿波羅11號”是人類第一次登上月球,“阿波羅13號”是不幸中的萬幸。不過“阿波羅8號”的故事似乎沒有多少人知道,這有點可惜。

要知道,在“到達月球”之前,必須先“離開地球”,而人類首次離開地球軌道(不是地球)飛向其他天體的記錄,就是“阿波羅8號”開創的。不可思議的是,這驚人的一躍,竟然是為了應對太空競賽的節奏的匆忙之舉。即便是尊重科學和工程的NASA,也不能豁免政治的壓力。

不過,NASA終於做到了,而且安全、成功做到了。他們是怎麼做的?如果你對這個故事有興趣,歡迎閱讀。

1968年8月8日,正在卡納維拉爾角訓練的宇航員Frank Borman忽然接到休斯頓的電話。打電話的人是George Low,當時是阿波羅飛船項目辦公室(Apollo Spacecraft Program Office, ASPO)的經理。在電話中,Low讓Borman火速趕回肯尼迪航天中心,有重要事情要商量。

“莫非又有事故發生了?”

之前,Borman已經有過一次這樣的經歷,那是1967年1月27日“阿波羅1號”的火災悲劇(可以參考我之前寫的《加班越狠,出成績就越多嗎?在NASA,這叫做Go Fever》)。5分鐘內,3名宇航員全部死亡,此事震動的不僅是整個NASA,而是整個國家。三名宇航員中,Borman最熟悉的是Ed White,美國太空行走第一人(如今我們還不時可以看到Ed White太空行走的錄影)。

“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

Ed White的太空行走

後來Borman得知,政府打算為三名宇航員舉行隆重的葬禮,把他們安葬在阿靈頓國家公墓——“這是華盛頓的決定”。但是Borman不同意:

我才不管是哪個該死的做的決定,Ed告訴過我,如果他不幸死去,他希望被安葬在西點軍校。如果你們不這麼做,我要去找約翰遜總統。你們這幫傢伙最好別自找麻煩。

結果四天之後,Ed White如願被安葬在西點軍校。

現在,Borman希望悲劇不要再來一次。還好,這次來的不是悲劇,卻是兩條消息和一個問題:

第一,恭喜你,你們小組被選中執行本年底的“阿波羅8號”任務;第二,中情局的情報顯示,俄國人的登月計劃正在緊張進行,他們計劃在今年底之前完成繞月球飛行。所以,我們打算改變“阿波羅8號”的原定飛行計劃,從繞地球飛行變為去月球;Borman,你打算去月球嗎?

如果第一條算是好消息,第二條就很難說好壞了。NASA確實有自己的登月計劃,而且NASA的工作一貫是步步為營的。即便距離肯尼迪的著名許諾——“在十年內把人類送上月球,再帶回來”——越來越近,NASA的計劃也是細緻謹慎的,不怕發射次數多,就怕冒進出事故。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

NASA原本的登月計劃

但是現在,NASA似乎想搞一次大躍進了。

“大躍進”似乎不是個好詞,但是登月也不是單純的科學任務,它離不開“太空競賽”的大背景(不然,NASA的大筆預算哪裡來呢?)。如果俄國人要搶先登月,那麼“哪種社會制度更好”的答案就很分明。所以,謹慎如NASA,也不得不來一次“大躍進”,三步並作一步走。而大躍進的執行者,就是Frank Borman。

Frank Borman是個特別的人,他對於世俗的東西,比如美女、金錢、名聲都沒有什麼感覺。Borman並不是NASA的第一批宇航員,等他入選宇航員的時候,“宇航員”已經成了社會矚目的天之驕子,《時代》雜誌之類也會花大價錢請他們拍封面照,更有無數女性為他們痴迷——有人已經深陷其中無法自拔,考慮和結髮妻子離婚(可以參考我之前寫的《try SCE to AUX,挽救登月的傳奇指令【修訂版】》)。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

Frank Borman,1964年攝。來源:NASA

但Borman不一樣,他只是純粹執著喜歡飛行,同時強烈地愛著自己的國家。Borman曾在西德駐紮,期間他參觀了震驚世界的達豪集中營,親眼見證了法西斯暴行的證據,因此對專制制度恨之入骨。雖然Borman熱愛和平,但是他絕不能容忍有人冒犯自己的國家,而且他也保持著簡單純粹的信念——軍人以執行命令為天職。

不過,“三步並作一步走”並不是有勇氣和意願就可以完成的,航天任務要能順利完成,離不開頭腦和智慧來確認。Borman不知道的是,Low在跟他談之前,已經和飛行指揮中心(Mission Control,也譯為“任務控制”,可以理解為,負責航天任務中地面發射之外的所有部分)的總指揮Chris Kraft確認過了(我們在之前的文章裡講過Chris Kraft的故事,飛行指揮中心就是他一手打造的)。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

Chris Kraft。來源:NASA

那是在Low得知中情局情報的第二天,Low找來Kraft問他:

如果我們要改變計劃,讓阿波羅8號飛去月球,你覺得能行嗎?

Kraft的頭腦異常清楚。回答這個問題也確實需要清醒的頭腦,而不只是亢奮的精神。

到當時為止,人類所到達的最大高度是1966年“雙子星11”創下的記錄,大約1372千米。但是,地球到月球的距離是38.4萬千米,兩者相差280倍。

這還只是直線距離的差異,更麻煩的是,在太空中,地球、月球都在高速運動,如何能到達月球,繼而返回,需要大量的計算和試驗。然而目前,登月需要的各種裝備都還在緊張準備之中……


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

2018年電影《登月第一人》中的畫面,左側是地球,右側是月球

不過,Kraft的反應出乎Low的意料,他的答案不是“行”或者“不行”,而是“怎麼做(How)?”

Kraft判斷,對計劃做這麼大的改動,尤其是各項工程的預期完工時間已經排在進度表上,人的意志再頑強,也不能違背科學規律。

Low早已想好了:

改變計劃,不帶登月艙。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

“阿波羅”的宇航員登月照片。來源:NASA

這裡解釋一下,我們通常看到的登月照片是上面這樣的。月球上,宇航員旁邊的就是登月艙。但光靠登月艙是不能從地球飛到月球去的,整個“阿波羅”飛船包含三部分:指令艙(Command Module)、服務艙(Service Module)、登月艙(Lunar Module)。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

“阿波羅”飛船示意圖。來源:NASA

指令艙是宇航員棲身的場所;服務艙存儲了液氫、液氧等等必須的資源,並有一臺(相對)巨大的發動機和噴嘴;登月艙只用來登月,非常輕量,因為太空沒有空氣,也不需要什麼堅固的防護。服務艙和指令艙絕大多數時候都是結合在一起的,合稱CSM(Command Service Module)。

在發射的時候,指令艙在最上,下面是服務艙,再下面是登月艙。進入太空之後,首先CSM和登月艙脫離,再調轉頭來,將登月艙從整流罩中“拉”出來。然後,三者共同飛向月球。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

這是CSM“調頭”調頭之後對接了登月艙的樣子


進入月球軌道之後,登月艙與指令艙、服務艙分離,下降到月球,完成任務之後,登月艙上半部分再發射升空,將宇航員送回指令艙;然後服務艙和指令艙一起飛回地球,最後指令艙脫離服務艙,單獨落入地球,任務完成。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

發射時,指令艙在最上面,登月艙在最下面。


Low的這個“奇思妙想”堪稱天才。不帶登月艙,就等於減去了很大一部分不確定因素。雖然按照思維定勢,按照之前的計劃,誰都沒想過“去月球不帶登月艙”,但是坐下來仔細分析,這完全是可能的!

但這畢竟事關重大,Kraft不敢貿然答應。他只能說:

讓我多考慮一天,再給你確切答覆。

Kraft知道,即便不帶登月艙,仍然還有不少困難需要克服。他能想到的兩大困難包括:

第一,登月需要的“土星5”火箭仍然不能完全放心,即將要發射的“阿波羅7號”只是在近地軌道驗證CSM,所以使用的是“土星IB”火箭。如果“阿波羅8”要去月球,那麼為登月準備的“土星5”火箭不但需要克服目前的技術困難,而且第一次執行載人航天任務就要前往月球,風險巨大。

第二,不帶登月艙雖然降低了複雜性,但也降低了可靠性。按照設計,登月艙在緊急情況下可以扮演“備份服務艙”的角色——在後來著名的“阿波羅13號”飛行中,服務艙意外爆炸,三名宇航員正是把登月艙作為臨時的棲身場所才得以安全返回。不帶登月艙,也就意味著全程只能依靠服務艙這根“獨苗苗”了。

第二天,Kraft給出了更驚人的答案,升級版的“阿波羅8號”:

既然要去月球,乾脆不要只是“去一趟”,最好能進入月球軌道,被月球引力捕獲,環繞月球多飛幾圈。

Kraft的考慮是,既然冒著巨大的風險到月球了,為什麼不多轉幾圈,收集各種數據?最重要的,還可以近距離看清楚後續任務的陸場,更可以看清月亮背面是什麼樣子。要知道,月球繞地球旋轉的角速度和地球自轉的角速度相同,也就是說,月球對著地球的那一面永遠對著地球,所以從來也沒有人看到過月球背面是什麼樣子。

長期以來,關於月球背面有各種說法——在電影《變形金剛》裡,月球背面是變形金剛建立的祕密基地——既然誰也沒去過,當然誰都可以猜想。當然,去月球背面也會增加風險,最主要的就是LOS(Lost Of Signal,無信號),因為月球會阻擋無線電波的傳播,在月球背面,“阿波羅”飛船與地面控制中心是完全無法通訊的(如今中國的登月計劃就很聰明,藉助“鵲橋”中繼衛星解決了月球背面通訊的問題)。

把任務的目的改成“繞月球軌道”,風險又增大了很多。如果只是去月球再回來,“阿波羅”飛船在整個過程中基本不會用到自身的動力,它只要飛向月球,然後被月球引力“甩”回來就可以。經過NASA的計算,一共有八條可行路線,這個安排基本是有把握的。

但關鍵點不在路線,而是如何按照這些路線來飛行,其中有幾個關鍵節點特別重要。

如果要繞月球軌道,則接近月球之後,“阿波羅”飛船先要減到足夠低的速度,被月球引力捕獲(這個動作叫LOI,Lunar Orbit Insection),才能繞月球軌道飛行。之後,飛船還要依靠自身發動機點火加速擺脫月球軌道,飛回地球(這個動作叫TEI,Trans-Earth Injection)。

這兩步說起來很容易理解,關鍵的問題在於,“阿波羅”飛船自身的推進系統SPS(Service Propulsion System)這時候還沒有實際測試過。無論是LOI還是TEI,都是“差之毫釐,謬以千里”的操作。如果SPS不可靠,無論是不能按時點火,還是點火時間超過預期,任務都會失敗,要麼一頭撞上地球或月球,要麼飛向深空,永遠不能回家。

當然如果你邏輯足夠好,或者觀察下圖足夠仔細,會知道在擺脫地球軌道,飛向月球的時候,也有一個類似的節點TLI(Trans-Lunar Injection)。不過與LOI和TEI不同,TLI發生的時候,“阿波羅”飛船還和“土星5號”火箭的第三級聯結在一起,動力是由第三級上的J-2發動機提供的。在1968年4月的“阿波羅6號”任務中,雖然中途出了一點狀況,但J-2發動機表現不錯,通過控制系統的補救,最終飛船仍然被送入了軌道。


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“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

許多人都知道“阿波羅”是上世紀美蘇太空競賽時,美國登月項目的代號。也記得“阿波羅11號”是人類第一次登上月球,“阿波羅13號”是不幸中的萬幸。不過“阿波羅8號”的故事似乎沒有多少人知道,這有點可惜。

要知道,在“到達月球”之前,必須先“離開地球”,而人類首次離開地球軌道(不是地球)飛向其他天體的記錄,就是“阿波羅8號”開創的。不可思議的是,這驚人的一躍,竟然是為了應對太空競賽的節奏的匆忙之舉。即便是尊重科學和工程的NASA,也不能豁免政治的壓力。

不過,NASA終於做到了,而且安全、成功做到了。他們是怎麼做的?如果你對這個故事有興趣,歡迎閱讀。

1968年8月8日,正在卡納維拉爾角訓練的宇航員Frank Borman忽然接到休斯頓的電話。打電話的人是George Low,當時是阿波羅飛船項目辦公室(Apollo Spacecraft Program Office, ASPO)的經理。在電話中,Low讓Borman火速趕回肯尼迪航天中心,有重要事情要商量。

“莫非又有事故發生了?”

