阿波罗17号(1972年发射的美国载人飞船)

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阿波罗17号（Apollo 17）是美国航空航天局的阿波罗计划中的第十一次载人任务与唯一一次夜间发射的任务，阿波罗计划的最后一次登月任务，是人类第六次成功登月的太空任务。阿波罗17号成员包括指令长尤金·塞尔南（Eugene Cernan）、服务舱驾驶员罗纳德·埃万斯（RonE Evans）、登月舱驾驶员哈里森·施密特（Harrison Schmitt）。

阿波罗17号于1972年12月7日，由土星5号火箭运载升空。当宇航员们行至距离地球表面大约2.9万公里高处时，他们拍摄下了著名地球照片“蓝色弹珠”。登月舱在美国东部时间12月11日下午2点55分降落在月球表面。在12月11日至12月14日的3天时间，哈里森•施密特与尤金·塞尔南进行了3次月面活动总计时长达22个小时。尤金·塞尔南和施密特收集了111千克的岩石标本。美国东部时间12月14日下午5点54分，尤金·塞尔南和施密特成功乘登月舱上升级从月球表面上升，接着同等候在环月轨道的指挥服务舱交会和对接。12月17日，罗纳德·埃万斯在返回地球途中成功进行了一场时长1小时零7分钟的太空行走。12月19日，阿波罗17号宇航员降落在太平洋上。

任务背景

阿波罗计划

阿波罗计划是美国国家航空和航天局在上世纪六七十年代完成的登月计划，在60年代的十年中主要致力于完成载人登月和安全返回的目标。阿波罗计划采用月球轨道交会法，用强大的土星五型运载火箭把50吨重的航天器送入月球轨道。航天器本身装有较小的火箭发动机，当它接近月球时，能使航天器减速进入绕月轨道。而且，航天器的一部分——装有火箭发动机的登月舱能脱离航天器，载着宇航员登上月球，并返回绕月轨道与阿波罗航天器结合。

该任务是为阿波罗计划计划的三个J型任务中的最后一次。这些J型任务与以前的G系列和H系列任务的区别在于扩展的硬件能力，更大的科学有效载荷能力以及使用电池供电的月球车（LRV）。

任务目标

阿波罗17号任务的科学目标包括：在金牛座利特罗地区预先选定的区域进行地质勘测和材料和地表特征取样；部署和激活表面实验；在月球轨道和跨地球海岸进行飞行实验和摄影任务。部署的实验包括：阿波罗月球表面实验（ALSEP），如热流实验；月球地震剖面（LSP）；月球表面重力仪（LSG）；月球大气成分实验(LACE)；以及月球喷射物和石陨石(LEAM)。该任务还包括月球采样和月球轨道实验。生物医学实验包括：BiostackII实验和BIOCORE实验。

任务成员

正式成员

哈里森·施密特

哈里森·施密特（Harrison Schmitt），阿波罗17号登月舱飞行员，于1964年在哈佛大学获得地质学博士学位，此后在美国联邦地质调查局和哈佛大学工作过一段时间。1965年6月，地质学家哈里森·施密特加入了美国航空航天局（美国航空航天局）的第一个宇航员班，其中包括科学家宇航员，他是阿波罗15号的后备机组人员。1971年8月，他被任命为最后一次阿波罗登月任务阿波罗17号的登月舱飞行员。施密特是登上月球呢第一位科学家，也是第十二位踏上月球的人。

尤金·塞尔南

尤金·塞尔南（Eugene Cernan）阿波罗17号指挥官，是一名航天老兵，1966年首次随双子星-IX-A任务登上太空，随后在1969年5月执行阿波罗10号任务，担任登月舱驾驶员，当时距月球表面少于90英里（约合145公里）。尤金·塞尔南在太空中记录了566小时15分钟，其中超过73小时是在月球表面度过的。尤金·塞尔南是第二位在太空中行走的美国人，也是仅有的两次飞向月球的两人之一。

