前言13

致謝17

序19第1章 一次震驚世界的冒險1

1.1 阿波羅計劃的意義 1

1.2 月球之夢4

1.3 阿波羅飛船6

1.4 哪種途徑7

1.5 月球軌道交會9

1.6 裝備11

1.6.1 阿波羅飛船11

1.6.2 阿波羅登月艙12

1.6.3 發射逃逸繫統14

1.7 鑄劍為犁： 馮·布勞恩的火箭15

1.7.1 F-1:  大推力發動機17

1.7.2 J-2:  高能發動機17

1.7.3 “土星V”火箭17

1.7.4 “土星”火箭的遺產20

第2章 阿波羅飛行簡史22

2.1 飛行任務的字母排序22

2.2 幻想破滅23

2.3 重整旗鼓： 阿波羅4號24

2.4 登月艙的飛行： 阿波羅5號25

2.5 “土星”火箭的挫折： 阿波羅6號26

2.6 測試II型飛船： 阿波羅7號27

2.7 勇敢的決策： 阿波羅8號28

2.8 全繫統測試： 阿波羅9號30

2.9 彩排： 阿波羅10號31

2.10 實現夢想:阿波羅11號33

2.11 遭雷擊： 阿波羅12號35

2.12 敗中取勝： 阿波羅13號36

2.13 再來一次： 阿波羅14號38

2.14 滿載而歸： 阿波羅15號40

2.15 新知識： 阿波羅16號41

2.16 後的歡呼： 阿波羅17號43

2.17 再見，阿波羅45

阿波羅是如何飛到月球的目錄第3章 發射--點火升空46

3.1 發射準備46

3.1.1 離開飛行器組裝廠房（VAB) 46

3.1.2 在發射臺上47

3.1.3 演練48

3.1.4 倒計時到發射49

3.1.5 發射窗口50

3.1.6 給飛行器加注燃料51

3.1.7 指令勤務艙的發射準備51

3.1.8 宇航員進艙52

3.2 起飛55

3.2.1 後幾秒55

3.2.2 “土星”運載火箭的制導56

3.2.3 點火開始57

3.2.4 龐然大物起飛59

3.2.5 一列老式貨車60

3.3 穿過大氣層61

3.4 第二級火箭68

3.5 第三級火箭79

第4章 地球軌道和進入奔月軌道81

4.1 暫停在地球軌道上81

4.2 90分鐘環繞全球一圈82

4.3 繞地球滑行87

4.4 飛往月球之旅94

第5章 取出著陸器101

5.1 離開地球101

5.2 換位、對接和取出（TD&E) 103

5.3 “沒鎖上，休斯敦”108

5.4 S-IVB的命運112

5.5 來自外空的入侵者114

第6章 去往月球的導航117

6.1 穿越地月空間117

6.2 地基跟蹤122

6.3 由飛船進行導航123

6.4 制導和導航繫統128

第7章 向著月球滑行141

7.1 擠在一個艙裡的3個人141

7.2 維持生命143

7.3 個人衛生146

7.4 安全供氣159

7.5 被動溫度控制--烤叉上的飛船164

7.6 攪動儲箱--一次故障的原因165

7.7 通信167

7.8 來自月球的電視169

7.9 檢查登月艙173

第8章 進入月球軌道： LOI機動177

8.1 勤務艙178

8.2 如何不撞向月球181

8.3 與月球相遇182

8.4 LOI PAD:  這不是魔術186

8.5 黑色空間192

8.6 接近月球： LOI點火195

第9章 準備著陸199

9.1 狂喜199

9.2 第二次抵達點火200

9.3 如何不撞到月球上201

9.4 月球軌道上的休憩202

9.5 在下降軌道上205

9.6 進入登月艙209

9.7 繼續準備216

9.8 脫開219

第10章 下一站： 月球228

10.1 “執行程序”:  著陸開始228

10.2 速度慢下來： 程序63230

10.3 “嘿，在那兒！" :  程序轉彎和程序64236