之前,Borman已經有過一次這樣的經歷,那是1967年1月27日“阿波羅1號”的火災悲劇(可以參考我之前寫的《加班越狠,出成績就越多嗎?在NASA,這叫做Go Fever》)。5分鐘內,3名宇航員全部死亡,此事震動的不僅是整個NASA,而是整個國家。三名宇航員中,Borman最熟悉的是Ed White,美國太空行走第一人(如今我們還不時可以看到Ed White太空行走的錄影)。

“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

Ed White的太空行走

後來Borman得知,政府打算為三名宇航員舉行隆重的葬禮,把他們安葬在阿靈頓國家公墓——“這是華盛頓的決定”。但是Borman不同意:

我才不管是哪個該死的做的決定,Ed告訴過我,如果他不幸死去,他希望被安葬在西點軍校。如果你們不這麼做,我要去找約翰遜總統。你們這幫傢伙最好別自找麻煩。

結果四天之後,Ed White如願被安葬在西點軍校。

現在,Borman希望悲劇不要再來一次。還好,這次來的不是悲劇,卻是兩條消息和一個問題:

第一,恭喜你,你們小組被選中執行本年底的“阿波羅8號”任務;第二,中情局的情報顯示,俄國人的登月計劃正在緊張進行,他們計劃在今年底之前完成繞月球飛行。所以,我們打算改變“阿波羅8號”的原定飛行計劃,從繞地球飛行變為去月球;Borman,你打算去月球嗎?

如果第一條算是好消息,第二條就很難說好壞了。NASA確實有自己的登月計劃,而且NASA的工作一貫是步步為營的。即便距離肯尼迪的著名許諾——“在十年內把人類送上月球,再帶回來”——越來越近,NASA的計劃也是細緻謹慎的,不怕發射次數多,就怕冒進出事故。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

NASA原本的登月計劃

但是現在,NASA似乎想搞一次大躍進了。

“大躍進”似乎不是個好詞,但是登月也不是單純的科學任務,它離不開“太空競賽”的大背景(不然,NASA的大筆預算哪裡來呢?)。如果俄國人要搶先登月,那麼“哪種社會制度更好”的答案就很分明。所以,謹慎如NASA,也不得不來一次“大躍進”,三步並作一步走。而大躍進的執行者,就是Frank Borman。

Frank Borman是個特別的人,他對於世俗的東西,比如美女、金錢、名聲都沒有什麼感覺。Borman並不是NASA的第一批宇航員,等他入選宇航員的時候,“宇航員”已經成了社會矚目的天之驕子,《時代》雜誌之類也會花大價錢請他們拍封面照,更有無數女性為他們痴迷——有人已經深陷其中無法自拔,考慮和結髮妻子離婚(可以參考我之前寫的《try SCE to AUX,挽救登月的傳奇指令【修訂版】》)。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

Frank Borman,1964年攝。來源:NASA

但Borman不一樣,他只是純粹執著喜歡飛行,同時強烈地愛著自己的國家。Borman曾在西德駐紮,期間他參觀了震驚世界的達豪集中營,親眼見證了法西斯暴行的證據,因此對專制制度恨之入骨。雖然Borman熱愛和平,但是他絕不能容忍有人冒犯自己的國家,而且他也保持著簡單純粹的信念——軍人以執行命令為天職。

不過,“三步並作一步走”並不是有勇氣和意願就可以完成的,航天任務要能順利完成,離不開頭腦和智慧來確認。Borman不知道的是,Low在跟他談之前,已經和飛行指揮中心(Mission Control,也譯為“任務控制”,可以理解為,負責航天任務中地面發射之外的所有部分)的總指揮Chris Kraft確認過了(我們在之前的文章裡講過Chris Kraft的故事,飛行指揮中心就是他一手打造的)。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

Chris Kraft。來源:NASA

那是在Low得知中情局情報的第二天,Low找來Kraft問他:

如果我們要改變計劃,讓阿波羅8號飛去月球,你覺得能行嗎?

Kraft的頭腦異常清楚。回答這個問題也確實需要清醒的頭腦,而不只是亢奮的精神。

到當時為止,人類所到達的最大高度是1966年“雙子星11”創下的記錄,大約1372千米。但是,地球到月球的距離是38.4萬千米,兩者相差280倍。

這還只是直線距離的差異,更麻煩的是,在太空中,地球、月球都在高速運動,如何能到達月球,繼而返回,需要大量的計算和試驗。然而目前,登月需要的各種裝備都還在緊張準備之中……


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

2018年電影《登月第一人》中的畫面,左側是地球,右側是月球

不過,Kraft的反應出乎Low的意料,他的答案不是“行”或者“不行”,而是“怎麼做(How)?”

Kraft判斷,對計劃做這麼大的改動,尤其是各項工程的預期完工時間已經排在進度表上,人的意志再頑強,也不能違背科學規律。

Low早已想好了:

改變計劃,不帶登月艙。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

“阿波羅”的宇航員登月照片。來源:NASA

這裡解釋一下,我們通常看到的登月照片是上面這樣的。月球上,宇航員旁邊的就是登月艙。但光靠登月艙是不能從地球飛到月球去的,整個“阿波羅”飛船包含三部分:指令艙(Command Module)、服務艙(Service Module)、登月艙(Lunar Module)。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

“阿波羅”飛船示意圖。來源:NASA

指令艙是宇航員棲身的場所;服務艙存儲了液氫、液氧等等必須的資源,並有一臺(相對)巨大的發動機和噴嘴;登月艙只用來登月,非常輕量,因為太空沒有空氣,也不需要什麼堅固的防護。服務艙和指令艙絕大多數時候都是結合在一起的,合稱CSM(Command Service Module)。

在發射的時候,指令艙在最上,下面是服務艙,再下面是登月艙。進入太空之後,首先CSM和登月艙脫離,再調轉頭來,將登月艙從整流罩中“拉”出來。然後,三者共同飛向月球。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

這是CSM“調頭”調頭之後對接了登月艙的樣子


進入月球軌道之後,登月艙與指令艙、服務艙分離,下降到月球,完成任務之後,登月艙上半部分再發射升空,將宇航員送回指令艙;然後服務艙和指令艙一起飛回地球,最後指令艙脫離服務艙,單獨落入地球,任務完成。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

發射時,指令艙在最上面,登月艙在最下面。


Low的這個“奇思妙想”堪稱天才。不帶登月艙,就等於減去了很大一部分不確定因素。雖然按照思維定勢,按照之前的計劃,誰都沒想過“去月球不帶登月艙”,但是坐下來仔細分析,這完全是可能的!

但這畢竟事關重大,Kraft不敢貿然答應。他只能說:

讓我多考慮一天,再給你確切答覆。

Kraft知道,即便不帶登月艙,仍然還有不少困難需要克服。他能想到的兩大困難包括:

第一,登月需要的“土星5”火箭仍然不能完全放心,即將要發射的“阿波羅7號”只是在近地軌道驗證CSM,所以使用的是“土星IB”火箭。如果“阿波羅8”要去月球,那麼為登月準備的“土星5”火箭不但需要克服目前的技術困難,而且第一次執行載人航天任務就要前往月球,風險巨大。

第二,不帶登月艙雖然降低了複雜性,但也降低了可靠性。按照設計,登月艙在緊急情況下可以扮演“備份服務艙”的角色——在後來著名的“阿波羅13號”飛行中,服務艙意外爆炸,三名宇航員正是把登月艙作為臨時的棲身場所才得以安全返回。不帶登月艙,也就意味著全程只能依靠服務艙這根“獨苗苗”了。

第二天,Kraft給出了更驚人的答案,升級版的“阿波羅8號”:

既然要去月球,乾脆不要只是“去一趟”,最好能進入月球軌道,被月球引力捕獲,環繞月球多飛幾圈。

Kraft的考慮是,既然冒著巨大的風險到月球了,為什麼不多轉幾圈,收集各種數據?最重要的,還可以近距離看清楚後續任務的陸場,更可以看清月亮背面是什麼樣子。要知道,月球繞地球旋轉的角速度和地球自轉的角速度相同,也就是說,月球對著地球的那一面永遠對著地球,所以從來也沒有人看到過月球背面是什麼樣子。

長期以來,關於月球背面有各種說法——在電影《變形金剛》裡,月球背面是變形金剛建立的祕密基地——既然誰也沒去過,當然誰都可以猜想。當然,去月球背面也會增加風險,最主要的就是LOS(Lost Of Signal,無信號),因為月球會阻擋無線電波的傳播,在月球背面,“阿波羅”飛船與地面控制中心是完全無法通訊的(如今中國的登月計劃就很聰明,藉助“鵲橋”中繼衛星解決了月球背面通訊的問題)。

把任務的目的改成“繞月球軌道”,風險又增大了很多。如果只是去月球再回來,“阿波羅”飛船在整個過程中基本不會用到自身的動力,它只要飛向月球,然後被月球引力“甩”回來就可以。經過NASA的計算,一共有八條可行路線,這個安排基本是有把握的。

但關鍵點不在路線,而是如何按照這些路線來飛行,其中有幾個關鍵節點特別重要。

如果要繞月球軌道,則接近月球之後,“阿波羅”飛船先要減到足夠低的速度,被月球引力捕獲(這個動作叫LOI,Lunar Orbit Insection),才能繞月球軌道飛行。之後,飛船還要依靠自身發動機點火加速擺脫月球軌道,飛回地球(這個動作叫TEI,Trans-Earth Injection)。

這兩步說起來很容易理解,關鍵的問題在於,“阿波羅”飛船自身的推進系統SPS(Service Propulsion System)這時候還沒有實際測試過。無論是LOI還是TEI,都是“差之毫釐,謬以千里”的操作。如果SPS不可靠,無論是不能按時點火,還是點火時間超過預期,任務都會失敗,要麼一頭撞上地球或月球,要麼飛向深空,永遠不能回家。

當然如果你邏輯足夠好,或者觀察下圖足夠仔細,會知道在擺脫地球軌道,飛向月球的時候,也有一個類似的節點TLI(Trans-Lunar Injection)。不過與LOI和TEI不同,TLI發生的時候,“阿波羅”飛船還和“土星5號”火箭的第三級聯結在一起,動力是由第三級上的J-2發動機提供的。在1968年4月的“阿波羅6號”任務中,雖然中途出了一點狀況,但J-2發動機表現不錯,通過控制系統的補救,最終飛船仍然被送入了軌道。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