罗纳德·埃万斯

罗纳德·埃万斯（RonE Evans），阿波罗17号指挥舱飞行员，在成为宇航员之前曾是一名海军飞行员。是1966年4月美国航空航天局选出的19名宇航员之一。他曾担任阿波罗7号和阿波罗11号任务的宇航员支持人员，并担任阿波罗14号的备用指挥舱飞行员。埃文斯于1976年4月30日从美国海军退役，服役21年，并作为美国航空航天局宇航员积极参与NASA航天飞机计划的开发。他曾担任宇航员办公室内运营和培训小组的成员，负责航天飞机飞行计划的发射和上升阶段。

备选人员

过程

发射

发射升空

由于技术问题，阿波罗17号的发射被推迟了2小时40分钟，尽管当时是凌晨时分，但仍有约50万人在紧邻肯尼迪航天中心的区域观看了阿波罗17号的发射。1972年12月7日凌晨12点33分（美国东部时间）阿波罗17号从佛罗里达州肯尼迪航天中心（KSC）39A发射区发射，由土星五号火箭搭载阿波罗17号飞船发射升空，这是土星5号运载火箭的首次夜间升空。阿波罗17号飞船上有指挥官尤金·塞尔南（Eugene Cernan）；指挥舱飞行员罗纳德·埃文斯（RonaldE Evans）；科学家、登月舱飞行员哈里森·施密特（Harrison Schmitt）。

发射场地

肯尼迪航天中心（Kennedy Space Center），位于佛罗里达州。苏联1957年成功发射了卫星一号，在约翰·肯尼迪的关注下，筹建了美国航空航天局，并且提出了阿波罗计划，以与苏联在航天方面进行竞争。当约翰·肯尼迪遇刺的消息传人美国航空航天界寸，为感激和表彰肯尼迪在任内对美国宇航事业的极大关注，人们把卡纳维拉尔角的航天器发射场更名为肯尼迪航天中心。

肯尼迪航天中心气候温暖湿润。平均每日的最高气温在1月份的2l℃和7月份的31℃之间波动。平均每日的最低气温在1月份的11℃和7月份的23。C之间波动。在夏季，中心有很高的雷击频率。每年正常的降雨在54—56英寸，其中70％的降雨集中在6—9月间。降雨量春季最低。

中心共有14个发射区，其中多数区已停止使用或拆除，在使用的是39号发射场及其工业区。它是为实施阿波罗计划计划而建造的，经改建后用于航天飞机的发射和试验。主要设施包括飞行器装配大楼、发射控制中心、39A和39B发射区、活动发射台、运输车、运输车轨道、固定式勤务塔和航天飞机服务塔、防爆的自然推进剂贮存库和加注设施、监测设施、轨道器着陆设施、轨道器处理设施、处理控制中心、新闻场所等。

轨道

参考资料：

着陆点

金牛座-利特罗

阿波罗17号着陆点位于宁静之海（Mare Serenitatis）的东南边缘，称为金牛座-利特罗谷，位于阿波罗15号着陆点以东约750公里处。大约在3.8到3.9亿年前，一颗山大小的小行星或彗星撞击月球，撞出了一个直径近700公里的黄淮平原，在宁静之海的边缘形成了一圈山脉，并在群山之间留下了放射状的山谷。金牛座-利特罗位于金牛座山脉西南部的利特罗火山口以南的高地。金牛座-利特罗着陆点提供了山地高地和山谷低地的组合，从中可以对地表材料进行采样。金牛座-利特罗得名于金牛座山脉和利特罗陨石坑，它们位于塞雷尼塔蒂斯盆地的东南边缘。在金牛座-利特罗可以找到比以前其他阿波罗任务或月球16号、20号任务返回收集的岩石更古老或更年轻。