10.4 “采集一些塵土”:  程序66241

第11章 軌道逗留： 觀察月球247

11.1 認識月球247

11.2 無人探測器250

11.3 阿波羅抵達月球253

11.4 月球軌道上的科學站257

第12章 交會和對接270

12.1 軌道力學271

12.2 我們已經從月球起飛274

12.3 交會技術280

12.4 制動及位置保持285

12.5 漫長的一天291

12.6 任務控制中心的作用296

12.7 登月艙的墓志銘300

第13章 回家301

13.1 任務接近完成301

13.2 入奔地球軌道（TEI) 301

13.3 子衛星303

13.4 TEI PAD:  一個實際例子306

13.5 點火倒計時309

13.6 奔向地球的長途旅程316

13.7 太空行走： 艙外活動（EVA) 326

第14章 再入333

14.1 燃燒著返回333

14.2 我們來了： 再入從開始到結束336

14.3 再入PAD:  一個實例337

14.4 再入REFSMMAT341

14.5 後4小時342

14.6 後1小時346

14.7 人類在太空抓拍： P63350

14.8 確保捕獲： P64351

14.9 瞄準艦隊： P67355

14.10 濺落360尾聲366術語和縮略語表368其他讀物376

第1章一次震驚世界的冒險
1.1 阿波羅計劃的意義 
阿波羅計劃並非隻是“冷戰”時期的花招，盡管很多人都這麼認為；也不隻是顯擺超級力量的實例，盡管大體上如此。
同人類的許多決策一樣，美國於20世紀中葉前往月球的決策，其反響完全是總統顧問們在誘導他作出這一歷史性決定時所難以想像的。1961年5月21日，約翰·菲茨傑拉德·肯尼迪總統在國會“國家迫切需求”聯席會議上發表演講時，用“……現階段再沒有哪一項航天計劃能比阿波羅計劃更具衝擊力……”這樣的闡述來論證其遠大目標。他說對了嗎？或許。阿波羅計劃確實是一個在有利政治環境下，全國行政體繫如何成功提供資金並管理好龐大工程的範例。具有諷刺意義的是，這恰恰是蘇聯制度（一種美國試圖用搶先登月來壓倒的制度）的典型特征，或許證明了人類的相似性大於差異性。
當整個計劃隨著阿波羅11號任務達到成功時，媒體都在宣揚如此奇跡般的成就必將使人類聯繫更加緊密。人們意識到這正是逐漸擺脫政治偏見的西方社會促進和平努力的之作。在阿波羅11號登上月球的第二天，美國國家航空航天局（NASA）局長托馬斯·O.佩因接受英國電視臺采訪時問道：
“為什麼我們的政治機構不能夠更和諧地引導全世界人民投入共同的偉大理想：
世界和平以及遠離饑餓、無知與疾病？為什麼我們不能像飛到月球那樣，在其他許多領域做得更好？" 
簡而言之，媒體丟棄了以往悲觀懷疑的態度，采取了幾乎恭維的語氣。在阿波羅11號發射的轉播中，當尼爾·阿姆斯特朗、米歇爾·柯林斯、埃德溫·布茲·奧爾德林乘坐擺渡車前往飛船時，英國廣播公司老牌評論員米歇爾·查爾頓一直在為英國聽眾解說。他用莊嚴、敬畏的語調解說道：
“今天早上，他們作為出生並終生生活在地球上的人類的代表，帶著人類的美好願望與贊美，開始了前往太陽繫的旅程。這個旅程也可能開啟人類疏阿波羅是如何飛到月球的第1章
一次震驚世界的冒險散到宇宙中其他地方的先河。" 
在一份紀念阿波羅11號任務成功25周年的文件中，作為阿波羅計劃的一線工作人員之一，並曾搭乘阿波羅8號飛船繞月飛行的弗蘭克·博爾曼指出，講究實效的肯尼迪總統在他結束“冷戰”的努力中，是如何利用其像語言大師一樣的能力將月球之旅鼓吹成一次偉大的探索的。“胡扯！”博爾曼說，“我們搞這一計劃是為了擊敗俄國人。”同一份文件中，阿姆斯特朗在引言中指出，除了顯示國家實力，參與者頭腦中其他動力和衝動是以同等的力量驅動月球探索。“對我們自己星球之外進行探索的夢想實在太強烈了，無法拒絕。我們要去探索未知領域，我們想向前推進太空飛行的極限。"