“阿波羅8號”的飛行路線

而且在“繞月球飛行高度”的問題上,Kraft希望足夠近,這樣才能為後續的月球登陸真正做好準備。但其他人提出了不同意見,認為這個計劃已經很冒險了,沒有必要繼續增大風險。最終大家達成一致,月球軌道的高度應該是112千米。

到現在,雖然Kraft和Low都覺得可行了,但事關重大,他們還不能自行決定,還必須徵得多方同意:亨茨維爾的馬歇爾航天中心,卡納維拉爾角的肯尼迪航天中心,還有華盛頓。

通常,把這些人湊到一起需要兩三週的時間,但是現在只需要一天。Low和Kraft一直等到下午2:30,拿到確定消息之後,只吃了點三明治,就搭上飛機匆匆趕往亨茨維爾。

參會的人裡最重要的是馮·布勞恩,之前納粹的V-2導彈就是他設計的,在火箭方面積累了豐富的經驗。二戰後期,美軍的“回形針”計劃把馮·布勞恩和他的團隊悉數帶回美國,很長的時間裡,NASA的航天任務都離不開馮·布勞恩和他的德國工程師。現在,馮·布勞恩擔任登月所需的“土星5”火箭的總設計師。如果火箭不能按時就緒,“阿波羅8號”的計劃就是空談。

所幸,馮·布勞恩點頭了,所有參會者都同意了。唯一的缺憾是,NASA的大老闆James Webb在維也納出差,沒有參會。大家決定,再花五天時間做好各種準備,之後去找James Webb。


"


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

許多人都知道“阿波羅”是上世紀美蘇太空競賽時,美國登月項目的代號。也記得“阿波羅11號”是人類第一次登上月球,“阿波羅13號”是不幸中的萬幸。不過“阿波羅8號”的故事似乎沒有多少人知道,這有點可惜。

要知道,在“到達月球”之前,必須先“離開地球”,而人類首次離開地球軌道(不是地球)飛向其他天體的記錄,就是“阿波羅8號”開創的。不可思議的是,這驚人的一躍,竟然是為了應對太空競賽的節奏的匆忙之舉。即便是尊重科學和工程的NASA,也不能豁免政治的壓力。

不過,NASA終於做到了,而且安全、成功做到了。他們是怎麼做的?如果你對這個故事有興趣,歡迎閱讀。

1968年8月8日,正在卡納維拉爾角訓練的宇航員Frank Borman忽然接到休斯頓的電話。打電話的人是George Low,當時是阿波羅飛船項目辦公室(Apollo Spacecraft Program Office, ASPO)的經理。在電話中,Low讓Borman火速趕回肯尼迪航天中心,有重要事情要商量。

“莫非又有事故發生了?”

之前,Borman已經有過一次這樣的經歷,那是1967年1月27日“阿波羅1號”的火災悲劇(可以參考我之前寫的《加班越狠,出成績就越多嗎?在NASA,這叫做Go Fever》)。5分鐘內,3名宇航員全部死亡,此事震動的不僅是整個NASA,而是整個國家。三名宇航員中,Borman最熟悉的是Ed White,美國太空行走第一人(如今我們還不時可以看到Ed White太空行走的錄影)。

“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

Ed White的太空行走

後來Borman得知,政府打算為三名宇航員舉行隆重的葬禮,把他們安葬在阿靈頓國家公墓——“這是華盛頓的決定”。但是Borman不同意:

我才不管是哪個該死的做的決定,Ed告訴過我,如果他不幸死去,他希望被安葬在西點軍校。如果你們不這麼做,我要去找約翰遜總統。你們這幫傢伙最好別自找麻煩。

結果四天之後,Ed White如願被安葬在西點軍校。

現在,Borman希望悲劇不要再來一次。還好,這次來的不是悲劇,卻是兩條消息和一個問題:

第一,恭喜你,你們小組被選中執行本年底的“阿波羅8號”任務;第二,中情局的情報顯示,俄國人的登月計劃正在緊張進行,他們計劃在今年底之前完成繞月球飛行。所以,我們打算改變“阿波羅8號”的原定飛行計劃,從繞地球飛行變為去月球;Borman,你打算去月球嗎?

如果第一條算是好消息,第二條就很難說好壞了。NASA確實有自己的登月計劃,而且NASA的工作一貫是步步為營的。即便距離肯尼迪的著名許諾——“在十年內把人類送上月球,再帶回來”——越來越近,NASA的計劃也是細緻謹慎的,不怕發射次數多,就怕冒進出事故。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

NASA原本的登月計劃

但是現在,NASA似乎想搞一次大躍進了。

“大躍進”似乎不是個好詞,但是登月也不是單純的科學任務,它離不開“太空競賽”的大背景(不然,NASA的大筆預算哪裡來呢?)。如果俄國人要搶先登月,那麼“哪種社會制度更好”的答案就很分明。所以,謹慎如NASA,也不得不來一次“大躍進”,三步並作一步走。而大躍進的執行者,就是Frank Borman。

Frank Borman是個特別的人,他對於世俗的東西,比如美女、金錢、名聲都沒有什麼感覺。Borman並不是NASA的第一批宇航員,等他入選宇航員的時候,“宇航員”已經成了社會矚目的天之驕子,《時代》雜誌之類也會花大價錢請他們拍封面照,更有無數女性為他們痴迷——有人已經深陷其中無法自拔,考慮和結髮妻子離婚(可以參考我之前寫的《try SCE to AUX,挽救登月的傳奇指令【修訂版】》)。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

Frank Borman,1964年攝。來源:NASA

但Borman不一樣,他只是純粹執著喜歡飛行,同時強烈地愛著自己的國家。Borman曾在西德駐紮,期間他參觀了震驚世界的達豪集中營,親眼見證了法西斯暴行的證據,因此對專制制度恨之入骨。雖然Borman熱愛和平,但是他絕不能容忍有人冒犯自己的國家,而且他也保持著簡單純粹的信念——軍人以執行命令為天職。

不過,“三步並作一步走”並不是有勇氣和意願就可以完成的,航天任務要能順利完成,離不開頭腦和智慧來確認。Borman不知道的是,Low在跟他談之前,已經和飛行指揮中心(Mission Control,也譯為“任務控制”,可以理解為,負責航天任務中地面發射之外的所有部分)的總指揮Chris Kraft確認過了(我們在之前的文章裡講過Chris Kraft的故事,飛行指揮中心就是他一手打造的)。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

Chris Kraft。來源:NASA

那是在Low得知中情局情報的第二天,Low找來Kraft問他:

如果我們要改變計劃,讓阿波羅8號飛去月球,你覺得能行嗎?

Kraft的頭腦異常清楚。回答這個問題也確實需要清醒的頭腦,而不只是亢奮的精神。

到當時為止,人類所到達的最大高度是1966年“雙子星11”創下的記錄,大約1372千米。但是,地球到月球的距離是38.4萬千米,兩者相差280倍。

這還只是直線距離的差異,更麻煩的是,在太空中,地球、月球都在高速運動,如何能到達月球,繼而返回,需要大量的計算和試驗。然而目前,登月需要的各種裝備都還在緊張準備之中……


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

2018年電影《登月第一人》中的畫面,左側是地球,右側是月球

不過,Kraft的反應出乎Low的意料,他的答案不是“行”或者“不行”,而是“怎麼做(How)?”

Kraft判斷,對計劃做這麼大的改動,尤其是各項工程的預期完工時間已經排在進度表上,人的意志再頑強,也不能違背科學規律。

Low早已想好了:

改變計劃,不帶登月艙。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

“阿波羅”的宇航員登月照片。來源:NASA

這裡解釋一下,我們通常看到的登月照片是上面這樣的。月球上,宇航員旁邊的就是登月艙。但光靠登月艙是不能從地球飛到月球去的,整個“阿波羅”飛船包含三部分:指令艙(Command Module)、服務艙(Service Module)、登月艙(Lunar Module)。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

“阿波羅”飛船示意圖。來源:NASA

指令艙是宇航員棲身的場所;服務艙存儲了液氫、液氧等等必須的資源,並有一臺(相對)巨大的發動機和噴嘴;登月艙只用來登月,非常輕量,因為太空沒有空氣,也不需要什麼堅固的防護。服務艙和指令艙絕大多數時候都是結合在一起的,合稱CSM(Command Service Module)。

在發射的時候,指令艙在最上,下面是服務艙,再下面是登月艙。進入太空之後,首先CSM和登月艙脫離,再調轉頭來,將登月艙從整流罩中“拉”出來。然後,三者共同飛向月球。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

這是CSM“調頭”調頭之後對接了登月艙的樣子


進入月球軌道之後,登月艙與指令艙、服務艙分離,下降到月球,完成任務之後,登月艙上半部分再發射升空,將宇航員送回指令艙;然後服務艙和指令艙一起飛回地球,最後指令艙脫離服務艙,單獨落入地球,任務完成。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

發射時,指令艙在最上面,登月艙在最下面。


Low的這個“奇思妙想”堪稱天才。不帶登月艙,就等於減去了很大一部分不確定因素。雖然按照思維定勢,按照之前的計劃,誰都沒想過“去月球不帶登月艙”,但是坐下來仔細分析,這完全是可能的!

但這畢竟事關重大,Kraft不敢貿然答應。他只能說:

讓我多考慮一天,再給你確切答覆。

Kraft知道,即便不帶登月艙,仍然還有不少困難需要克服。他能想到的兩大困難包括:

第一,登月需要的“土星5”火箭仍然不能完全放心,即將要發射的“阿波羅7號”只是在近地軌道驗證CSM,所以使用的是“土星IB”火箭。如果“阿波羅8”要去月球,那麼為登月準備的“土星5”火箭不但需要克服目前的技術困難,而且第一次執行載人航天任務就要前往月球,風險巨大。

第二,不帶登月艙雖然降低了複雜性,但也降低了可靠性。按照設計,登月艙在緊急情況下可以扮演“備份服務艙”的角色——在後來著名的“阿波羅13號”飛行中,服務艙意外爆炸,三名宇航員正是把登月艙作為臨時的棲身場所才得以安全返回。不帶登月艙,也就意味著全程只能依靠服務艙這根“獨苗苗”了。

第二天,Kraft給出了更驚人的答案,升級版的“阿波羅8號”:

既然要去月球,乾脆不要只是“去一趟”,最好能進入月球軌道,被月球引力捕獲,環繞月球多飛幾圈。

Kraft的考慮是,既然冒著巨大的風險到月球了,為什麼不多轉幾圈,收集各種數據?最重要的,還可以近距離看清楚後續任務的陸場,更可以看清月亮背面是什麼樣子。要知道,月球繞地球旋轉的角速度和地球自轉的角速度相同,也就是說,月球對著地球的那一面永遠對著地球,所以從來也沒有人看到過月球背面是什麼樣子。

長期以來,關於月球背面有各種說法——在電影《變形金剛》裡,月球背面是變形金剛建立的祕密基地——既然誰也沒去過,當然誰都可以猜想。當然,去月球背面也會增加風險,最主要的就是LOS(Lost Of Signal,無信號),因為月球會阻擋無線電波的傳播,在月球背面,“阿波羅”飛船與地面控制中心是完全無法通訊的(如今中國的登月計劃就很聰明,藉助“鵲橋”中繼衛星解決了月球背面通訊的問題)。

把任務的目的改成“繞月球軌道”,風險又增大了很多。如果只是去月球再回來,“阿波羅”飛船在整個過程中基本不會用到自身的動力,它只要飛向月球,然後被月球引力“甩”回來就可以。經過NASA的計算,一共有八條可行路線,這個安排基本是有把握的。

