登月:50年后

虽然阿波罗计划是一个严格意义上的国家项目，但毫无疑问，这是一项合作努力。阿波罗11号是为这一刻登陆月球而进行的一系列任务之一。从1961年开始，载人和无人发射都在进行，以测试航天器组件、通信等。为了应对肯尼迪总统提出的在1969年之前将人类送上月球的挑战，需要突然爆发的技术创造力，以及和平时期任何国家都从未有过的最大的资源投入——当时投入了240亿美元，相当于今天的1500多亿美元。在巅峰时期，阿波罗计划雇佣了40万美国人，并需要2万多家工业公司和大学的支持。正是这些人的努力才使这次任务成为可能。在它的核心，三位非常重要的宇航员;迈克尔·柯林斯，埃德温·“巴兹”·奥尔德林和尼尔·阿姆斯特朗。正如航天历史学家艾米·泰特尔向亚当·墨菲解释的那样……

艾米:阿波罗11号的机组人员，我们可能知道，尼尔·阿姆斯特朗是指挥官，巴兹·奥尔德林是登月舱飞行员，迈克·柯林斯是指挥舱飞行员。他们三个给人的印象是相对坚忍的个体。我说我读过几次任务记录你确实能感觉到他们在互相取笑。但尼尔·阿姆斯特朗确实是指挥官，他知道发生了什么，他的幽默感似乎很枯燥。

巴兹·奥尔德林的全部——他在麻省理工学院完成了关于轨道力学和轨道交会的博士论文他喜欢谈论这个以至于人们戏称他为交会博士!我读到Mike Collins说Neil和Buzz并不是真正的朋友，但他们在一起工作得很好，工作关系也很愉快。我认为这是最奇怪的事情，当你想象去月球时，你不一定要和朋友一起去月球，你要和那些和你一起工作的人一起去月球。迈克·柯林斯他的回忆录《扛火》让他更像是船上的艺术灵魂。而且是个很好的人。我可以这么说。

亚当:是什么让这三个人成为阿波罗的合适人选?
艾米-阿波罗号的三个成员都是试飞员。那是你在20世纪60年代要成为一名宇航员所必须做的。一部分是技能，一部分是他们为了证明自己所做的事情。尼尔·阿姆斯特朗的第一次飞行是在双子座8号上。

亚当-双子座计划是阿波罗计划的前身。它将两名宇航员送入地球轨道，让他们进行太空行走或舱外活动(简称eva)。它有助于为你在前往月球的途中可能遇到的各种事情做好准备。

Amy -他是这次任务的飞行员，这是双子座飞船第一次停靠在Agena。双子星上的一个推进器卡住了，整个堆在轨道上翻滚，以至于他和戴夫·斯科特几乎昏了过去，尼尔·阿姆斯特朗非常了解那个太空舱，他能把他们从太空舱里救出来。他们使用了再入时的备用燃料来消除旋转。他可以凭感觉做到这一点，因为他非常了解宇宙飞船。他把他们救了出来，他们提前回家了，每个人都活了下来，这在太空中可能是致命的，但他做得很好。

亚当:那埃德温·巴兹·奥尔德林呢?

艾米-巴兹·奥尔德林的专长是轨道交会。他滔滔不绝地跟其他宇航员和他们的妻子说这件事。他之前的任务是双子座12号。这是双子星计划的最后一个项目完成了阿波罗计划的所有任务，包括交会和在太空中的持续时间。他在技术上精通很多事情。他是交会方面的专家，这对登月舱飞行员来说是必要的，尽管大部分飞行都是由指挥官完成的。

亚当-那第三个人呢?迈克·柯林斯是怎么上阿波罗的?

艾米-迈克·柯林斯是另一位双子座的老兵，他的双子座10号飞行是后来的任务之一。他实际上在双子座10号上进行了两次太空行走，所以他对我们将要在太空中发生的一些事情非常熟悉，尽管他不是那个在月球上行走的人。这仍然是一项有价值的技能。这三个人都有双子座任务的背景这让他们对阿波罗任务有了一定的了解。

亚当-但即使拥有这些不可思议的技能，也不能保证他们在月球上的位置。

艾米:但至于他们最终是如何完成任务的，那纯粹是运气。所以它通常的工作方式是你有一个主要的工作人员，然后后备人员，然后支持人员和后备人员会支持一个任务，设置两轮，然后成为主要的工作人员，为下一个任务。所以阿波罗11号的宇航员是阿波罗8号的后备宇航员然后他们就成为了阿波罗11号的主力宇航员。

