6.7.4 “阿波罗”11-17载人登月飞行
“阿波罗”载人登月飞行从“阿波罗”11开始到“阿波罗”17结束，进行了7次载人登月飞行任务，其中6次成功地把12名航天员送上月球。
“阿波罗”11-人类首次登月
“阿波罗”11指令舱质量5，560公斤，服务舱质量23，243公斤，登月舱质量15，095公斤；全箭高度110公尺，重2，724，000公斤。“阿波罗”11发射于1969年7月16日，19日进入月球轨道，20日登月，月面舱外活动2小时36分40秒，7月24日降落太平洋。“阿波罗”11实现人类首次登月。
“阿波罗”11号指挥员为阿姆斯特朗，指令舱驾驶员为科林斯，登月舱驾驶员为奥尔德林。7月19日到达月球轨道后，阿姆斯特朗和奥尔德林进入登月舱，科林斯留指令/服务舱。登月舱和指令/服务舱分离后，登月舱下降级火箭启动，飞向月面，指令/服务舱留在月球轨道，等待登月舱归来。
阿姆斯特朗看到计划月面着陆点不宜降落，到处寻找合适登月地点，后来发现一块小平地，慢慢地驾驶登月舱安全着陆，实现人类首次成功着陆在另一个星球。
美国东部时间7月20日22：39，阿姆斯特朗打开舱门，小心翼翼地爬下梯子，先用脚试试月面，22：56（世界时21日02：56）在月面上踩下人类的第一个脚印。阿姆斯特朗说：“对个人来说那是一小步，但是对人类来说那是一个飞跃。”当航天员报告“月面很好，有尘埃，……实际上到处走走没有问题”时，担心厚厚的月尘将吞噬航天员的恐惧才烟消云散。
图6-11 “阿波罗”11航天员
从左到右：阿姆斯特朗、科林斯和奥尔德林
图6-12 慢速扫描电视摄像机显示阿姆斯特朗爬下梯子到月面。
图6-13 阿姆斯特朗拍摄奥尔德林爬下月球舱
“阿波罗”11是“阿波罗”系统的一次工程试验，阿姆斯特朗拍摄了登月舱照片，以便工程师们评估月球舱登月后的情况。
奥尔德林于23：11走出登月舱，在月面安置了一套月震试验仪器，用于记录“月震“。奥尔德林还试验月面上人的移动方法，包括袋鼠式双脚跳。
航天员还安装了激光测距仪，进行激光测距试验。虽然架设电视转播遇到一些技术和气象困难，但是地球接收到了首次月面舱外活动的黑白图片，并且向全球至少6亿观众进行转播。
航天员在月面上插上美国国旗后，和时任总统尼克松通话，尼克松称它为“白宫最具历史意义的电话”。阿姆斯特朗和奥尔德林还收集了一些月石样本，带回地球。
2小时48分的月面活动结束后，两位航天员回到登月舱，准备和月球轨道上的科林斯会合。当登月舱从月面升起时，在月球上留下一面美国国旗和下降级。下降级上有一块纪念牌，纪念牌上画有2幅地球的图像，上面写着“我们来自地球，第一次涉足月球，我们为全人类和平深入太空，公元1969年7月。3位航天员和尼克松总统签名。”
登月舱上升级和指令/服务舱交会对接后，上升级里的月球样品转移到指令/服务舱，然后释放登月舱上升级，把它留在月球轨道，让它慢慢降落到月球，以帮助科学家进行月震试验，探讨月心结构。服务舱推进系統发动机起动，指令/服务舱返回地球，在进入地球大气层前，抛弃服务舱。经过8天3小时18分登月飞行，指令舱飘落太平洋，降落点在北纬13度19分，西经169度9分，威克岛以东2，660公里，距回收船大黃蜂号航空母舰24公里。尼克森总统亲自登上回收船欢迎航天员返回地球。
航天员披上生物防护衣，防止任何月球生物进入地球环境。然后进入一个隔离室待18天。这种隔离和防护措施直到“阿波罗”14以后才被取消。
这次任务完全实现了肯尼迪总统1961年宣布的目标，10年内把人送上月球并且安全返回地球。“阿波罗”11带回22公斤月球样本，分给世界各地科学家，进行研究。