但關鍵點不在路線,而是如何按照這些路線來飛行,其中有幾個關鍵節點特別重要。

如果要繞月球軌道,則接近月球之後,“阿波羅”飛船先要減到足夠低的速度,被月球引力捕獲(這個動作叫LOI,Lunar Orbit Insection),才能繞月球軌道飛行。之後,飛船還要依靠自身發動機點火加速擺脫月球軌道,飛回地球(這個動作叫TEI,Trans-Earth Injection)。

這兩步說起來很容易理解,關鍵的問題在於,“阿波羅”飛船自身的推進系統SPS(Service Propulsion System)這時候還沒有實際測試過。無論是LOI還是TEI,都是“差之毫釐,謬以千里”的操作。如果SPS不可靠,無論是不能按時點火,還是點火時間超過預期,任務都會失敗,要麼一頭撞上地球或月球,要麼飛向深空,永遠不能回家。

當然如果你邏輯足夠好,或者觀察下圖足夠仔細,會知道在擺脫地球軌道,飛向月球的時候,也有一個類似的節點TLI(Trans-Lunar Injection)。不過與LOI和TEI不同,TLI發生的時候,“阿波羅”飛船還和“土星5號”火箭的第三級聯結在一起,動力是由第三級上的J-2發動機提供的。在1968年4月的“阿波羅6號”任務中,雖然中途出了一點狀況,但J-2發動機表現不錯,通過控制系統的補救,最終飛船仍然被送入了軌道。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

“阿波羅8號”的飛行路線

而且在“繞月球飛行高度”的問題上,Kraft希望足夠近,這樣才能為後續的月球登陸真正做好準備。但其他人提出了不同意見,認為這個計劃已經很冒險了,沒有必要繼續增大風險。最終大家達成一致,月球軌道的高度應該是112千米。

到現在,雖然Kraft和Low都覺得可行了,但事關重大,他們還不能自行決定,還必須徵得多方同意:亨茨維爾的馬歇爾航天中心,卡納維拉爾角的肯尼迪航天中心,還有華盛頓。

通常,把這些人湊到一起需要兩三週的時間,但是現在只需要一天。Low和Kraft一直等到下午2:30,拿到確定消息之後,只吃了點三明治,就搭上飛機匆匆趕往亨茨維爾。

參會的人裡最重要的是馮·布勞恩,之前納粹的V-2導彈就是他設計的,在火箭方面積累了豐富的經驗。二戰後期,美軍的“回形針”計劃把馮·布勞恩和他的團隊悉數帶回美國,很長的時間裡,NASA的航天任務都離不開馮·布勞恩和他的德國工程師。現在,馮·布勞恩擔任登月所需的“土星5”火箭的總設計師。如果火箭不能按時就緒,“阿波羅8號”的計劃就是空談。

所幸,馮·布勞恩點頭了,所有參會者都同意了。唯一的缺憾是,NASA的大老闆James Webb在維也納出差,沒有參會。大家決定,再花五天時間做好各種準備,之後去找James Webb。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

月球車駕照,編號001,頒發給James Webb。來源:Wikimedia

在宇航員這邊,做決定的是Deke Slayton,他之前是“水星七人”之一,但沒有上天,後來專門負責培訓和挑選宇航員。本來,“阿波羅8號”的首選成員是James McDivitt的三人小組。但是Slayton考慮到,McDivitt的團隊更熟悉登月艙,但本次任務不會攜帶登月艙,所以決定選擇Borman的小組,這才有本文開始的一幕。

不過,Borman還需要和他的組員聊一聊,他的團隊裡還有Jim Lovell和William Anders。Borman和Jim都是40歲,也曾經一起執行過“雙子星7號”任務,已經很有默契。對Jim來說,能執行“阿波羅8號”任務已經求之不得了,能去月球那就更是喜出望外了。

與Borman那種強烈的使命感不同,Jim一直是樂觀開朗、勇於探索的,他從小就熱愛航天,中學時候自己做過一枚火箭飛上天,後來成為了海軍試飛員。Jim是最早一批報名宇航員的試飛員,但因為體檢不合格被刷下來,雖然Jim認為這是醫生弄錯了數據——“你們還不知道火箭是什麼的時候,我做的火箭就上天了”。


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“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

許多人都知道“阿波羅”是上世紀美蘇太空競賽時,美國登月項目的代號。也記得“阿波羅11號”是人類第一次登上月球,“阿波羅13號”是不幸中的萬幸。不過“阿波羅8號”的故事似乎沒有多少人知道,這有點可惜。

要知道,在“到達月球”之前,必須先“離開地球”,而人類首次離開地球軌道(不是地球)飛向其他天體的記錄,就是“阿波羅8號”開創的。不可思議的是,這驚人的一躍,竟然是為了應對太空競賽的節奏的匆忙之舉。即便是尊重科學和工程的NASA,也不能豁免政治的壓力。

不過,NASA終於做到了,而且安全、成功做到了。他們是怎麼做的?如果你對這個故事有興趣,歡迎閱讀。

1968年8月8日,正在卡納維拉爾角訓練的宇航員Frank Borman忽然接到休斯頓的電話。打電話的人是George Low,當時是阿波羅飛船項目辦公室(Apollo Spacecraft Program Office, ASPO)的經理。在電話中,Low讓Borman火速趕回肯尼迪航天中心,有重要事情要商量。

“莫非又有事故發生了?”

之前,Borman已經有過一次這樣的經歷,那是1967年1月27日“阿波羅1號”的火災悲劇(可以參考我之前寫的《加班越狠,出成績就越多嗎?在NASA,這叫做Go Fever》)。5分鐘內,3名宇航員全部死亡,此事震動的不僅是整個NASA,而是整個國家。三名宇航員中,Borman最熟悉的是Ed White,美國太空行走第一人(如今我們還不時可以看到Ed White太空行走的錄影)。

“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

Ed White的太空行走

後來Borman得知,政府打算為三名宇航員舉行隆重的葬禮,把他們安葬在阿靈頓國家公墓——“這是華盛頓的決定”。但是Borman不同意:

我才不管是哪個該死的做的決定,Ed告訴過我,如果他不幸死去,他希望被安葬在西點軍校。如果你們不這麼做,我要去找約翰遜總統。你們這幫傢伙最好別自找麻煩。

結果四天之後,Ed White如願被安葬在西點軍校。

現在,Borman希望悲劇不要再來一次。還好,這次來的不是悲劇,卻是兩條消息和一個問題:

第一,恭喜你,你們小組被選中執行本年底的“阿波羅8號”任務;第二,中情局的情報顯示,俄國人的登月計劃正在緊張進行,他們計劃在今年底之前完成繞月球飛行。所以,我們打算改變“阿波羅8號”的原定飛行計劃,從繞地球飛行變為去月球;Borman,你打算去月球嗎?

如果第一條算是好消息,第二條就很難說好壞了。NASA確實有自己的登月計劃,而且NASA的工作一貫是步步為營的。即便距離肯尼迪的著名許諾——“在十年內把人類送上月球,再帶回來”——越來越近,NASA的計劃也是細緻謹慎的,不怕發射次數多,就怕冒進出事故。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

NASA原本的登月計劃

但是現在,NASA似乎想搞一次大躍進了。

“大躍進”似乎不是個好詞,但是登月也不是單純的科學任務,它離不開“太空競賽”的大背景(不然,NASA的大筆預算哪裡來呢?)。如果俄國人要搶先登月,那麼“哪種社會制度更好”的答案就很分明。所以,謹慎如NASA,也不得不來一次“大躍進”,三步並作一步走。而大躍進的執行者,就是Frank Borman。

Frank Borman是個特別的人,他對於世俗的東西,比如美女、金錢、名聲都沒有什麼感覺。Borman並不是NASA的第一批宇航員,等他入選宇航員的時候,“宇航員”已經成了社會矚目的天之驕子,《時代》雜誌之類也會花大價錢請他們拍封面照,更有無數女性為他們痴迷——有人已經深陷其中無法自拔,考慮和結髮妻子離婚(可以參考我之前寫的《try SCE to AUX,挽救登月的傳奇指令【修訂版】》)。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

Frank Borman,1964年攝。來源:NASA

但Borman不一樣,他只是純粹執著喜歡飛行,同時強烈地愛著自己的國家。Borman曾在西德駐紮,期間他參觀了震驚世界的達豪集中營,親眼見證了法西斯暴行的證據,因此對專制制度恨之入骨。雖然Borman熱愛和平,但是他絕不能容忍有人冒犯自己的國家,而且他也保持著簡單純粹的信念——軍人以執行命令為天職。

不過,“三步並作一步走”並不是有勇氣和意願就可以完成的,航天任務要能順利完成,離不開頭腦和智慧來確認。Borman不知道的是,Low在跟他談之前,已經和飛行指揮中心(Mission Control,也譯為“任務控制”,可以理解為,負責航天任務中地面發射之外的所有部分)的總指揮Chris Kraft確認過了(我們在之前的文章裡講過Chris Kraft的故事,飛行指揮中心就是他一手打造的)。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

Chris Kraft。來源:NASA

那是在Low得知中情局情報的第二天,Low找來Kraft問他:

如果我們要改變計劃,讓阿波羅8號飛去月球,你覺得能行嗎?

Kraft的頭腦異常清楚。回答這個問題也確實需要清醒的頭腦,而不只是亢奮的精神。

到當時為止,人類所到達的最大高度是1966年“雙子星11”創下的記錄,大約1372千米。但是,地球到月球的距離是38.4萬千米,兩者相差280倍。

這還只是直線距離的差異,更麻煩的是,在太空中,地球、月球都在高速運動,如何能到達月球,繼而返回,需要大量的計算和試驗。然而目前,登月需要的各種裝備都還在緊張準備之中……


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

2018年電影《登月第一人》中的畫面,左側是地球,右側是月球

不過,Kraft的反應出乎Low的意料,他的答案不是“行”或者“不行”,而是“怎麼做(How)?”

Kraft判斷,對計劃做這麼大的改動,尤其是各項工程的預期完工時間已經排在進度表上,人的意志再頑強,也不能違背科學規律。

Low早已想好了:

改變計劃,不帶登月艙。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

“阿波羅”的宇航員登月照片。來源:NASA

這裡解釋一下,我們通常看到的登月照片是上面這樣的。月球上,宇航員旁邊的就是登月艙。但光靠登月艙是不能從地球飛到月球去的,整個“阿波羅”飛船包含三部分:指令艙(Command Module)、服務艙(Service Module)、登月艙(Lunar Module)。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

“阿波羅”飛船示意圖。來源:NASA

指令艙是宇航員棲身的場所;服務艙存儲了液氫、液氧等等必須的資源,並有一臺(相對)巨大的發動機和噴嘴;登月艙只用來登月,非常輕量,因為太空沒有空氣,也不需要什麼堅固的防護。服務艙和指令艙絕大多數時候都是結合在一起的,合稱CSM(Command Service Module)。

在發射的時候,指令艙在最上,下面是服務艙,再下面是登月艙。進入太空之後,首先CSM和登月艙脫離,再調轉頭來,將登月艙從整流罩中“拉”出來。然後,三者共同飛向月球。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

這是CSM“調頭”調頭之後對接了登月艙的樣子


進入月球軌道之後,登月艙與指令艙、服務艙分離,下降到月球,完成任務之後,登月艙上半部分再發射升空,將宇航員送回指令艙;然後服務艙和指令艙一起飛回地球,最後指令艙脫離服務艙,單獨落入地球,任務完成。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

發射時,指令艙在最上面,登月艙在最下面。


Low的這個“奇思妙想”堪稱天才。不帶登月艙,就等於減去了很大一部分不確定因素。雖然按照思維定勢,按照之前的計劃,誰都沒想過“去月球不帶登月艙”,但是坐下來仔細分析,這完全是可能的!

