阿波罗4号

阿波罗四号()又称AS-501,是美国阿波罗计划第一次无人飞行任务,也是首次测试日后将宇航员送上月球的土星5号运载火箭。航天器在航天器裝配大樓组装,是专为土星五号建造的佛罗里达州肯尼迪航天中心首次发射任务,从39号发射台升空。

阿波罗四号属“全面启动”测试,即所有火箭级和航天器都能正常工作,这在美国国家航空航天局史上尚属首次。此次任务还是S-IC一级火箭与S-II二级火箭首飞,S-IVB三级火箭首度二次启动。阿波罗四号采用的服务与指令舱属第一批次,但经修改测试第二批次的关键调整,如模拟从月球返回时的速度与角度来测试防热大底。

航天器原定1966年发射,但因航天器部件的各种问题和前期测试困难重重推迟。1967年1月阿波罗1号发生重大事故,三名宇航员死于火灾,阿波罗四号推迟到11月9日以便全面排查和调整。

火箭发射近九小时后,实现预定目标的航天器溅落太平洋。航空航天局认为任务圆满成功,证明土星五号火箭不辱使命,朝20世纪60年代结束前载人登月并安全返回的主目标迈出坚实步伐。

背景
1961年,约翰·肯尼迪总统宣布美国要在60年代结束前将宇航员送上月球并安全返回。为达成目标,美国国家航空航天局(以下简称航空航天局)需早早选定运载火箭,入选的土星C-5号火箭此时已在开发。1962年该局正式批准采用新火箭,计划在1965年首次试飞,1967年结束前首度载人飞行,留下充足时间实现肯尼迪的目标。。

航空航天局经过大量探讨于1962年末决定登月任务采用“月球轨道交会”模式,用第三级火箭S-IVB把完整的阿波罗太空船推向月球轨道。到达轨道后负责登月的宇航员进入登月舱,与太空船分离后登月,登月舱从月表起飞把宇航员送回太空船后抛弃,太空船带领宇航员返回地球。。

前三次搭载阿波罗设备的任务采用土星1B號運載火箭发射,这种比土星五号小的火箭不在肯尼迪航天中心发射,但解决土星1B问题的经验对土星五号很有价值。两款火箭都采用S-IVB,但土星1B号只有两级,S-IVB就是第二级,土星五号的S-IVB是第三级。这样土星五号有效负载的许多飞行鉴定问题只需老款小火箭就能验证。除设备飞行资格鉴定外,航空航天局还需在真人飞行前证明肯尼迪航天中心的地面设施足以满足土星五号需要,而不是直接拿宇航员的生命冒险。

1966年航空航天局用土星1B号火箭成功发射AS-201、AS-202、AS-203。据查尔斯·本森和威廉·弗莱赫蒂的肯尼迪航天中心历史著作记载:“1966年发射的阿波罗-土星1B号火箭为美国国家航空航天局发射人员提供宝贵经验,用于自动检验的34与37号试验台尚有不足。AS-201至AS-501(即阿波罗四号)的20个月间,肯尼迪航天中心纠正自动化操作遇到的主要问题。AS-501是阿波罗史上最艰巨的发射任务,但要是没有这些试验与试错推进,恐怕还要困难得多。”

延期
的AS-501]]

1965年1月,阿波罗计划总监塞缪尔·菲利普斯少将预定1967年1月土星五号首秀并发射AS-501(当时还没有阿波罗四号之名)。同年还有另外两次土星五号发射,时间已是分秒必争。许多官员对这么快就要发射缺乏信心,事实证明他们的疑虑绝非空穴来风。用于AS-501发射的39号发射台液氧管线发生爆炸事故,可能是任务延迟数周的重要原因。

北美航空承包建造土星五号火箭第二级S-II和阿波罗服务与指令舱,但航空航天局对生产进度、成本、质量表现都不满意,促使菲利普斯1965年11至12月带队前往加利福尼亚州的北美航空工厂调查,并对项目管理存在的问题提出解决方案。菲利普斯后把发现写入报告上交乔治·慕勒。技术人员在S-II发现裂纹,航空航天局验收前的试射因此延期。北美航空修复S-II期间,火箭部件陆续运抵肯尼迪航天中心,首先是1966年8月14日大肚鱼运输机送来S-IVB,9月12日驳船运送的第一级火箭S-IC抵达。航空航天局用梭芯状间隔器代替S-II,以便其他部件送入航天器裝配大樓检查和装配。原计划1966年7月送到的S-II到11月仍未现身,航空航天局希望1967年1月能到,三个月后发射。服务与指令舱1966年12月24日送达,S-II次年1月21日抵达。1月31日最后的部件赶到,是第一与第二级火箭之间的一二级间段。。
(左)]]