因此，阿波羅計劃變成了褒貶者各有說法的計劃。對於那些其無人航天任務因阿波羅計劃而擱置或取消的科學家來說，阿波羅是一項奢侈的計劃，把巨額資金花在了完全可以用更小代價獲得同樣知識的地方。有機會參與阿波羅計劃的科學部門和其他人則聲稱，“載人”將會大大地增加科學成果。歷史學家劉易斯·芒福德將阿波羅譏諷為一次“逃避”受敵意和荒謬困擾的現實世界的冒險。在經濟學家巴巴拉·沃德看來，阿波羅是人類終將邁出地球的像征，而且從太空中俯瞰地球也可以推動人類的想像力向著人類和諧共存發展。
阿波羅無疑是NASA偉大的成就，但其完美成功也使其成了一個負擔。NASA的資金直接來自美國政府，並根據善變的國會的政治念頭按年度撥付。當阿波羅計劃背後的政治需求減弱時，像任何其他成熟的政府機構一樣，NASA就會自然地尋找能使其按習慣模式繼續生存下去的項目。但至今仍沒有一個項目能大致達到阿波羅計劃的規模和經費，同時具備值得為其投資的政治動力。因此在後阿波羅時代，NASA向美國納稅人鼓吹航天飛機，將其作為走向“新前沿”的更經濟的新路線，在這個過程中，他們自己建造了昂貴的多用途“太空運輸車”。但是航天飛機也很脆弱，每次造成宇航員死亡都直接威脅其能否繼續存在，而此類事故已經發生了兩次。但保持阿波羅計劃的延續也非常困難。
NASA力圖論證持續對其投資的一種辦法，是宣揚從支持月球探索的各種研發所得到的技術副產品。從阿波羅計劃中，美國工業界在多個領域無疑都學到了更多東西：
從冶金學到計算機仿真，從電子學到流體閥設計。不過，對於利用技術副產品論證未來宇宙探索合理性的人來說所遇到的問題是，這些成就與阿波羅計劃之間的聯繫，大多和當時美國正在進行的更大規模的防御及航空航天研究項目之間的聯繫不相上下。經秘密調查，很難分清一項新技術、一種新材料或一個新繫統是來自同時開發的彈道導彈、飛機設計還是偵察衛星。從經濟和工業角度來看，說花在阿波羅計劃上的數的主要收益是為美國航空航天工業注入資金、提供工作崗位和獲得技術更確切一些。不管怎樣，這是肯尼迪提出登月計劃的一部分。
然而，與美國國防界的隱蔽開發不同，阿波羅計劃是公開進行的。為了宣傳效果，在全球矚目下進行阿波羅計劃是一個異乎尋常的舉措，甚至不惜讓NASA暴露每一個機械故障，每一次管理失誤，甚至是每一次宇航員死亡。這種公開的一個結果是激勵大量孩子投身於科學與技術。2004年10月4日，一個形狀奇特的小型航天器贏得了X獎，總額100的獎金授予這艘首次私人投資的三乘員飛船。這次試飛采用臨時壓艙物替代兩名乘員的重量，上升到了國際公認的100千米高度的太空下邊界之上。盡管獎金數額可觀，但這項商業太空運輸的初步研究沒有獲得利潤，它靠的是保羅·艾倫200的投資。保羅·艾倫是一位企業家，他在20世紀70年代中期與人合作創立了軟件業巨頭微軟公司，從而開始發跡。孩提時代，他就很著迷地關注著水星任務、雙子星座任務以及阿波羅任務的進展。“我真的對美國早期太空成就感到痴迷，而且可能比大多數孩子更深。”他隻是計算機和互聯網工業中眾多億萬富翁中的一員，他們在阿波羅計劃的夢想中長大，此後他們通過在新的、剛剛起步的商業太空項目中投資以表達他們對太空的興趣，這些項目能使更多人的夢想成為現實。
在前往月球的旅途中，阿波羅上的宇航員會時常從飛船舷窗向外看，遠眺地球並拍攝照片。有些人聲稱，當正在阿波羅17號看到的整個地球