施密特曾经向美国航空航天局、历史学家卡罗尔·巴特勒（Carol Butler）口述当时的着陆区：“那里的地形比其他阿波罗着陆区都要复杂，这是特意选择的。我们可以立体地观察那些山脉，更容易去取样。脚下有月海玄武岩，山坡上有月球高地岩石。我们还发现了一些早期在照片中出现过的火山物质，最后我们在肖特陨坑附近取到了一种橘色的月壤。”

任务过程

1972年12月7日上午9点15分29秒，指挥和服务模块（CSM）与土星五号的第三级火箭S-IVB分离。大约15分钟后，CSM与登月舱（LM）对接。S-IVB与月球发生撞击，该撞击发生在12月10日晚上8点32分43秒。撞击位置位于计划目标点西北约84海里处，该事件由阿波罗12号、14号、15号和16号任务上部署的被动地震传感器记录。

在跨月海岸期间，计划中的四次中途修正中只需要一次。12月8日下午5：03进行中途修正。月球轨道插入于晚上7点47分23秒完成。

12月10日，将航天器送入170x52.6海里的月球轨道。大约4小时20分钟后，轨道减少到59海里15海里。航天器在这个低轨道上停留了18个多小时，在此期间进行了CSM/LM的脱离和分离。下午6：50：29将CSM调整到圆形轨道上。

12月11日，将CSM送入70.3x54.3海里的轨道。12月11日下午2：35，指挥官和登月舱飞行员进入LM，准备下降到月球表面。12月11日下午6：55：42，LM被送入近月高度为6.2海里的轨道。大约47分钟后，下降到月球表面。12月11日晚上7点54分57秒着陆，月球北纬20度10分，东经30度46分。

三次舱外活动（EVA）在月球表面总共持续了22小时4分钟。第一次舱外活动于12月11日晚上11：54：49开始，尤金·塞尔南于12月12日凌晨12：01离开。第一次舱外活动时长7小时12分钟，于12月12日上午7：06：42完成。第二次舱外活动于12月12日晚上11：28：06开始，历时7小时37分钟，于12月13日上午7：05：02结束。第三次舱外活动于12月13日晚上10：25：48开始，于12月14凌晨5：40：56结束。

LM上升阶段于12月14日晚上10：54：37升空。经过游标调整操作后，上升阶段入48.5x9.4海里的轨道。LM终末相起始燃烧于12月14日晚上11：48：58进行。这个3.2秒的机动将上升级轨道提高到64.7乘48.5海里。CSM和LM于凌晨1点10分15秒对接。LM上升阶段于12月15日凌晨4：51：31被抛弃。上升阶段的离轨点火于12月15日上午6时31分14秒开始。19分7秒后发生月球撞击，距离计划目标约0.7海里，位于北纬19度56分和东经30度32分，四个阿波罗17号地震检波器以及阿波罗12号、14号、15号和16号着陆点的每个检测器都记录了上升阶段的撞击。12月16日，指挥舱和服务舱离开月球轨道，宇航员开始返回地球。

罗纳德·埃文斯（RonaldEvans）在12月17日晚上8点27分40秒进行了太空行走舱外活动，持续了1小时6分钟，在此期间，他取回了月球测深仪胶卷，以及全景和测绘学相机胶卷盒。第六个自动化研究站成立。月球车总共穿越了30.5公里，月球表面停留时间为75小时，月球轨道时间为17小时，宇航员共收集了110.4公斤（243磅）的材料。

降落

12月19日，名为“美国”的指挥舱在南太平洋降落，距离执行打捞任务的提康德罗加号巡洋舰仅4英里（6.5公里）。

阿波罗载人登月飞船

阿波罗”总高29米，重约50吨，由指令舱（相当于返回舱）、服务舱（相当于推进舱）和登月舱3部分组成，发射上升段时还有救生塔，其中类似卫星式飞船返回舱的指令舱是航天员生活和工作的地方，也是全飞船的控制中心；服务舱装有主发动机、姿控和电气系统；特设的登月舱由下降级和上升级组成，用于降落到月球表面和离开月面。