亚当——甚至在阿波罗11号发射前一个月，这三个人都不能确定他们会是最后迈出第一步的人。

在阿波罗11号着陆之前，没有人能保证它会是第一个登陆月球的任务。所以NASA在1969年7月发射了阿波罗11号，因为它知道阿波罗12号已经准备好在11月发射。因此，如果阿波罗11号失败了，阿波罗12号仍然会成功登月，并在20世纪60年代首次登陆月球。技能让他们在飞行轮换中。运气让他们完成了任务。

阿波罗11号的发射只是改写历史的旅程的开始。大约需要4天才能到达目的地。除了迈克·柯林斯在月球背面绕月飞行的48分钟外，阿波罗11号的机组人员一直与任务控制中心保持联系。该团队通过以光速传播的无线电波保持联系。即便如此，在光到达35万公里的月球之旅中，仍然有超过一秒钟的延迟。不幸的是，我们不能以光速旅行，所以当涉及到旅行本身时，你如何为一次从未完成的旅行设计一条路线?幸运的是，伊兹·克拉克和诺姆·西尔斯谈了谈，他有一个很好的主意……

诺曼-我是诺曼·西尔斯。我是麻省理工学院仪器实验室的前成员我很幸运地参与了阿波罗计划，这在国内和国际上都很重要。

我在项目的早期就开始了月球阶段的任务，也就是动力着陆，从月球表面上升和与指挥舱会合。这些都是任务中相当关键的阶段。最终，随着时间的推移，我逐渐掌握了大部分的任务阶段以及这些任务阶段所需的系统。

伊兹-诺姆是主制导、导航和控制系统的技术总监，这是让飞船到达重要目的地的关键设备。

诺曼-我还没开始就决定了。你必须选择一个你感兴趣的着陆点。然后你必须计算任务的时间，当你接近着陆点时，太阳在你后面，在你后面，把阴影投射到前面，这决定了你什么时候必须发射，并且已经到达了这些不同的点。

Izzie:我想对于像你这样的团队来说，这绝对是导航系统背后的关键信息。

诺曼-没错。导航系统是三大功能之一。导航会告诉你现在的位置和未来的位置。如果你想去别的地方，你必须改变轨道，你要做的就是改变速度的方向和大小，去别的地方。这就是所谓的引导。然后它的控制部分实际上是执行指导告诉你需要做的事情。这包括调整飞行器的方向，打开或关闭引擎，以获得正确的速度变化，以进入一个新的位置。这就是你的三种功能:导航、引导和控制。

Izzie:这些功能依赖于三个基本输入。首先是惯性平台，它用陀螺仪来测量和保持飞船的方向，用加速度计来测量加速度。然后是光学校准。这个系统使宇航员能够同时看到星星和地标，这有助于阿波罗号的导航员确定飞船的位置和速度。然后还有一台计算机，它必须精确而快速地解决导航和控制功能。

诺曼-当时的NASA -为了达到肯尼迪总统设定的目标登陆月球并在1970年返回是非常苛刻的NASA -不想做任何他们实际上不需要做的新发展。在我们的特殊情况下，这三个单位:惯性单位，对齐它们的光学单位……这些技术是相当知名的，不需要进行新的发展。然而，计算机是一个全新的情况。它必须能够解决非常复杂的空间导航问题用于制导导航控制功能他们必须实时完成。

在那个时候，这是一项紧迫的技术。到那时为止，模拟计算机已经完成了大部分这类工作，只是它们远没有达到月球任务所需的精度。因此，对于实验室本身来说，必须追求和发展的新技术是数字飞行计算机。这是我们的高风险项目我们的大部分新开发工作都投入到这个系统中。

伊兹-在开发之后进行了大量的测试和训练，以确保它能把宇航员送上月球。但是，在发射四天后，即1969年7月20日，奥尔德林·阿姆斯特朗和柯林斯发现他们进入了月球轨道，是时候解散了。

诺曼:指挥舱和登月舱是从地球轨道连接到月球轨道的。一旦他们进入月球轨道，其中两名机组人员转移到登月舱，然后在准备降落月球的过程中分离。

伊兹-他们是巴兹·奥尔德林和尼尔·阿姆斯特朗，他们在哥伦比亚号指挥舱里离开了迈克尔·柯林斯。随着他的两个同事走了，与他的无线电联系突然中断，他消失在月亮后面。他成为了太阳系中最遥远的人类。然而，阿姆斯特朗和奥尔德林继续乘坐登月舱(也被称为鹰号登月舱)下降到月球。虽然我们知道故事的结局，但着陆并没有按计划进行。