全面排查还发现螺栓松动掉入J-2火箭发动机等问题,找到多余零件后航空航天局并不满足于移除,更重要的是查清为什么出现问题,确保不再发生同类失误。1967年3月菲利普斯等人会晤,会上批露土星五号的1200处失误,技术人员提议每天处理80个。远超预期的一周左右。全世界都在关注此次火箭发射,航空航天局公关主任朱利安·谢尔向局长詹姆斯·韦伯转达媒体质疑:阿波罗四号会不会永远都飞不起来。经过激烈讨论,韦伯表示会在自认合适时宣布发射日期。。这些目标最后全部实现17号服务与指令舱由17号指令舱(编号CM-017)和20号服务舱(编号SM-020)组成。

第二批次太空船都将用于载人飞行,为验证部分功能,17号服务与指令舱包含许多第二批次才有的调整。

太空船载有编号LTA-10R的登月舱试验品,任务期间一直在土星五号第三级火箭上、太空船与登月舱适配器连接部分内。试验品相当于没有起落架的登月舱下降段,燃料贮箱与氧化剂贮箱都装有水、乙二醇、氟利昂混合物。试验品上方还有铝制登月舱上升段,并有压舱重物但没有飞行功能。登月舱试验品和适配器用于测量飞向地球轨道时两种设备的应力,。航空航天局早在1963年下半年就决定采用“全面启动”测试,即所有火箭级和航天器都能正常工作,四年后才在阿波罗四号落实。航空航天局载人航天飞行办公室主任慕勒擅长系统工程,曾参与军方导弹项目。他认为美国空军民兵导弹项目的快速进展离不开全面启动测试,阿波罗计划可以参考这种方法以求在预定期限实现目标。他在1963年的备忘录规定,土星1B和土星五号均采无人首飞并装载能够使用的航天器,每级火箭必须功能完整。两种火箭第二次飞行同样是无人任务,第三次才需载人。。

任务编号
1967年4月24日慕勒批准阿波罗任务正式编号方案,阿波罗四号是第一个以该方案正式编号飞行的任务。首次载人任务的三名宇航员死于准备阶段,航空航天局接受三人遗孀请求把任务定名阿波罗一号。此后土星1B号火箭已经执行三次无人任务,其中两次载有阿波罗太空船(AS-203仅携带空气动力学鼻錐),但慕勒没有指定阿波罗二号或三号,从阿波罗四号开始恢复编号次序。

公众关注与传媒报道
贵宾在火箭发射前几天扎堆肯尼迪航天中心,11月6日抵达的冯·布劳恩计划当晚举办晚宴和会议,仅限高层人员参加。航空航天局高管、业界名人、国会领导人、外交官纷纷前往观看发射。各合作承包商共43名工作表现出色的职工当选“载人飞行意识”模范,享受肯尼迪航天中心贵宾之旅,还能参加六名宇航员出席的社交晚会并观看发射。

阿波罗四号引来传媒高度关注,各路写手为向读者鼓吹运载火箭规模绞尽脑汁,称火箭比自由女神像还高,重量更达13倍。北美航空发予媒体的宣传资料称土星五号重量远超戰艦。,其中不乏苏联记者,招待会现场还能看到远处的土星五号火箭。

发射与飞行
协调世界时11月7日凌晨三点半,北美东部时区11月6日晚十点半哥伦比亚大学威廉·多恩博士认为火箭发射动静之大在人类史上名列前茅,在人为手段产生的响动里很可能仅逊于核爆

影响、评价、下落
{{quote box | align = right | width = 24em | salign = right
| quote = 从技术、管理、心理层面而言,阿波罗四号都是圆满完成的重要任务,特别那一连串零的突破。这是土星五号第一与第二级火箭首飞(第三级已随土星1B发射火箭上天)、完整土星五号火箭首飞、S-IVB首次在轨道飞行时重启、39号发射台首次发射、第二批次指令舱防热大底首次试飞、模拟登月舱首次飞行等等等等。一切进展都很顺利,令航空航天局充满信心。正如菲利普斯所言:“阿波罗走上通往月球的康庄大道”。| source = —柯特尼·布鲁克斯、詹姆斯·格里姆伍德、洛伊德·斯文森:《阿波罗战车:载人登月飞船史》(1979年),后在航空航天局斯坦尼斯航天中心公开展示至2012年初,如今放在密西西比州汉考克县皮尔林顿的无限科学中心展示,此地是斯坦尼斯航天中心的游客中心。

参考资料
扩展阅读
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外部链接

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