擔心地球生物圈狀態的人們看到從荒蕪的月球邊緣升起的寶石般地球的圖像，或在前往月球的途中拍攝到地球全景時，這些非同一般的圖像直接推動了現代環境運動。這些圖像作為我們這個脆弱地球的像征被無休止地復制，作為綠色運動號角的序曲，並且被眾多團體廣泛用來展示其對環境的擔憂。事實上，一定程度上具有諷刺意味的是，盡管我們從月球學到了很多，但在整個阿波羅計劃中意義深遠的發現卻是地球自身。
從某些方面講，阿波羅計劃是美國人的終極冒險，因為它注入了滲透美國社會的開拓精神，並賦予那個時代宇航員幾乎像神一樣的地位。在《正義之戰》一書中，作者湯姆·沃爾夫描述了早期美國航天計劃及其幾近孤軍奮戰的宇航員們。古代文明中，戰鬥首先由雙方鬥士的一對一戰鬥開始。“冷戰”中，地球上兩大強權集團的部落英雄不再是馬背上的騎士，而是由出身戰鬥機駕駛員的人們--噴氣機飛行員來扮演，他們願意為國家榮譽而拿自己的生命冒險。這些人是想要攀登職業金字塔的勇士，駕駛越來越快的噴氣式飛機不斷達到更高的高度，這就是試飛員的冒險世界。在這個領域，允許為崇高的目標而犧牲。太空時代的開創帶來了一個激發人們追求高速度的新高潮，不過比以往更加危險。在早期不成功航天試驗的電視廣播中，美國公眾親眼目睹了早期火箭的不可靠。他們堅定地敬慕那些將自己關在劇烈振顫的受控炸彈（易爆火箭）前端被射入空間以證實國家實力的人。在羅恩·哈沃德的電影《阿波羅13號》中，安排了一個極其壯觀的土星V火箭的發射場景。詹姆斯·霍內爾評述的這一情節讓人馬上回想起莊嚴的加冕儀式絕非巧合。挑選的這些人為了國家的榮譽時刻準備被派往天堂。
登月終成為技術能力的終極表現，成為人們熟知的論調：
“如果我們能讓人在月球上著陸，為什麼不能……”如果把阿波羅計劃的意圖單純看作是高超技術能力的演示，它已成為自我評判西方世界在其他領域進步緩慢的標杆。在人類所能做的如此輝煌事業的背景下，為什麼現實世界中的其他成就顯得毫無光彩、拖拖拉拉和支離破碎？實際上，世界向著同樣考驗人類智慧的另一些引人注目的目標前進，特別是計算機能力的提升，以及由互聯網和移動通信技術帶來的越來越暢通的通信與信息流。在一個日益關注其自身的世界裡，阿波羅計劃的前瞻性成就顯得有些不著邊際、華而不實和近乎幼稚。
從很多方面看，由參與的數千名科學家的技術創造力和夢想驅動以及政治環境造就的阿波羅計劃，是用20世紀60年代的技術實現21世紀探險的典範，它提前了兩代人的時間，確實是一項震驚世界的冒險計劃。
1.2 月球之夢
“二戰”結束後，在美國航空研究機構內，一些非凡的天纔工程師產生了非分之想。按現在的說法，這些非分之想是他們想入非非地讓一個載人航天器（當時沒有考慮女性）發射出地球大氣層，並且可以讓乘員活著返回。其中馬克思·法格特和歐文·邁耶內德表現為突出，他們開始著手制定一個能解決種種難題的計劃。該計劃將多種當時正在走向成熟的技術集成在一起，有可能使太空旅行的夢想得以實現。其中很多技術也與核武器的投送有關，為突出的例子就是液體燃料火箭、燒蝕隔熱層以及鈍頭再入飛行器。
美國和蘇聯都掌握了從“二戰”戰敗的德軍中搜集到的火箭技術。通過向為納粹工作過的火箭工程師骨干學習，兩個超級大國都發射了火箭，這些火箭或是戰利品或是在德國經驗基礎上本國研制的火箭。很快都明白這些火箭將可用來攜帶新研發的核彈頭，可以在短時間內將核彈投送到很遠的距離。“冷戰”中雙方都有核武器，並且雙方也都意識到，一旦交戰，先發投送核彈頭對於國家的生存至關重要。