但這畢竟事關重大,Kraft不敢貿然答應。他只能說:

讓我多考慮一天,再給你確切答覆。

Kraft知道,即便不帶登月艙,仍然還有不少困難需要克服。他能想到的兩大困難包括:

第一,登月需要的“土星5”火箭仍然不能完全放心,即將要發射的“阿波羅7號”只是在近地軌道驗證CSM,所以使用的是“土星IB”火箭。如果“阿波羅8”要去月球,那麼為登月準備的“土星5”火箭不但需要克服目前的技術困難,而且第一次執行載人航天任務就要前往月球,風險巨大。

第二,不帶登月艙雖然降低了複雜性,但也降低了可靠性。按照設計,登月艙在緊急情況下可以扮演“備份服務艙”的角色——在後來著名的“阿波羅13號”飛行中,服務艙意外爆炸,三名宇航員正是把登月艙作為臨時的棲身場所才得以安全返回。不帶登月艙,也就意味著全程只能依靠服務艙這根“獨苗苗”了。

第二天,Kraft給出了更驚人的答案,升級版的“阿波羅8號”:

既然要去月球,乾脆不要只是“去一趟”,最好能進入月球軌道,被月球引力捕獲,環繞月球多飛幾圈。

Kraft的考慮是,既然冒著巨大的風險到月球了,為什麼不多轉幾圈,收集各種數據?最重要的,還可以近距離看清楚後續任務的陸場,更可以看清月亮背面是什麼樣子。要知道,月球繞地球旋轉的角速度和地球自轉的角速度相同,也就是說,月球對著地球的那一面永遠對著地球,所以從來也沒有人看到過月球背面是什麼樣子。

長期以來,關於月球背面有各種說法——在電影《變形金剛》裡,月球背面是變形金剛建立的祕密基地——既然誰也沒去過,當然誰都可以猜想。當然,去月球背面也會增加風險,最主要的就是LOS(Lost Of Signal,無信號),因為月球會阻擋無線電波的傳播,在月球背面,“阿波羅”飛船與地面控制中心是完全無法通訊的(如今中國的登月計劃就很聰明,藉助“鵲橋”中繼衛星解決了月球背面通訊的問題)。

把任務的目的改成“繞月球軌道”,風險又增大了很多。如果只是去月球再回來,“阿波羅”飛船在整個過程中基本不會用到自身的動力,它只要飛向月球,然後被月球引力“甩”回來就可以。經過NASA的計算,一共有八條可行路線,這個安排基本是有把握的。

但關鍵點不在路線,而是如何按照這些路線來飛行,其中有幾個關鍵節點特別重要。

如果要繞月球軌道,則接近月球之後,“阿波羅”飛船先要減到足夠低的速度,被月球引力捕獲(這個動作叫LOI,Lunar Orbit Insection),才能繞月球軌道飛行。之後,飛船還要依靠自身發動機點火加速擺脫月球軌道,飛回地球(這個動作叫TEI,Trans-Earth Injection)。

這兩步說起來很容易理解,關鍵的問題在於,“阿波羅”飛船自身的推進系統SPS(Service Propulsion System)這時候還沒有實際測試過。無論是LOI還是TEI,都是“差之毫釐,謬以千里”的操作。如果SPS不可靠,無論是不能按時點火,還是點火時間超過預期,任務都會失敗,要麼一頭撞上地球或月球,要麼飛向深空,永遠不能回家。

當然如果你邏輯足夠好,或者觀察下圖足夠仔細,會知道在擺脫地球軌道,飛向月球的時候,也有一個類似的節點TLI(Trans-Lunar Injection)。不過與LOI和TEI不同,TLI發生的時候,“阿波羅”飛船還和“土星5號”火箭的第三級聯結在一起,動力是由第三級上的J-2發動機提供的。在1968年4月的“阿波羅6號”任務中,雖然中途出了一點狀況,但J-2發動機表現不錯,通過控制系統的補救,最終飛船仍然被送入了軌道。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

“阿波羅8號”的飛行路線

而且在“繞月球飛行高度”的問題上,Kraft希望足夠近,這樣才能為後續的月球登陸真正做好準備。但其他人提出了不同意見,認為這個計劃已經很冒險了,沒有必要繼續增大風險。最終大家達成一致,月球軌道的高度應該是112千米。

到現在,雖然Kraft和Low都覺得可行了,但事關重大,他們還不能自行決定,還必須徵得多方同意:亨茨維爾的馬歇爾航天中心,卡納維拉爾角的肯尼迪航天中心,還有華盛頓。

通常,把這些人湊到一起需要兩三週的時間,但是現在只需要一天。Low和Kraft一直等到下午2:30,拿到確定消息之後,只吃了點三明治,就搭上飛機匆匆趕往亨茨維爾。

參會的人裡最重要的是馮·布勞恩,之前納粹的V-2導彈就是他設計的,在火箭方面積累了豐富的經驗。二戰後期,美軍的“回形針”計劃把馮·布勞恩和他的團隊悉數帶回美國,很長的時間裡,NASA的航天任務都離不開馮·布勞恩和他的德國工程師。現在,馮·布勞恩擔任登月所需的“土星5”火箭的總設計師。如果火箭不能按時就緒,“阿波羅8號”的計劃就是空談。

所幸,馮·布勞恩點頭了,所有參會者都同意了。唯一的缺憾是,NASA的大老闆James Webb在維也納出差,沒有參會。大家決定,再花五天時間做好各種準備,之後去找James Webb。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

月球車駕照,編號001,頒發給James Webb。來源:Wikimedia

在宇航員這邊,做決定的是Deke Slayton,他之前是“水星七人”之一,但沒有上天,後來專門負責培訓和挑選宇航員。本來,“阿波羅8號”的首選成員是James McDivitt的三人小組。但是Slayton考慮到,McDivitt的團隊更熟悉登月艙,但本次任務不會攜帶登月艙,所以決定選擇Borman的小組,這才有本文開始的一幕。

不過,Borman還需要和他的組員聊一聊,他的團隊裡還有Jim Lovell和William Anders。Borman和Jim都是40歲,也曾經一起執行過“雙子星7號”任務,已經很有默契。對Jim來說,能執行“阿波羅8號”任務已經求之不得了,能去月球那就更是喜出望外了。

與Borman那種強烈的使命感不同,Jim一直是樂觀開朗、勇於探索的,他從小就熱愛航天,中學時候自己做過一枚火箭飛上天,後來成為了海軍試飛員。Jim是最早一批報名宇航員的試飛員,但因為體檢不合格被刷下來,雖然Jim認為這是醫生弄錯了數據——“你們還不知道火箭是什麼的時候,我做的火箭就上天了”。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

Tom Hanks在《阿波羅13號》中飾演的人物原型就是Jim Lovell,倆人還真有點像

功夫不負有心人,後來Jim終於成功入選宇航員。在“雙子星7號”任務期間,還發生了一件趣事。

當時,Jim與Borman在太空與“雙子星6A”對接,“雙子星6A”的成員Walter M. Schirra和Thomas P. Stafford給“雙子星7”發來一條燈光信號“打倒陸軍”,Jim一看就狂笑不止——Schirra, Stafford, Jim都是海軍出身,只有Borman是陸軍出身。Borman雖然覺得無聊甚至有點惱火,但也只能按通信規定回覆“收到”。

唯一有遲疑的是Anders,34歲的Anders一直是作為登月艙駕駛員來訓練的,如今飛行任務並不攜帶登月艙,意味著他只能呆在指令艙,與登月無緣了,而且,這還是一趟充滿危險的旅程。

Anders之前也是飛行員,在軍校,他親眼目睹了航空母艦上的飛行事故,還是選擇了空軍。後來Anders在冰島負責攔截蘇聯飛機,有一次,雙方接近到他甚至可以看到蘇聯飛行員眼珠的顏色。在空中,蘇聯人對Anders微笑致意,他則迴應美國式招呼:豎起中指。三個月之後,蘇聯飛行員再遇到豎起中指的美國人,就舉起一張事先寫好的紙條:We F**k Your Sisters。

這個故事讓美國人大笑不止。他們現在才知道,從俄國佬第一次看到豎起中指,再一層層向上彙報、解讀,最後最高決策層下令,再一層層傳達下來,最後可以出示一張紙條,整個過程竟然要三個月。


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“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

許多人都知道“阿波羅”是上世紀美蘇太空競賽時,美國登月項目的代號。也記得“阿波羅11號”是人類第一次登上月球,“阿波羅13號”是不幸中的萬幸。不過“阿波羅8號”的故事似乎沒有多少人知道,這有點可惜。

要知道,在“到達月球”之前,必須先“離開地球”,而人類首次離開地球軌道(不是地球)飛向其他天體的記錄,就是“阿波羅8號”開創的。不可思議的是,這驚人的一躍,竟然是為了應對太空競賽的節奏的匆忙之舉。即便是尊重科學和工程的NASA,也不能豁免政治的壓力。

不過,NASA終於做到了,而且安全、成功做到了。他們是怎麼做的?如果你對這個故事有興趣,歡迎閱讀。

1968年8月8日,正在卡納維拉爾角訓練的宇航員Frank Borman忽然接到休斯頓的電話。打電話的人是George Low,當時是阿波羅飛船項目辦公室(Apollo Spacecraft Program Office, ASPO)的經理。在電話中,Low讓Borman火速趕回肯尼迪航天中心,有重要事情要商量。

“莫非又有事故發生了?”

之前,Borman已經有過一次這樣的經歷,那是1967年1月27日“阿波羅1號”的火災悲劇(可以參考我之前寫的《加班越狠,出成績就越多嗎?在NASA,這叫做Go Fever》)。5分鐘內,3名宇航員全部死亡,此事震動的不僅是整個NASA,而是整個國家。三名宇航員中,Borman最熟悉的是Ed White,美國太空行走第一人(如今我們還不時可以看到Ed White太空行走的錄影)。

“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

Ed White的太空行走

後來Borman得知,政府打算為三名宇航員舉行隆重的葬禮,把他們安葬在阿靈頓國家公墓——“這是華盛頓的決定”。但是Borman不同意:

我才不管是哪個該死的做的決定,Ed告訴過我,如果他不幸死去,他希望被安葬在西點軍校。如果你們不這麼做,我要去找約翰遜總統。你們這幫傢伙最好別自找麻煩。

結果四天之後,Ed White如願被安葬在西點軍校。

現在,Borman希望悲劇不要再來一次。還好,這次來的不是悲劇,卻是兩條消息和一個問題:

第一,恭喜你,你們小組被選中執行本年底的“阿波羅8號”任務;第二,中情局的情報顯示,俄國人的登月計劃正在緊張進行,他們計劃在今年底之前完成繞月球飛行。所以,我們打算改變“阿波羅8號”的原定飛行計劃,從繞地球飛行變為去月球;Borman,你打算去月球嗎?