为了防止任务发生意外，尼克松总统准备了一份名为“月球灾难”的电视演说稿，以备登月航天员被困在月球上无法返回时使用。上帝保佑，这份备用电视演说稿没有配上用场。
图6-14 指令舱漂浮在洋面上
“阿波罗”12——精确着陆
“阿波罗”12于1969年11月14日发射。24日安全返回地球。指挥员康拉德，指令舱驾驶员戈尔登，登月舱驾驶员艾伦·宾。“阿波罗”12的目的之一是在月球表面预定地区精确着陆，以便找回2年前发射的“勘测者”3号月面探测器。
发射30秒后航天器遭遇雷击，机组和地面人员很快恢复动力系统。“土星”V运载火箭脱离危险后，发射塔又遭到另一次雷击。此后，登月任务一切正常，没有不测之处。11月19日，康拉德和登月舱驾驶员艾伦·宾精确着陆在离1967年“勘测者”3号探测器不到200米地方。
康拉德和艾伦·宾进行了2次月面活动共7小时46分。他们成功找到了2年多以前发射的“勘测者”3号探测器，拆了它的部分零件，带回地球供分析。
“阿波罗”12在月面首次部署了阿波罗月面实验组件，由它提供动力，测量月震、太阳风和磁场，并把测量数据转播到地球。它每天向地球转播9百万条信息。这些设备成为月球上第一个完整核动力“阿波罗”月面试验站的一部分。
为了改善从月球来的电视画面，“阿波罗”12带了彩色摄像机（“阿波罗”11用黑白摄像机）。不幸的是，当艾伦·宾在月球舱附近架设摄像机时，不小心把它直接对着太阳，毁坏了摄像管。但是航天员们在月面和月球轨道上拍了不少照片。
11月14日，指令舱飘落太平洋。“阿波罗”12带回34公斤月球标本，以及7公斤“勘测者”3号硬件。
“阿波罗”13——氧气罐爆炸，紧急返航
“阿波罗”13发射于1970年4月11日，只工作了7天，于4月17日结束。指挥员洛威尔，指令舱驾驶员斯威格特，登月舱驾驶员海斯。“阿波罗”13计划探测月球弗拉·毛罗高地，但是“阿波罗”13是一次不幸飞行，任务中途夭折。
开始，“阿波罗”13的运载火箭发动机经受16赫兹的68g巨大震动，第2级的中间发动机提前2分钟关机。只能用4台外发动机延长燃烧来补偿。
2天后，在离地球321，860公里远处，服务舱2个氧气罐中的一个爆炸，导致服务舱氧气和电能丢失。而指令舱内部电池只能用于再入大气和着落。乘员不得不用月球舱作为救生船。利用月球舱下降发动机提前返回地球。三位航天员经历了电力缺少、温度以及饮用水的艰难，但仍然成功返回到地球。
着陆前4小时，放弃了服务舱，到着陆前1小时，放弃了登月舱，指令舱于4月17日飘落太平洋。上述两个问题经过彻底检查，得到解决后，“阿波罗”登月任务继续进行。
这次任务，幸亏氧气罐爆炸发生在飞往月球路上，月球舱携带的供应都在。假如，爆炸发生在登月后，或发生在月球舱被丢弃后的返回地球路上，乘员就无法活着返回地球了。
“阿波罗”14
“阿波罗”14任务在1971年1月31日到2月9日。指挥员为谢泼德，指令舱驾驶员为罗萨，月球舱驾驶员为米切尔。谢泼德当时已经四十八岁，成为登月太空人中年龄最大的航天员，他也是“水星七杰”中唯一登月的成员。
任务开始时，指令/服务舱和月球舱交会对接出现困难。对接花了1小时42分钟。后来在月球轨道，月球舱和指令/服务舱分离后，月球舱又出现二个严重问题，一个是月球舱计算机从一个失灵的开关获得夭折信号，NASA认为问题可能来自电路焊接。如果下降发动机启动后该问题再出现，计算机会认为信号是真的，会启动自动夭折，引起上升级和下降及分离，上升级回到月球轨道。所以，软件团队决定忽略错误信号，重新给计算机编程。软件修正由语音通信上传给乘员，由月球舱驾驶员米切尔及时手工输入。另一个问题发生在向月面下降时，月球舱雷达高度计无法自动锁定月面，使导航计算机失效，因此谢泼德人工着陆月面，使月球舱成功着陆在弗拉·毛罗高地，这正是“阿波罗”13计划登月的地点。(https://www.daowen.com)