诺曼:着陆本身按照计划进行得相当简单。出乎意料的部分是在动力着陆机动期间发生的计算机警报。

阿波罗11号的音频。

诺曼:在阿波罗计划中，厕所是关键的操作支持。在任何任务阶段我们都必须随时待命。如果出了什么问题，如果需要，设计和开发这些产品的人可以提供咨询。这在阿波罗11号上是非常重要的因为在动力着陆的时候我们确实遇到了意想不到的情况在着陆的时候我们有5个电脑警报响了。

在登月舱和指挥舱里，我相信宇航员有一个开关或按钮。一台计算机在每一次计算机循环中检查它。如果他们检测到，在任何时候，他们所在的程序都会立即停止，一个新的程序会出现，把他们带回指挥舱。

电脑发出的警报——原来——是会合雷达被打开了。计算机——尽管雷达没有任何实际功能——计算机试图读取它，但没有足够的时间读取它，这就是触发警报的原因。幸运的是，我们在适当的地方有足够的人来确定那些对手术不重要的人。它们都是计算机无法处理的外围项目，并决定继续运行，这是正确的决定。

阿波罗11号的音频。

通过模拟器有无数的训练任务，从某种意义上说，它们有点重复。你会一遍又一遍地听到同样的事情，你会看同样的下行数据，看看你是否在各种限制之内。着陆的时候我在任务控制中心听着各种飞行控制人员的声音那是我之前听过很多次的声音。然而，当巴兹·奥尔德林(Buzz Aldrin)提到“捡起灰尘”这个词时，我在任何其他模拟训练课程中都从未听说过。我以前从来没听说过。

阿波罗11号的音频。

诺曼-那时候你才明白这不是训练你只是在说剩下的几秒钟。

阿波罗11号的音频。

7月24日，船员们溅落在太平洋上。他们被美国大黄蜂号(USS Hornet)接走，并很快被转移到隔离处，进行了21天的隔离。以防月球上有什么讨厌的东西。但事情可能会变得非常糟糕，正如亚当·墨菲(Adam Murphy)在与北卡罗来纳州立大学的物理学家凯蒂·麦克(Katie Mack)交谈时发现的那样，他谈到了阿波罗船员的回归，以及她的家庭与之的联系……

凯蒂:我的祖父——他的名字是威拉德·塞缪尔·休斯顿上尉，他的昵称是山姆·休斯顿——他参与了阿波罗任务。阿波罗11号发射时，他是海军的气象学家，他的工作是确保返回舱返回地球时溅落的地点是安全的，天气会很好等等。有一个惊人的故事是关于他如何将太空舱重定向到另一个地点，因为当他去检查最初地点的天气时所有的民用天气监测看起来都很好，但是他有一些秘密的海军间谍卫星他用来研究天气。

他四处巡视，检查了这些间谍卫星，发现有一场巨大的风暴没有出现在其他监测系统上。所以他不得不去NASA告诉他们…他们是一个民间组织，他不得不告诉他们，“你不能降落在你认为你会降落的地方，我不能告诉你为什么。所以你必须移动太空舱，除此之外我什么也不能告诉你。”幸运的是，美国宇航局信任他，同意移动太空舱，但他们也说，他们将派一架飞机到原地点，如果那里没有风暴，他的职业生涯就结束了。所以他们移动了太空舱，每个人都很好，这是一个完美的任务结束;他们派了一架飞机去原来的地点，那里有一场风暴，风暴非常严重，足以把降落伞从太空舱上扯下来。所以你能想象如果阿波罗11号，他们去了，他们在月球上行走，他们回来了，如果他们遇到了风暴，那就完了，那就完了。
阿波罗任务是惊人的，因为有很多这样的故事，一些小事可能会出错，可能会成为一场灾难。有那么多事情必须做对。当然，在一些任务中确实出现了问题，他们不得不在最后一刻做出纠正，在很多测试中出现了很多灾难和问题。但让我惊讶的是，我们取得了这么大的成就，考虑到所有的小碎片都必须到位，考虑到所有的地方都离灾难如此之近，我们做得如此之好。

自阿波罗11号以来，共有12人在月球上行走，返回任务一直持续到1972年。现在，国家和私人机构都想重返月球，但这将依赖于世界各地的合作。那我们什么时候回去?它会涉及人类还是我们应该把工作留给机器人?伊兹采访了在欧洲航天局从事人类和机器人探索工作的詹姆斯·卡彭特。

詹姆斯-所以国际空间站向我们展示了当世界各国团结起来，一起实现不可思议和不可能的事情时，什么是可能的。我认为月球是下一个我们可以这样做的地方。在那里，我们作为一个物种，可以去了解超越地球意味着什么，学习我们可以应用在地球上的经验教训，来改善这里的状况。

伊兹:人们打算怎样重返月球?