如果第一條算是好消息,第二條就很難說好壞了。NASA確實有自己的登月計劃,而且NASA的工作一貫是步步為營的。即便距離肯尼迪的著名許諾——“在十年內把人類送上月球,再帶回來”——越來越近,NASA的計劃也是細緻謹慎的,不怕發射次數多,就怕冒進出事故。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

NASA原本的登月計劃

但是現在,NASA似乎想搞一次大躍進了。

“大躍進”似乎不是個好詞,但是登月也不是單純的科學任務,它離不開“太空競賽”的大背景(不然,NASA的大筆預算哪裡來呢?)。如果俄國人要搶先登月,那麼“哪種社會制度更好”的答案就很分明。所以,謹慎如NASA,也不得不來一次“大躍進”,三步並作一步走。而大躍進的執行者,就是Frank Borman。

Frank Borman是個特別的人,他對於世俗的東西,比如美女、金錢、名聲都沒有什麼感覺。Borman並不是NASA的第一批宇航員,等他入選宇航員的時候,“宇航員”已經成了社會矚目的天之驕子,《時代》雜誌之類也會花大價錢請他們拍封面照,更有無數女性為他們痴迷——有人已經深陷其中無法自拔,考慮和結髮妻子離婚(可以參考我之前寫的《try SCE to AUX,挽救登月的傳奇指令【修訂版】》)。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

Frank Borman,1964年攝。來源:NASA

但Borman不一樣,他只是純粹執著喜歡飛行,同時強烈地愛著自己的國家。Borman曾在西德駐紮,期間他參觀了震驚世界的達豪集中營,親眼見證了法西斯暴行的證據,因此對專制制度恨之入骨。雖然Borman熱愛和平,但是他絕不能容忍有人冒犯自己的國家,而且他也保持著簡單純粹的信念——軍人以執行命令為天職。

不過,“三步並作一步走”並不是有勇氣和意願就可以完成的,航天任務要能順利完成,離不開頭腦和智慧來確認。Borman不知道的是,Low在跟他談之前,已經和飛行指揮中心(Mission Control,也譯為“任務控制”,可以理解為,負責航天任務中地面發射之外的所有部分)的總指揮Chris Kraft確認過了(我們在之前的文章裡講過Chris Kraft的故事,飛行指揮中心就是他一手打造的)。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

Chris Kraft。來源:NASA

那是在Low得知中情局情報的第二天,Low找來Kraft問他:

如果我們要改變計劃,讓阿波羅8號飛去月球,你覺得能行嗎?

Kraft的頭腦異常清楚。回答這個問題也確實需要清醒的頭腦,而不只是亢奮的精神。

到當時為止,人類所到達的最大高度是1966年“雙子星11”創下的記錄,大約1372千米。但是,地球到月球的距離是38.4萬千米,兩者相差280倍。

這還只是直線距離的差異,更麻煩的是,在太空中,地球、月球都在高速運動,如何能到達月球,繼而返回,需要大量的計算和試驗。然而目前,登月需要的各種裝備都還在緊張準備之中……


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

2018年電影《登月第一人》中的畫面,左側是地球,右側是月球

不過,Kraft的反應出乎Low的意料,他的答案不是“行”或者“不行”,而是“怎麼做(How)?”

Kraft判斷,對計劃做這麼大的改動,尤其是各項工程的預期完工時間已經排在進度表上,人的意志再頑強,也不能違背科學規律。

Low早已想好了:

改變計劃,不帶登月艙。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

“阿波羅”的宇航員登月照片。來源:NASA

這裡解釋一下,我們通常看到的登月照片是上面這樣的。月球上,宇航員旁邊的就是登月艙。但光靠登月艙是不能從地球飛到月球去的,整個“阿波羅”飛船包含三部分:指令艙(Command Module)、服務艙(Service Module)、登月艙(Lunar Module)。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

“阿波羅”飛船示意圖。來源:NASA

指令艙是宇航員棲身的場所;服務艙存儲了液氫、液氧等等必須的資源,並有一臺(相對)巨大的發動機和噴嘴;登月艙只用來登月,非常輕量,因為太空沒有空氣,也不需要什麼堅固的防護。服務艙和指令艙絕大多數時候都是結合在一起的,合稱CSM(Command Service Module)。

在發射的時候,指令艙在最上,下面是服務艙,再下面是登月艙。進入太空之後,首先CSM和登月艙脫離,再調轉頭來,將登月艙從整流罩中“拉”出來。然後,三者共同飛向月球。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

這是CSM“調頭”調頭之後對接了登月艙的樣子


進入月球軌道之後,登月艙與指令艙、服務艙分離,下降到月球,完成任務之後,登月艙上半部分再發射升空,將宇航員送回指令艙;然後服務艙和指令艙一起飛回地球,最後指令艙脫離服務艙,單獨落入地球,任務完成。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

發射時,指令艙在最上面,登月艙在最下面。


Low的這個“奇思妙想”堪稱天才。不帶登月艙,就等於減去了很大一部分不確定因素。雖然按照思維定勢,按照之前的計劃,誰都沒想過“去月球不帶登月艙”,但是坐下來仔細分析,這完全是可能的!

但這畢竟事關重大,Kraft不敢貿然答應。他只能說:

讓我多考慮一天,再給你確切答覆。

Kraft知道,即便不帶登月艙,仍然還有不少困難需要克服。他能想到的兩大困難包括:

第一,登月需要的“土星5”火箭仍然不能完全放心,即將要發射的“阿波羅7號”只是在近地軌道驗證CSM,所以使用的是“土星IB”火箭。如果“阿波羅8”要去月球,那麼為登月準備的“土星5”火箭不但需要克服目前的技術困難,而且第一次執行載人航天任務就要前往月球,風險巨大。

第二,不帶登月艙雖然降低了複雜性,但也降低了可靠性。按照設計,登月艙在緊急情況下可以扮演“備份服務艙”的角色——在後來著名的“阿波羅13號”飛行中,服務艙意外爆炸,三名宇航員正是把登月艙作為臨時的棲身場所才得以安全返回。不帶登月艙,也就意味著全程只能依靠服務艙這根“獨苗苗”了。

第二天,Kraft給出了更驚人的答案,升級版的“阿波羅8號”:

既然要去月球,乾脆不要只是“去一趟”,最好能進入月球軌道,被月球引力捕獲,環繞月球多飛幾圈。

Kraft的考慮是,既然冒著巨大的風險到月球了,為什麼不多轉幾圈,收集各種數據?最重要的,還可以近距離看清楚後續任務的陸場,更可以看清月亮背面是什麼樣子。要知道,月球繞地球旋轉的角速度和地球自轉的角速度相同,也就是說,月球對著地球的那一面永遠對著地球,所以從來也沒有人看到過月球背面是什麼樣子。

長期以來,關於月球背面有各種說法——在電影《變形金剛》裡,月球背面是變形金剛建立的祕密基地——既然誰也沒去過,當然誰都可以猜想。當然,去月球背面也會增加風險,最主要的就是LOS(Lost Of Signal,無信號),因為月球會阻擋無線電波的傳播,在月球背面,“阿波羅”飛船與地面控制中心是完全無法通訊的(如今中國的登月計劃就很聰明,藉助“鵲橋”中繼衛星解決了月球背面通訊的問題)。

把任務的目的改成“繞月球軌道”,風險又增大了很多。如果只是去月球再回來,“阿波羅”飛船在整個過程中基本不會用到自身的動力,它只要飛向月球,然後被月球引力“甩”回來就可以。經過NASA的計算,一共有八條可行路線,這個安排基本是有把握的。

但關鍵點不在路線,而是如何按照這些路線來飛行,其中有幾個關鍵節點特別重要。

如果要繞月球軌道,則接近月球之後,“阿波羅”飛船先要減到足夠低的速度,被月球引力捕獲(這個動作叫LOI,Lunar Orbit Insection),才能繞月球軌道飛行。之後,飛船還要依靠自身發動機點火加速擺脫月球軌道,飛回地球(這個動作叫TEI,Trans-Earth Injection)。

這兩步說起來很容易理解,關鍵的問題在於,“阿波羅”飛船自身的推進系統SPS(Service Propulsion System)這時候還沒有實際測試過。無論是LOI還是TEI,都是“差之毫釐,謬以千里”的操作。如果SPS不可靠,無論是不能按時點火,還是點火時間超過預期,任務都會失敗,要麼一頭撞上地球或月球,要麼飛向深空,永遠不能回家。

當然如果你邏輯足夠好,或者觀察下圖足夠仔細,會知道在擺脫地球軌道,飛向月球的時候,也有一個類似的節點TLI(Trans-Lunar Injection)。不過與LOI和TEI不同,TLI發生的時候,“阿波羅”飛船還和“土星5號”火箭的第三級聯結在一起,動力是由第三級上的J-2發動機提供的。在1968年4月的“阿波羅6號”任務中,雖然中途出了一點狀況,但J-2發動機表現不錯,通過控制系統的補救,最終飛船仍然被送入了軌道。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

“阿波羅8號”的飛行路線

而且在“繞月球飛行高度”的問題上,Kraft希望足夠近,這樣才能為後續的月球登陸真正做好準備。但其他人提出了不同意見,認為這個計劃已經很冒險了,沒有必要繼續增大風險。最終大家達成一致,月球軌道的高度應該是112千米。

到現在,雖然Kraft和Low都覺得可行了,但事關重大,他們還不能自行決定,還必須徵得多方同意:亨茨維爾的馬歇爾航天中心,卡納維拉爾角的肯尼迪航天中心,還有華盛頓。

通常,把這些人湊到一起需要兩三週的時間,但是現在只需要一天。Low和Kraft一直等到下午2:30,拿到確定消息之後,只吃了點三明治,就搭上飛機匆匆趕往亨茨維爾。

參會的人裡最重要的是馮·布勞恩,之前納粹的V-2導彈就是他設計的,在火箭方面積累了豐富的經驗。二戰後期,美軍的“回形針”計劃把馮·布勞恩和他的團隊悉數帶回美國,很長的時間裡,NASA的航天任務都離不開馮·布勞恩和他的德國工程師。現在,馮·布勞恩擔任登月所需的“土星5”火箭的總設計師。如果火箭不能按時就緒,“阿波羅8號”的計劃就是空談。

所幸,馮·布勞恩點頭了,所有參會者都同意了。唯一的缺憾是,NASA的大老闆James Webb在維也納出差,沒有參會。大家決定,再花五天時間做好各種準備,之後去找James Webb。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

月球車駕照,編號001,頒發給James Webb。來源:Wikimedia

在宇航員這邊,做決定的是Deke Slayton,他之前是“水星七人”之一,但沒有上天,後來專門負責培訓和挑選宇航員。本來,“阿波羅8號”的首選成員是James McDivitt的三人小組。但是Slayton考慮到,McDivitt的團隊更熟悉登月艙,但本次任務不會攜帶登月艙,所以決定選擇Borman的小組,這才有本文開始的一幕。

不過,Borman還需要和他的組員聊一聊,他的團隊裡還有Jim Lovell和William Anders。Borman和Jim都是40歲,也曾經一起執行過“雙子星7號”任務,已經很有默契。對Jim來說,能執行“阿波羅8號”任務已經求之不得了,能去月球那就更是喜出望外了。

與Borman那種強烈的使命感不同,Jim一直是樂觀開朗、勇於探索的,他從小就熱愛航天,中學時候自己做過一枚火箭飛上天,後來成為了海軍試飛員。Jim是最早一批報名宇航員的試飛員,但因為體檢不合格被刷下來,雖然Jim認為這是醫生弄錯了數據——“你們還不知道火箭是什麼的時候,我做的火箭就上天了”。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

Tom Hanks在《阿波羅13號》中飾演的人物原型就是Jim Lovell,倆人還真有點像

功夫不負有心人,後來Jim終於成功入選宇航員。在“雙子星7號”任務期間,還發生了一件趣事。

當時,Jim與Borman在太空與“雙子星6A”對接,“雙子星6A”的成員Walter M. Schirra和Thomas P. Stafford給“雙子星7”發來一條燈光信號“打倒陸軍”,Jim一看就狂笑不止——Schirra, Stafford, Jim都是海軍出身,只有Borman是陸軍出身。Borman雖然覺得無聊甚至有點惱火,但也只能按通信規定回覆“收到”。