第1次月面行走，谢泼德先登上月面，米切尔紧跟其后，在月面他们安置了“阿波罗”月面试验装置等。任务结束后米切尔在先，谢泼德紧跟其后返回登月舱。
第2天，谢泼德和米切尔再次月面活动，到环形山口取样。因为地形险恶，谢泼德和米切尔无法到达山口，但是回月球舱时收集不少月球样品，谢泼德还试了一下高尔夫。两人完成9小时23分的月面活动，收集了43公斤样品。然后谢泼德和米切尔离开月球，和月球轨道上等候的罗萨会合。
指令舱于1971年2月9日飘落地球，三位航天员最后一次披上防疫衣，进行隔离。之后，航天员没有再穿这种生物防护衣，因为不存在臆测月球生物。
“阿波罗”15——首辆月球车
“阿波罗”15任务从1971年7月26日到8月7日。指挥员大卫·斯科特，指令舱驾驶员阿尔弗莱德·沃尔登，登月舱驾驶员詹姆斯·艾尔文。
美国东部时间26日上午9：34：00，“阿波罗”15发射升空，围绕地球飞行2小时后，“土星”V运载火箭的第三级S-IVB再启动，进入地月转移轨道，4天后进入月球轨道。
登月舱与指令/服务舱分离，斯科特和艾尔文准备登月舱下降，而沃尔登留在指令/服务舱，返回更高轨道进行月球观察，等待月球舱乘员回来。
7月30日22：16：29 UTC，月球舱在距离计划着陆点数百米处下落。但是乘员选择在登月舱中度过余下的时间，直到第二天才执行三个月球舱外活动中的第一个，以保护他们在任务上的睡眠节奏。在他们睡觉前，斯科特一人执行了一次月球舱外活动，其间月球舱减压，他从顶部的对接舱口拍摄了周围环境。
在第三次月球舱外活动期间，在返回月球舱后，斯科特验证300年前伽利略的自由落体试验。即给定重力场中的所有物体都以相同的速度落下，与质量无关（没有气动阻力时）。由于月球气体微乎其微，他同时放下锤子和羽毛，结果羽毛和锤子同时落地。
指挥员斯科特和登月舱驾驶员艾尔文首次使用月球车探险。两人进行3次月球舱外活动，共18小时30分。在月球待了3天，收集了77公斤月球样品。
图6-15 “阿波罗”15月球车
图6-16 “阿波罗”15月球车标牌
月球车由波音公司于1969年5月开始研制。它可以折成1.5米乘0.5米大小，空车209公斤，加2位航天员和设备重700公斤。月球车四轮驱动，每个轮子有200瓦电动机。因为月球是真空的，必须用网轮代替充气轮胎。速度每小时可达10到12公里。为了安全起见，航天员驾驶月球车不超出10公里，以防车坏，他们不得不走回月球舱。月球车留在月面，车上贴有一块标牌，上面写着：“阿波罗”15，三位航天员名字，月球车名，日期1971年7月30日等。
“阿波罗”15航天员使用新航天服。新航天服让航天员能完全弯曲和坐在月球车上。升级的背件可以支持更长时间的月球行走。
在“阿波罗”15的服务舱里首次安排了一个科学仪器舱，里面安放了全景像机、伽马射线光谱仪、测绘相机、激光高度计和质谱仪，用于月球研究。
登月探测任务完成后，月球舱离开月球表面和月球轨道上的指令/服务舱交会对接。从月球舱移走月样和其他设备后，丢弃月球舱，首次启动它的火箭撞击月面。
“阿波罗”15在月球轨道待了一天，继续沃尔登的观察。在月球轨道释放子卫星，然后点燃服务舱推进发动机，推动他们进入返回地球轨道。第2天沃尔登执行了首次地球和月亮之间的舱外活动，从科学仪器舱取回录像带。