指令舱

指令舱为圆锥形，高3.5米，底部直径3.9米，重约6吨，舱内充以34.3千帕的纯氧，温度保持在21~24°C。它又细分为前舱、航天员舱和后舱。前舱放置着陆部件、回收设备和姿态控制发动机等；航天员舱为密封舱，存有供航天员生活14天的必需品和救生设备；后舱装有10台姿态控制发动机、各种仪器和贮箱，还有姿态控制、制导导航及船载计算机和无线电分系统等。指令舱的中央并排放着指令长、驾驶员和飞行工程师等3名航天员的座椅，飞船发射和返回地面时，3名航天员躺在椅子上，其余时间航天员可离座活动。“阿波罗”飞船沿用了水星号飞船的发射救生系统，目的是在运载火箭第2级工作前20秒内，如果发生紧急事故，该系统可将指令舱弹出并安全回收。

服务舱

服务舱是一个高6.4米、直径4米的圆柱体，重约25吨，里面装有变轨推进剂和主发动机、3副氢氧燃料电池等，其中变轨主发动机推力达95.6千牛，能把飞船从月球轨道送回地面。服务舱的前端与指令舱对接，后端有推进系统主发动机喷管。该舱又分6个隔舱，分别容纳主发动机、姿态控制系统等，其中姿态控制系统由16台小火箭发动机组成。它们还用于飞船与第3级火箭分离、登月舱与指令舱对接和指令舱与服务舱分离等。

登月舱

登月舱（Lunar 模组）质量为14.7吨，直径4.3米，高约7米，采用两级结构，由下降级和上升级组成，级间由爆炸螺栓连接。下降级由下降发动机、4条着陆腿和4个仪器舱组成，用于从月球轨道降落到月面，能把2名航天员送到月球上，为上升级提供发射平台。上升级为登月舱主体，由航天员座舱、返回发动机、推进剂贮箱、仪器舱和控制系统组成，在登月过程中，2名航天员在这里生活和工作，完成任务后航天员乘上升级返回环月轨道与指令舱会合。

登月舱主要任务是将两名航天员，从环月圆轨道送到月面，支持月面的探测活动和各项科学实验，并运送航天员和所采集的月球样品返回环月轨道，与飞船（指令舱与服务舱）对接，完成人员与货物的转移。

土星五号”运载火箭

基本设计

阿波罗12号运载火箭土星5号又称火星V号，由沃纳·冯·布劳恩及其领导的德国火箭团队研发设计，主要的承包商包括波音公司、北美人航空、道格拉斯飞机公司以及IBM。土星5号运载火箭高1106米，起飞重量3038.5吨，总推力达3408吨，月球轨道运载能力45吨，近地轨道运载能力118吨。土星5号采用三级设计，由第一级S-1C、第二级S2、第三级S-4B、仪器舱和有效载荷组成。第一级S-1C长42米，直径10米，到尾段底部直径增大到13米。尾段上装有4个稳定尾翼，翼展约18米。一级火箭采用5台F-1发动机，推进剂为液态氧和煤油，2个10米直径的铝制推进剂贮箱用檩条和隔框加强。第二级S-2长25米，直径10米，采用液氧液氢推进剂，共用5台J-2发动机。第三级S-4B长18.8米，直径6.6米，1台J-2发动机，推进剂为液氧液氢。

1972年12月7日，土星5号发射了最后一艘“阿波罗”——阿波罗17号载人登月飞船后，该重型火箭又于1973年5月14日把美国第1个空间站“天空实验室”送入轨道。此后退役。