唯一有遲疑的是Anders,34歲的Anders一直是作為登月艙駕駛員來訓練的,如今飛行任務並不攜帶登月艙,意味著他只能呆在指令艙,與登月無緣了,而且,這還是一趟充滿危險的旅程。

Anders之前也是飛行員,在軍校,他親眼目睹了航空母艦上的飛行事故,還是選擇了空軍。後來Anders在冰島負責攔截蘇聯飛機,有一次,雙方接近到他甚至可以看到蘇聯飛行員眼珠的顏色。在空中,蘇聯人對Anders微笑致意,他則迴應美國式招呼:豎起中指。三個月之後,蘇聯飛行員再遇到豎起中指的美國人,就舉起一張事先寫好的紙條:We F**k Your Sisters。

這個故事讓美國人大笑不止。他們現在才知道,從俄國佬第一次看到豎起中指,再一層層向上彙報、解讀,最後最高決策層下令,再一層層傳達下來,最後可以出示一張紙條,整個過程竟然要三個月。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

William Anders,比其他兩人年輕6歲。

有一天,Anders聽到廣播裡,NASA在招聘第三批宇航員。之前都有個門檻“必須是試飛員”,但是這一次,NASA多加了一條,“如果不是試飛員,但擁有高等教育的學歷,也可以參加”。與許多宇航員入選之後再接受教育的情況不同,從小熱愛探索自然的Anders早已取得了電氣工程的學士學位與核工程的碩士學位,新增的條款簡直就是為他量身打造的一般。他報名了,而且入選了。

Anders的妻子是Valerie,自結婚以來,Anders已經多次執行危險任務,Valerie也習慣了時常有人發生意外的情況。她總是相信:Anders會有好運的,他與眾不同。這一次,Valerie給了Anders一個吻,告訴他,自己相信NASA,相信這次任務一定能完成,更相信他的丈夫。

當然,Borman還要面對自己的妻子Susan。Susan是一位堅強的女性,小時候她父親突發病重,母親讓她趕緊去叫醫生帶養起來,等Susan趕回來她父親已經去世了,“你來晚了,你爸爸是被你殺死的”。從此她變得堅強,什麼打擊都可以承受,也正是這點吸引了Borman。之前,無論遇到什麼危險,Susan總是告訴Borman:“我們倆是一起的,我不會成為你的負擔”。但是這一次,Susan確實非常,非常擔心Borman。

有天Susan遇到Low,對於“阿波羅8號”即將面臨的危險,大家心照不宣,只聊了聊其它話題。後來Susan想:“Low得是一個多麼堅強的人,才能夠負擔得起這樣的任務啊”。

後來在一次聚會上Susan又問Kraft,“你覺得成功的機率有多大?” Kraft想了想說,“大概五五開吧。” 這個消息讓Susan如釋重負,因為Borman曾經告訴她,生還的機率只有1/3。其實當時,Kraft說的“成功”是任務目標全部達成——後來他回憶說,如果早知道Susan問的“成功”是活著回來,他應該給個更高的數字。


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“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

許多人都知道“阿波羅”是上世紀美蘇太空競賽時,美國登月項目的代號。也記得“阿波羅11號”是人類第一次登上月球,“阿波羅13號”是不幸中的萬幸。不過“阿波羅8號”的故事似乎沒有多少人知道,這有點可惜。

要知道,在“到達月球”之前,必須先“離開地球”,而人類首次離開地球軌道(不是地球)飛向其他天體的記錄,就是“阿波羅8號”開創的。不可思議的是,這驚人的一躍,竟然是為了應對太空競賽的節奏的匆忙之舉。即便是尊重科學和工程的NASA,也不能豁免政治的壓力。

不過,NASA終於做到了,而且安全、成功做到了。他們是怎麼做的?如果你對這個故事有興趣,歡迎閱讀。

1968年8月8日,正在卡納維拉爾角訓練的宇航員Frank Borman忽然接到休斯頓的電話。打電話的人是George Low,當時是阿波羅飛船項目辦公室(Apollo Spacecraft Program Office, ASPO)的經理。在電話中,Low讓Borman火速趕回肯尼迪航天中心,有重要事情要商量。

“莫非又有事故發生了?”

之前,Borman已經有過一次這樣的經歷,那是1967年1月27日“阿波羅1號”的火災悲劇(可以參考我之前寫的《加班越狠,出成績就越多嗎?在NASA,這叫做Go Fever》)。5分鐘內,3名宇航員全部死亡,此事震動的不僅是整個NASA,而是整個國家。三名宇航員中,Borman最熟悉的是Ed White,美國太空行走第一人(如今我們還不時可以看到Ed White太空行走的錄影)。

“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

Ed White的太空行走

後來Borman得知,政府打算為三名宇航員舉行隆重的葬禮,把他們安葬在阿靈頓國家公墓——“這是華盛頓的決定”。但是Borman不同意:

我才不管是哪個該死的做的決定,Ed告訴過我,如果他不幸死去,他希望被安葬在西點軍校。如果你們不這麼做,我要去找約翰遜總統。你們這幫傢伙最好別自找麻煩。

結果四天之後,Ed White如願被安葬在西點軍校。

現在,Borman希望悲劇不要再來一次。還好,這次來的不是悲劇,卻是兩條消息和一個問題:

第一,恭喜你,你們小組被選中執行本年底的“阿波羅8號”任務;第二,中情局的情報顯示,俄國人的登月計劃正在緊張進行,他們計劃在今年底之前完成繞月球飛行。所以,我們打算改變“阿波羅8號”的原定飛行計劃,從繞地球飛行變為去月球;Borman,你打算去月球嗎?

如果第一條算是好消息,第二條就很難說好壞了。NASA確實有自己的登月計劃,而且NASA的工作一貫是步步為營的。即便距離肯尼迪的著名許諾——“在十年內把人類送上月球,再帶回來”——越來越近,NASA的計劃也是細緻謹慎的,不怕發射次數多,就怕冒進出事故。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

NASA原本的登月計劃

但是現在,NASA似乎想搞一次大躍進了。

“大躍進”似乎不是個好詞,但是登月也不是單純的科學任務,它離不開“太空競賽”的大背景(不然,NASA的大筆預算哪裡來呢?)。如果俄國人要搶先登月,那麼“哪種社會制度更好”的答案就很分明。所以,謹慎如NASA,也不得不來一次“大躍進”,三步並作一步走。而大躍進的執行者,就是Frank Borman。

Frank Borman是個特別的人,他對於世俗的東西,比如美女、金錢、名聲都沒有什麼感覺。Borman並不是NASA的第一批宇航員,等他入選宇航員的時候,“宇航員”已經成了社會矚目的天之驕子,《時代》雜誌之類也會花大價錢請他們拍封面照,更有無數女性為他們痴迷——有人已經深陷其中無法自拔,考慮和結髮妻子離婚(可以參考我之前寫的《try SCE to AUX,挽救登月的傳奇指令【修訂版】》)。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

Frank Borman,1964年攝。來源:NASA

但Borman不一樣,他只是純粹執著喜歡飛行,同時強烈地愛著自己的國家。Borman曾在西德駐紮,期間他參觀了震驚世界的達豪集中營,親眼見證了法西斯暴行的證據,因此對專制制度恨之入骨。雖然Borman熱愛和平,但是他絕不能容忍有人冒犯自己的國家,而且他也保持著簡單純粹的信念——軍人以執行命令為天職。

不過,“三步並作一步走”並不是有勇氣和意願就可以完成的,航天任務要能順利完成,離不開頭腦和智慧來確認。Borman不知道的是,Low在跟他談之前,已經和飛行指揮中心(Mission Control,也譯為“任務控制”,可以理解為,負責航天任務中地面發射之外的所有部分)的總指揮Chris Kraft確認過了(我們在之前的文章裡講過Chris Kraft的故事,飛行指揮中心就是他一手打造的)。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

Chris Kraft。來源:NASA

那是在Low得知中情局情報的第二天,Low找來Kraft問他:

如果我們要改變計劃,讓阿波羅8號飛去月球,你覺得能行嗎?

Kraft的頭腦異常清楚。回答這個問題也確實需要清醒的頭腦,而不只是亢奮的精神。

到當時為止,人類所到達的最大高度是1966年“雙子星11”創下的記錄,大約1372千米。但是,地球到月球的距離是38.4萬千米,兩者相差280倍。

這還只是直線距離的差異,更麻煩的是,在太空中,地球、月球都在高速運動,如何能到達月球,繼而返回,需要大量的計算和試驗。然而目前,登月需要的各種裝備都還在緊張準備之中……


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

2018年電影《登月第一人》中的畫面,左側是地球,右側是月球

不過,Kraft的反應出乎Low的意料,他的答案不是“行”或者“不行”,而是“怎麼做(How)?”

Kraft判斷,對計劃做這麼大的改動,尤其是各項工程的預期完工時間已經排在進度表上,人的意志再頑強,也不能違背科學規律。

Low早已想好了:

改變計劃,不帶登月艙。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

“阿波羅”的宇航員登月照片。來源:NASA

這裡解釋一下,我們通常看到的登月照片是上面這樣的。月球上,宇航員旁邊的就是登月艙。但光靠登月艙是不能從地球飛到月球去的,整個“阿波羅”飛船包含三部分:指令艙(Command Module)、服務艙(Service Module)、登月艙(Lunar Module)。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

“阿波羅”飛船示意圖。來源:NASA

指令艙是宇航員棲身的場所;服務艙存儲了液氫、液氧等等必須的資源,並有一臺(相對)巨大的發動機和噴嘴;登月艙只用來登月,非常輕量,因為太空沒有空氣,也不需要什麼堅固的防護。服務艙和指令艙絕大多數時候都是結合在一起的,合稱CSM(Command Service Module)。

在發射的時候,指令艙在最上,下面是服務艙,再下面是登月艙。進入太空之後,首先CSM和登月艙脫離,再調轉頭來,將登月艙從整流罩中“拉”出來。然後,三者共同飛向月球。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

這是CSM“調頭”調頭之後對接了登月艙的樣子


進入月球軌道之後,登月艙與指令艙、服務艙分離,下降到月球,完成任務之後,登月艙上半部分再發射升空,將宇航員送回指令艙;然後服務艙和指令艙一起飛回地球,最後指令艙脫離服務艙,單獨落入地球,任務完成。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

發射時,指令艙在最上面,登月艙在最下面。


Low的這個“奇思妙想”堪稱天才。不帶登月艙,就等於減去了很大一部分不確定因素。雖然按照思維定勢,按照之前的計劃,誰都沒想過“去月球不帶登月艙”,但是坐下來仔細分析,這完全是可能的!