任务的第13天，在返回地球时，1顶降落伞出现故障，靠其他2顶降落伞工作。幸好3顶伞中有1顶是冗余的。指令舱成功飘落太平洋水面。
“阿波罗”15号创造了不少纪录，包括送入地球和月球轨道有效载荷最大，月球舱总质量达16，430公斤；太空飞行器首次携带科学仪器舱；首次使用月球车；首次在月球轨道投放子卫星；首次地球和月亮之间的舱外活动。
图6-17 “阿波罗”15凭借2顶降落伞安全飘落
“阿波罗”16
“阿波罗”16任务从1972年4月16日到27日，绕月飞行64圈。乘员包括指挥员约翰·杨、指令舱驾驶员肯·马丁利，以及月球舱驾驶员查尔斯·杜克。“阿波罗”16是唯一一次在月面高地着陆，这次飞行是“阿波罗”项目倒数第二次登月，没有硬件和程序测试任务，主要目的是探测月球地质。
由于指令/服务舱推进系统的偏航伺服回路问题，几乎引起登月任务的取消。考虑到问题较小，扬和杜克才被允许登月，只是登月时间被推迟。但是为了安全起见，任务缩短一天。
21日“阿波罗”16成功在月球高地着陆。选在高地着陆是为了让航天员能够发现年代久远的月球样本，研究月球地层的起源。约翰·杨和杜克驾驶月球车3次月面探测，分别为7.2小时、7.4小时和5.7小时。在月面共20小时14分，车速最高达到18公里/小时。收集了95公斤样品。
23日月球任务结束，约翰·杨和杜克回到月球轨道，和马丁利会合。24日，在月球軌道从服务舱发射了一顆78厘米×36厘米六角圆柱形，重36.3公斤的月球子卫星，卫星相对速度1.2米/秒，转速120转/分，任务是测量等离子体、高能粒子的强度和月球磁场。
25日在月地转移轨道，马丁利进行了1.4小时舱外活动，从服务舱外部取回几个胶片盒。27日“阿波罗”16成功降落南太平洋。
“阿波罗”17——结束之旅
“阿波罗”17任务从1972年12月7日到19日，是“阿波罗”登月任务的最后一次飞行。也是阿波罗计划中唯一的夜间发射。指挥员为尤金·塞尔南，指令舱驾驶员罗纳德·埃万斯，月球舱驾驶员哈里森·斯米特。斯米特是第一个进入太空的科学家，他是一位地理学家。
埃万斯留指令舱在月球轨道等待，塞尔南和斯米特乘登月舱登月。塞尔南和斯米特进行了7.2、7.6和7.3小时3次月面行走，月球车行驶了34公里，收集了50公斤的月球标本，还发现了橘红色的月球泥土。在任务中将最完整的一套科学仪器留在月球表面。
图6-18 “阿波罗”17留在月面上的金属纪念牌
和以前“阿波罗”载人登月任务一样，“阿波罗”17也留下一块金属纪念牌，上面写着：“我们完成了月球的首次探险。愿我们的这种和平精神永留人间。公元1972年12月（签名：塞尔南、埃万斯、施密特、理查德·尼克松）”
12月14日任务指挥员塞尔南随施密特最后离开月面，回到月球舱。月球舱徐徐升起和月球轨道上的指令舱交会对接，开始从月球返航地球。其间，指令舱驾驶员埃万斯进行月地转移轨道上太空舱外活动，从服务舱外的科学仪器舱回收胶卷。
1972年12月19日“阿波罗”17安全返回地球。落点在太平洋萨摩亚群岛东南650公里，离回收舰6.5公里。距预定点640米。
图6-19 埃万斯舱外活动-取胶卷
“阿波罗”17发射升空时，与此有关的人都知道这是“阿波罗”计划的最后一次执行任务。“阿波罗”17一升空，格鲁门公司曾经积极工作于高度成功的登月舱的员工被解雇了。在全国，曾经创造探险辉煌的男女们得到的回报是失去了他们的工作。美国正陷入越南战争，大量地吞噬了国库，金圆大国再也无法维持庞大的太空赛开支了。