快速投送核武器需要研發洲際彈道導彈（ICBM)
，洲際彈道導彈的長距離慣性飛行可在半小時內跨越大洲。雖然這類導彈不需要達到軌道飛行的速度，但其飛行彈道的大部分在大氣層之外，這種方案所遇到的主要問題是必須對付有效載荷以超音速再入大氣層時必定遇到的熾熱。在拋棄采用熱沉方式吸熱的方案後，工程師們轉向了燒蝕隔熱層方案。燒蝕隔熱層是彈頭外用可燒蝕材料制成的外表層可緩慢燒焦燒毀，從而對高速返回大氣層的彈頭起到保護作用。同時，H.朱利安·阿侖的研究證明將再入體外形做成鈍形防護罩，可將高速空氣動力伴生的灼熱激波屏蔽在殼體結構之外，使得熱、有侵蝕性的氣體離開彈頭。
法格特和邁耶內德研究了這種技術是否能讓人坐在火箭的有效載荷艙而不是彈頭內，進入太空並返回地球，且不會熱壞、凍壞、悶死、壓傷或淹死。這一研究成果首先用於單人水星號飛船，一個相當簡單的艙室，使美國首次實現了歷時數分鐘到數小時的載人航天飛行。不過即使在這種首飛試驗之前，工程師們已經在著手考慮設計後續航天器，它可以容納三名宇航員，進行一次長期空間飛行，並進行可控下降，穿越大氣層降落在海面上。他們設想，或許這樣一種航天器甚至可以飛往月球。
1960年10月設想的可控阿波羅飛船
飛船的名字“阿波羅”是NASA空間飛行工程辦公室主任艾伯·斯利文斯坦在1960年中期提出的，他從希臘神話中得此靈感。阿波羅是宙斯的兒子，同太陽神赫利俄斯有關繫。對斯利文斯坦來說，阿波羅駕車駛過太陽的想法像征著這項工程的迅猛推進。雖然前面有水星號與雙子星座飛船作為先驅，阿波羅再入返回艙的基本構型早就已經定型，即使還沒有進入工程任務。
1961年5月，美國人艾倫·謝潑德僅僅15分鐘的飛行勉強涉足太空，肯尼迪總統便宣布了一項新生飛船任務，那時他要求美國將一個人送上月球，並將他安全帶回地球，而且這項任務要在8年半的時間內完成，即在20世紀60年代的剩餘時間內實現。肯尼迪擔任總統的初幾個月被蘇聯在太空中的幾項搶先所困擾，尤其是1961年4月12日尤裡·加加林成為個進入太空的人。更大的問題是入侵蘇聯支持的古巴的失敗，迫使肯尼迪尋找某種事件以提升美國在全世界的形像。將人送上月球，
這個NASA已經在設想的目標，在設定期限內終實現，看來是一項使得美國在空間競爭中領先的雄心勃勃的計劃。阿波羅計劃由此被推上舞臺。
1961年5月25日肯尼迪總統向國會宣布他的登月計劃
1.3 阿波羅飛船
阿波羅飛船被設想為由兩部分組成，三位宇航員位於錐形的返回艙段中，在那裡控制著整個飛行任務。該指令艙（CM）攜帶了宇航員飛行所需的大部分裝備和再入時所需的全部物品。大部分宇航員消耗品（如空氣、水、電源）及主要的推進與冷卻設備放在一個圓柱形艙段內，該艙段位於指令艙後隔熱層的後面。該勤務艙（SM）在大部分飛行中與指令艙（CM）連接在一起，兩個艙體共同構成指令勤務艙，取首字母簡稱為CSM。在返回過程中，勤務艙（SM）就在進入地球大氣層之前被拋棄。這一特殊的錐柱聯合體，加上後端伸出的噴嘴，已成為在那個時代長大、對太空飛行十分著迷的孩子們心目中的典型飛船。
早期計劃中，曾設想將某種結構的指令勤務艙作為更大飛行器的一部分一直送到月球表面，大飛行器可伸出一組著陸架來使整個組合體著陸月面。但這是一個非常笨重的登月器，將這一指令勤務艙重新推離月球要用航天器的大型主發動機的推力。
在繞月軌道上的阿波羅14號指令勤務艙--貓頭鷹