阿波羅登月小艇

**阿波羅登月小艇**（**Apollo Lunar Module**）是阿波羅宇宙飛船登月直接登月的部分，由美國的阿波羅計劃為達到登月並成功返回而建。登月小艇又被其製造商稱作「LM」（月面模組），也叫做「LEM」（登月模組）。

登月小艇的設計目標是在 6.65 米 ³ 的空間內容納兩名太空人。登月小艇共 6.4 米高，4.3 米寬，有四個支撐腳。登月小艇由上升級和下降級組成；登月小艇的總質量，以降落部分 (10,334 千克) 為主，達 15,264 千克。

## 歷史

選擇阿波羅登月小艇的原因是因為國家航空暨太空總署決定採用月球軌道集合方案（LOR），而不是月面直接起飛方案或者地球軌道集合方案（EOR）（其他對接集合方案參見選擇任務模式）。直接起飛方案和地球軌道集合方案都將整個阿波羅飛船降落在月球上；在決定使用月球軌道集合方案之後，就有必要製造一艘可到達月面的獨立飛船。

登月小艇的生產合同由格魯曼飛機工程公司獲得，還有一些轉包商。格魯曼公司從 50 年代末就開始研究空間對接，並在 1962 年重新開始此項研究。1962 年 7 月，有 11 家公司應邀為登月小艇進行投標。到同年 9 月時，9 家公司提交了標書，格魯曼公司在同月最終贏得了合同。預計合同額為 3.5 億美元。最開始有 4 家分包商：貝爾航空系統（上升級發動機）、哈密爾頓標準公司（環境控制系統）、馬夸特（姿態控制系統）和洛克達因（下降級發動機）。

登月小艇上的基本導航、飛行與控制系統（PGNCS）是由麻省理工大學儀表實驗室開發的。導航計算機是由雷瑟奧恩公司製造。在阿波羅指令 / 服務艙中有一部與之類似的導航系統。備用的任務中止導航系統（AGS）是由 TRW 開發的。

1970 年 4 月，登月小艇水瓶座號在阿波羅 13 號任務中意外的扮演了挽救三名太空人（指令長小詹姆斯・洛威爾、指令 / 服務艙飛行員約翰・斯威格特和登月小艇飛行員弗萊德・海斯）的角色。在由電路短路引起的指令艙氧氣罐過熱並爆炸後，水瓶座號便開始作為救生船一直到返回地球軌道，期間水瓶座號的電池還為指令艙上至關重要的返回電池充電以確保太空人可以在 1970 年 4 月 17 日進入大氣層並安全降落。登月小艇上的下降發動機本來是用來在下降至月面時減速用的，但在阿波羅 13 號任務中卻被用來在繞月飛行時加速飛船以進入返回航線。阿波羅 13 號事故中登月小艇系統共為 3 名太空人提供了 90 小時的生命保障，而它的設計能力只是 2 名太空人，45 小時。（詳見阿波羅 13 號）。

## 登月小艇規格

登月小艇中的下降級中包括了登月裝備、雷達天線、降落火箭引擎、以及降落所需的燃料。下降級上還帶有幾個裝載其他貨物的隔間，比如阿波羅月面實驗包、移動儀器推車（阿波羅 14 號）、月球車（阿波羅 15 號、阿波羅 16 號和阿波羅 17 號）、月面攝像機、月面工具和月面樣品採集箱。
而且登月紀念牌也安裝在下降級的爬梯上。

起飛部分包括艙蓋、反應控制系統、雷達和通信天線、起飛火箭引擎以及回到月球軌道並與指令 / 服務艙對接所需的燃料。

* **規格：(Baseline LM)**
  * **上升級：**
    * 乘員: 2 人
    * 成員艙容積: 6.65 m³ (235 ft³)
    * 高：3.76 米
    * 直徑：4.2 米
    * 最大燃料裝載量: 4,670 千克
    * 艙內氣壓: 100% 氧氣 250 毫米汞柱 (33 kPa)
    * 供水: 2 個 19.3 公斤 (42.5 磅) 水罐
    * 冷卻劑: 11.3 公斤 (25 磅) 乙二醇乙酸酯 / 水溶液
    * 反作用力控制系統推進劑量: 287 公斤 (633 磅)
    * 反作用力控制系統推進器：16 個推進器，4 套，每套 4 個，每個提供 445N 推力
    * 反作用力控制系統推進劑: N2O4/UDMH（四氧化二氮 / 偏二甲肼）
    * 反作用力控制系統比衝量: 2.84 kN・s/kg
    * 上升級推進系統推進劑量: 2353 公斤 (5187 磅)
    * 上升級推進系統推進器: 15.6kN (3,500 lbf)
    * 上升級推進劑: N2O4/ 航空肼 50 (四氧化二氮 / 偏二甲肼、聯氨混合物)
    * APS pressurant: 2 個 2.9 公斤氦氣罐，罐壓 21MPa
    * 發動機比沖: 3.05 kN・s/kg
    * 推重比: 0.34 lbf/lb (3.3 N/kg)
    * ΔV: 2,220 m/s (7,280 ft/s)
    * 電池: 2 套 296 A・h 銀鋅電池
    * 電源: 28V 直流電，115V 400Hz 交流電