詹姆斯-美国宇航局正在准备猎户座计划。猎户座是一艘宇宙飞船，它将携带人类超越近地轨道，也就是我们今天运行的空间站所在的地方，并自阿波罗计划以来首次进入深空。欧洲航天局(ESA)也参与了这个项目。我们提供的是欧洲服务舱它在飞船的载人部分后面，它携带着推进系统，动力系统和一些生命支持系统。所以这个飞行器会到达一个叫做入口的地方。入口是一个由宇航员管理的平台，有点像空间站兼宇宙飞船或太空港，位于月球附近的深空。人类将从这里第一次登上月球表面并从月球表面返回。这是一些国家通过国际空间站合作伙伴关系正在探索的事情，共同努力实现这一目标，我们现在正在研究我们在这个场景中的不同角色。

伊兹:那么，它会不会成为一个基站，让人们离开这里，拿点补给，然后去别的地方?

詹姆斯:这个门户作为一个中转站的首要功能是进入月球表面并从月球表面返回。但是这个入口位置的最大优势是，它在重力井中很好，很高。所以，不像在地球上，我们需要大量的能量来摆脱地球的引力，一旦你到达了入口，它就变成了一个中转站，我们可以从这里继续前往太阳系的其他地方。因此，我们可以设想这样一个未来:我们在月球门户周围组装交通工具，使用从地球甚至月球带来的材料——也许装满推进剂，这些推进剂是在月球表面用在月球两极发现的冰和其他东西制造的——然后从那里开往火星。因此，这个通道成为未来月球建筑的一个非常重要的元素，也可以通往更遥远的目的地。确切地说，这将是什么样子，我认为一旦我们确定了月球返回，我们就可以解决这个问题。现在在美国，人们强烈希望在2024年之前让人类重返月球表面。我们将了解欧空局如何在国际月球探测方案中发挥作用，这是可持续的，并且有一个真正的长期计划。

Izzie:人类在其中有一席之地吗，或者我们只是把它留给机器人，因为我们没有那种风险——你知道，我们是人类，会出问题吗?

詹姆斯:太空机器人已经取得了长足的进步。我们可以用机器人做很多事情。然而，机器人不能完全取代人类。所以，如果我们看看50年前阿波罗号在月球表面完成的科学任务——两个人在月球表面只用几天就能完成的任务，远远超过了今天任何可用的机器人在更长的时间里所能完成的任务。没有什么能代替一个训练有素的人在月球或任何其他星球的表面进行科学研究。也就是说，人类和机器人都有自己的角色。所以有些事情人类很擅长，而机器人很不擅长。有些事情机器人真的很擅长，你不需要人类去做。所以我们面临的挑战，我认为对每个人来说都是令人兴奋的事情，就是努力在人类能做得最好的事情和机器人能做得最好的事情之间找到平衡。并试图在两个世界中发挥最大的作用，在人类和机器人的能力之间建立真正的伙伴关系。

伊兹:现在可能还为时过早，但我们知道这些人回到月球表面时会做什么吗?

詹姆斯:当然。所以我们对月球了解很多，但还有大量的科学问题需要解决。我认为未来的月球很可能看起来有点像今天的南极洲。所以人类现在去南极洲进行科学研究，进行测量，穿越地球表面和南极洲取样。我想我们在月球表面也会看到这样的景象。他们也将为未来的探索做准备，所以测试技术，并在这个意义上做好准备。在未来的十年或二十年里，月球探索的一个非常重要的主题将是建立对当地空间资源的利用。所以，有一件事变得很明显，如果我们想以一种永久和可持续的方式探索太阳系，那么我们需要学会如何利用我们找到的资源，我们在哪里找到它们。在月球上，我们将第一次学习如何利用太空中可用的资源来满足我们的需求。其中一个例子就是月球两极的冰。 So if we can learn how to purify it, and then to use it both for life support systems - drinking water and air - but also to split it into oxygen and hydrogen, which could become propellant, then this is a capability that will be enabling for us, moving out into the solar system. And it can also make accessing and using the moon sustainable in the long term. But we also need to do this in a way which is in itself sustainable. So through learning how to do this, we can, we are always pushed to the maximum efficiency and minimum waste that is the nature of the way we engineer for space. And so in doing so we can also learn some really important lessons about resource management here on Earth and how we can manage our own resources in a more responsible and sustainable way.