性能数据

研究成果

尤金·塞尔南和哈里森·施密特在月球停留了约75小时，完成3次出舱活动，持续时间分别为6时45分、7时37分、7时16分。第一次出舱目的是采集岩石样本，安装科学仪器，其中包括测量深达1km的月壤电子特性的探测器，研究月球深层物理特性的地震剖面测定仪等。宇航员钻了三个深度为2.5m～3M公司的孔，用来放置研究月球内部热流的仪器和采集一柱月壤样本。尤金·塞尔南和哈里森·施密特乘越野车共行驶了三次：其中第一次往东南方向行驶了2.8km；第二次前往南部山岭，距离着陆点7km；第三次到达北岭山脚采集大石头样本。送回地球的月壤样本总质量约为113kg。登陆地区密布直径不大的撞击坑。有时遇到非常松散的月壤，宇航员踏过的脚印深达20em。在“矮子”撞击坑附近，宇航员发现了橙黄色的一块月面，哈里森·施密特（他是名地质学家）认为，这是火山喷发结束前直接喷到表面的气体对喷气孔周围月壤作用的结果随。

登月舱登陆的山谷中，岩石的组成成分复杂，属于典型粉碎性岩石。该处结晶玄武岩与海洋玄武岩的组成成分近似，“阿波罗”17号月球玄武岩的化学成分如表：

轶事

世界纪录

作为最后一个登上月球的人，Gene Cernan的访问也见证了他在阿波罗17号月球车（LRV-3）上保持着月球速度的纪录。1972年12月13日，在美国宇航员哈里森·施密特的陪同下，这两位宇航员以每小时18公里的速度在距着陆地点以东约1公里的“夏洛克”地块附近行驶。

蓝色弹珠

这张经典的地球照片拍摄于1972年12月7日，由最后一次阿波罗任务阿波罗17号的宇航员拍摄，当时他们正在执行登月任务，前往月球。阿波罗的轨道第一次使拍摄南极冰盖成为可能，如图所示的是南半球厚厚的云层。

月球插国旗

“阿波罗17”号宇航员将一面美国国旗插在月球表面，卫星拍到此旗帜40年后仍矗立月球。

纪念牌

留在月球上的“阿波罗17号”纪念牌的题词写道：人类完成了对月球的第一次探索。公元1972年12月，愿我们带来的和平精神与全人类同在。（签名：塞尔南、埃万斯、施密特、理查德·尼克松）。

影响与评论

1972年12月阿波罗计划的最后一次飞行，阿波罗17号登月，阿波罗17号的月球车行进了35千米，并创造了采集月面标本达113千克的最高记录。阿波罗计划先后有12名宇航员登上月球表面。这一系列“访问”大大丰富了人类对月球的认识。各次阿波罗飞行都对月球表面进行广泛考察，搜集了大量月球岩石、土壤标本，其中从月球上带回地球的月岩样品就达440公斤。阿波罗飞行同时把许多仪器安装在了月球上，进行科学研究，如太阳风实验和月震测量等。

阿波罗计划获得的成功和取得的成就具有伟大历史意义和现实意义。在政治上，它终于使美国在航天技术的许多方面确立了领先地位，产生了极大的声誉。在科学上，它使人类对月球及近月空间有了首次直接的研究和认识。在技术上，取得了许多突破，不仅为后来的航天计划奠定了基础，而且广泛地用于国民经济领域。在工程管理上，美国航空航天局因此取得了一系列宝贵的大型工程计划和管理的经验。在经济上，这是一个较有争议的问题，但据卡尔·蔡司报告指出，“阿波罗”计划使美国经济增长率提高2%，物价指数下降2%，创造80万个就业指标，蔡司报告还认为，美国1958年国民收入为4062亿美元，1968年达到8640亿美元，1970年增至9046亿美元，10间翻了一番，这是阿波罗计划刺激的结果。该工程的实施，带动起了美国液体燃料火箭、微波雷达、遥控作业、无线电制导、超高强度和耐高温合成材料、新型电子计算机、药物及生物工程学等一大批高科技工业群体。后来，该工程的人工智能、机器人和遥控作业等许多技术成果又转移到民用，促进了科技与工业的整体发展与繁荣，其二次开发应用的效益，远远超过阿波罗计划本身所带来的直接经济与社会效益。