但這畢竟事關重大,Kraft不敢貿然答應。他只能說:

讓我多考慮一天,再給你確切答覆。

Kraft知道,即便不帶登月艙,仍然還有不少困難需要克服。他能想到的兩大困難包括:

第一,登月需要的“土星5”火箭仍然不能完全放心,即將要發射的“阿波羅7號”只是在近地軌道驗證CSM,所以使用的是“土星IB”火箭。如果“阿波羅8”要去月球,那麼為登月準備的“土星5”火箭不但需要克服目前的技術困難,而且第一次執行載人航天任務就要前往月球,風險巨大。

第二,不帶登月艙雖然降低了複雜性,但也降低了可靠性。按照設計,登月艙在緊急情況下可以扮演“備份服務艙”的角色——在後來著名的“阿波羅13號”飛行中,服務艙意外爆炸,三名宇航員正是把登月艙作為臨時的棲身場所才得以安全返回。不帶登月艙,也就意味著全程只能依靠服務艙這根“獨苗苗”了。

第二天,Kraft給出了更驚人的答案,升級版的“阿波羅8號”:

既然要去月球,乾脆不要只是“去一趟”,最好能進入月球軌道,被月球引力捕獲,環繞月球多飛幾圈。

Kraft的考慮是,既然冒著巨大的風險到月球了,為什麼不多轉幾圈,收集各種數據?最重要的,還可以近距離看清楚後續任務的陸場,更可以看清月亮背面是什麼樣子。要知道,月球繞地球旋轉的角速度和地球自轉的角速度相同,也就是說,月球對著地球的那一面永遠對著地球,所以從來也沒有人看到過月球背面是什麼樣子。

長期以來,關於月球背面有各種說法——在電影《變形金剛》裡,月球背面是變形金剛建立的祕密基地——既然誰也沒去過,當然誰都可以猜想。當然,去月球背面也會增加風險,最主要的就是LOS(Lost Of Signal,無信號),因為月球會阻擋無線電波的傳播,在月球背面,“阿波羅”飛船與地面控制中心是完全無法通訊的(如今中國的登月計劃就很聰明,藉助“鵲橋”中繼衛星解決了月球背面通訊的問題)。

把任務的目的改成“繞月球軌道”,風險又增大了很多。如果只是去月球再回來,“阿波羅”飛船在整個過程中基本不會用到自身的動力,它只要飛向月球,然後被月球引力“甩”回來就可以。經過NASA的計算,一共有八條可行路線,這個安排基本是有把握的。

但關鍵點不在路線,而是如何按照這些路線來飛行,其中有幾個關鍵節點特別重要。

如果要繞月球軌道,則接近月球之後,“阿波羅”飛船先要減到足夠低的速度,被月球引力捕獲(這個動作叫LOI,Lunar Orbit Insection),才能繞月球軌道飛行。之後,飛船還要依靠自身發動機點火加速擺脫月球軌道,飛回地球(這個動作叫TEI,Trans-Earth Injection)。

這兩步說起來很容易理解,關鍵的問題在於,“阿波羅”飛船自身的推進系統SPS(Service Propulsion System)這時候還沒有實際測試過。無論是LOI還是TEI,都是“差之毫釐,謬以千里”的操作。如果SPS不可靠,無論是不能按時點火,還是點火時間超過預期,任務都會失敗,要麼一頭撞上地球或月球,要麼飛向深空,永遠不能回家。

當然如果你邏輯足夠好,或者觀察下圖足夠仔細,會知道在擺脫地球軌道,飛向月球的時候,也有一個類似的節點TLI(Trans-Lunar Injection)。不過與LOI和TEI不同,TLI發生的時候,“阿波羅”飛船還和“土星5號”火箭的第三級聯結在一起,動力是由第三級上的J-2發動機提供的。在1968年4月的“阿波羅6號”任務中,雖然中途出了一點狀況,但J-2發動機表現不錯,通過控制系統的補救,最終飛船仍然被送入了軌道。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

“阿波羅8號”的飛行路線

而且在“繞月球飛行高度”的問題上,Kraft希望足夠近,這樣才能為後續的月球登陸真正做好準備。但其他人提出了不同意見,認為這個計劃已經很冒險了,沒有必要繼續增大風險。最終大家達成一致,月球軌道的高度應該是112千米。

到現在,雖然Kraft和Low都覺得可行了,但事關重大,他們還不能自行決定,還必須徵得多方同意:亨茨維爾的馬歇爾航天中心,卡納維拉爾角的肯尼迪航天中心,還有華盛頓。

通常,把這些人湊到一起需要兩三週的時間,但是現在只需要一天。Low和Kraft一直等到下午2:30,拿到確定消息之後,只吃了點三明治,就搭上飛機匆匆趕往亨茨維爾。

參會的人裡最重要的是馮·布勞恩,之前納粹的V-2導彈就是他設計的,在火箭方面積累了豐富的經驗。二戰後期,美軍的“回形針”計劃把馮·布勞恩和他的團隊悉數帶回美國,很長的時間裡,NASA的航天任務都離不開馮·布勞恩和他的德國工程師。現在,馮·布勞恩擔任登月所需的“土星5”火箭的總設計師。如果火箭不能按時就緒,“阿波羅8號”的計劃就是空談。

所幸,馮·布勞恩點頭了,所有參會者都同意了。唯一的缺憾是,NASA的大老闆James Webb在維也納出差,沒有參會。大家決定,再花五天時間做好各種準備,之後去找James Webb。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

月球車駕照,編號001,頒發給James Webb。來源:Wikimedia

在宇航員這邊,做決定的是Deke Slayton,他之前是“水星七人”之一,但沒有上天,後來專門負責培訓和挑選宇航員。本來,“阿波羅8號”的首選成員是James McDivitt的三人小組。但是Slayton考慮到,McDivitt的團隊更熟悉登月艙,但本次任務不會攜帶登月艙,所以決定選擇Borman的小組,這才有本文開始的一幕。

不過,Borman還需要和他的組員聊一聊,他的團隊裡還有Jim Lovell和William Anders。Borman和Jim都是40歲,也曾經一起執行過“雙子星7號”任務,已經很有默契。對Jim來說,能執行“阿波羅8號”任務已經求之不得了,能去月球那就更是喜出望外了。

與Borman那種強烈的使命感不同,Jim一直是樂觀開朗、勇於探索的,他從小就熱愛航天,中學時候自己做過一枚火箭飛上天,後來成為了海軍試飛員。Jim是最早一批報名宇航員的試飛員,但因為體檢不合格被刷下來,雖然Jim認為這是醫生弄錯了數據——“你們還不知道火箭是什麼的時候,我做的火箭就上天了”。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

Tom Hanks在《阿波羅13號》中飾演的人物原型就是Jim Lovell,倆人還真有點像

功夫不負有心人,後來Jim終於成功入選宇航員。在“雙子星7號”任務期間,還發生了一件趣事。

當時,Jim與Borman在太空與“雙子星6A”對接,“雙子星6A”的成員Walter M. Schirra和Thomas P. Stafford給“雙子星7”發來一條燈光信號“打倒陸軍”,Jim一看就狂笑不止——Schirra, Stafford, Jim都是海軍出身,只有Borman是陸軍出身。Borman雖然覺得無聊甚至有點惱火,但也只能按通信規定回覆“收到”。

唯一有遲疑的是Anders,34歲的Anders一直是作為登月艙駕駛員來訓練的,如今飛行任務並不攜帶登月艙,意味著他只能呆在指令艙,與登月無緣了,而且,這還是一趟充滿危險的旅程。

Anders之前也是飛行員,在軍校,他親眼目睹了航空母艦上的飛行事故,還是選擇了空軍。後來Anders在冰島負責攔截蘇聯飛機,有一次,雙方接近到他甚至可以看到蘇聯飛行員眼珠的顏色。在空中,蘇聯人對Anders微笑致意,他則迴應美國式招呼:豎起中指。三個月之後,蘇聯飛行員再遇到豎起中指的美國人,就舉起一張事先寫好的紙條:We F**k Your Sisters。

這個故事讓美國人大笑不止。他們現在才知道,從俄國佬第一次看到豎起中指,再一層層向上彙報、解讀,最後最高決策層下令,再一層層傳達下來,最後可以出示一張紙條,整個過程竟然要三個月。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

William Anders,比其他兩人年輕6歲。

有一天,Anders聽到廣播裡,NASA在招聘第三批宇航員。之前都有個門檻“必須是試飛員”,但是這一次,NASA多加了一條,“如果不是試飛員,但擁有高等教育的學歷,也可以參加”。與許多宇航員入選之後再接受教育的情況不同,從小熱愛探索自然的Anders早已取得了電氣工程的學士學位與核工程的碩士學位,新增的條款簡直就是為他量身打造的一般。他報名了,而且入選了。

Anders的妻子是Valerie,自結婚以來,Anders已經多次執行危險任務,Valerie也習慣了時常有人發生意外的情況。她總是相信:Anders會有好運的,他與眾不同。這一次,Valerie給了Anders一個吻,告訴他,自己相信NASA,相信這次任務一定能完成,更相信他的丈夫。

當然,Borman還要面對自己的妻子Susan。Susan是一位堅強的女性,小時候她父親突發病重,母親讓她趕緊去叫醫生帶養起來,等Susan趕回來她父親已經去世了,“你來晚了,你爸爸是被你殺死的”。從此她變得堅強,什麼打擊都可以承受,也正是這點吸引了Borman。之前,無論遇到什麼危險,Susan總是告訴Borman:“我們倆是一起的,我不會成為你的負擔”。但是這一次,Susan確實非常,非常擔心Borman。

有天Susan遇到Low,對於“阿波羅8號”即將面臨的危險,大家心照不宣,只聊了聊其它話題。後來Susan想:“Low得是一個多麼堅強的人,才能夠負擔得起這樣的任務啊”。

後來在一次聚會上Susan又問Kraft,“你覺得成功的機率有多大?” Kraft想了想說,“大概五五開吧。” 這個消息讓Susan如釋重負,因為Borman曾經告訴她,生還的機率只有1/3。其實當時,Kraft說的“成功”是任務目標全部達成——後來他回憶說,如果早知道Susan問的“成功”是活著回來,他應該給個更高的數字。


“阿波羅8號”,NASA的驚人一躍

Lovell永遠是一副笑臉,而Borman的腦袋明顯比其他倆人要大——他的頭盔需要單獨定製,NASA

萬事俱備之後,大家給身在維也納的大老闆Webb打了電話,告訴他準備更改“阿波羅8號”的任務計劃。Webb的第一反應是“什麼,你們瘋了嗎?”

單純為了爭個第一,去冒這麼大的風險,在Webb看來很難理解。如果更改計劃,“阿波羅8號”接近月球的日期正好是聖誕節,“萬一出了意外,以後每一年的聖誕節,不只是航天的人,所有人都會記得NASA的事故,我們會遺臭萬年的”。

對Webb來說,給更改的計劃開綠燈對他來說沒有任何好處,尤其是他早已打算過幾個月辭職。不過Webb始終沒有說過“不行”。最後,Webb給出了他的意見:如果一切準備妥當,如果之前的“阿波羅7號”任務順利,他就許可。

但是選擇Borman不能光是Slayton說了算,Kraft也需要和Borman聊聊,看他們是否願意再進一步,不只是去月球“看一看”,還要繞月球飛行若干圈。

Borman不反對環繞月球,但對於飛行圈數有不同意見。Kraft希望他們繞上12圈,這樣降落地球的時候正好是白天,方便觀察和回收,但Borman反對,而且他的理由很充分:“阿波羅8號”的任務本來已經冒了巨大的風險,少飛幾圈,回來的安全係數就高一些,“凌晨安全降落”總好過“白天悲劇降落”吧。

最後大家商定,“阿波羅8號”應當繞月球飛行10圈。

看起來各項目標都確定了,只等開展工作。現在是1968年8月,距離發射還有4個月時間。

未完待續……

參考資料:

Digital Apollo: Human and Machine in Spaceflight by David A. Mindell

Rocket Men: The Daring Odyssey of Apollo 8 and the Astronauts Who Made Man's First Journey to the Moon by Robert Kurson

Failure Is Not an Option: Mission Control from Mercury to Apollo 13 and Beyond by Gene Kranz

Apollo 8: The Thrilling Story of the First Mission to the Moon by Jeffrey Kluger

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