上升級發動機的推力在地球上小於重力，但在月球上足夠將上升級送入月球軌道。

* * **下降級：**
    * 高：3.2 米
    * 直徑：4.2 米
    * 支撐腿跨度: 9.4 m (30.8 ft)
    * 最大燃料裝載量: 10,334 kg (22,783 lb)
    * 供水: 1 個 151 公斤水罐
    * 供電: 2 套 296 A・h 銀鋅電池 (次系統)
    * 推進劑量: 8,165 kg (18,000 lb)
    * 下降級推進系統推力：可調範圍為 45.04 kN (10,125 lbf)～4.56 kN (1025 lbf)
    * 下降級推進系統推進劑: N2O4/ 航空肼 50 (四氧化二氮 / 偏二甲肼、聯氨混合物)
    * DPS pressurant: 1 個 22 kg 超臨界氦罐，罐壓 10.72 kPa.
    * 發動機比沖: 3050 N・s/kg
    * ΔV: 2,470 m/s (8,100 ft/s)
    * 電池: 4 套 400 A・h 銀鋅電池

## 生產的登月小艇

## 登月卡車

阿波羅登月卡車是一個不載人的單獨的下降級，其設計荷載為 5 公噸。阿波羅卡車的設計目的是向永久月球基地輸送器材和給養，但實際上一直到現在也從未建立一個月球基地。最早設想的方案是：由農神 5 號火箭將阿波羅卡車和一整組阿波羅太空人一起送入月球軌道，並將阿波羅卡車引導著降落在基地附近，再由月球基地上的太空人把貨物卸下「卡車」，最後送貨的太空人返回地球。

## 科幻中的登月小艇

在夏恩・詹森的小說《冰》中，出現過以登月小艇和登月卡車為原型的飛船，小說描寫了一次想像中的阿波羅 19 號悲劇：登月卡車由土星 IB 運載火箭運往月球並在預訂降落場降落，之後執行 J 任務的阿波羅太空人駕駛傳統的登月小艇精準的降落在登月卡車附近 （讓人想起皮特・康拉德在阿波羅 12 號任務中的降落），之後登月小艇 LM-13 號的上升級引擎發生故障而無法點燃，最終把 2 名太空人困在月球上 —— 事實上在阿波羅計劃中從來沒發生過這樣的事。

## 後繼者

繼阿波羅計劃後，美國國家航空暨太空總署決定再次執行載人登月計劃，並於 2020 年進行，屆時將由獵戶座太空船執行任務。值得一提的是，獵戶座的外貌與阿波羅飛船相似，內部空間比阿波羅飛船大 2.5 倍，令不少外界人士認為，它將是 2.0 版的阿波羅飛船。

## 外部連結

* Nasa catalogue: Apollo 14 Lunar Module （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* Space/Craft Assembly & Test Remembered （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） – A site "dedicated to the men and women that designed, built and tested the Lunar Module at Grumman Aerospace Corporation, Bethpage, New York"
* Apollo 11 LM Structures handout for LM-5 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） (PDF) – Training document given to astronauts which illustrates all discrete LM structures
* Apollo 15 LM Activation Checklist for LM-10 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） – Checklist detailing how to prepare the LM for activation and flight during a mission
* Apollo LM Truck on Mark Wade's Encyclopedia Astronautica – Description of adapted LM descent stage for the unmanned transport of cargo to a permanent lunar base.

## 參考文獻

* Kelly, Thomas J. (2001). _《月球登陸器：我們是怎麼研發阿波羅登月小艇的》_ (史密森航空宇航歷史叢書). Smithsonian Institution Press. ISBN 1-56098-998-X.
* Baker, David (1981). _《載人航天史》_. Crown Publishers. ISBN 0-517-54377-X
* Brooks, Courtney J., Grimwood, James M. and Swenson, Loyd S. Jr (1979) _《太陽神的戰車：載人登月飛船史》_ （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） NASA SP-4205.
* Sullivan, Scott P. (2004) _Virtual LM: A Pictorial Essay of the Engineering and Construction of the Apollo Lunar Module_. Apogee Books. ISBN 1-894959-14-0
* Stoff, Joshua. (2004) _建造登月船：格魯門登月小艇_. Arcadia Publishing. ISBN 0-7385-3586-9