Apollo Command and Service Module 阿波羅指令與服務艙

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已退役
🇺🇸 美國
CSM
載人太空船

📷 NASA 詹森太空中心/Wikimedia Commons(公有領域)

資料摘要與來源

Apollo Command and Service Module 阿波羅指令與服務艙:此頁為公開資料的二手彙整。規格可能因型號與任務而異;請查閱下方的逐項來源與查核紀錄。

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來源與查核紀錄
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最高速度
39,897 km/h
11.1 km/s
👨‍🚀
乘員
3
人
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質量
30,300 kg
📅
首次發射
1966
服役 1968

🚀 詳細規格

型號CSM
製造商North American Aviation(後為 North American Rockwell)
營運者NASA
原產國🇺🇸 美國
首次發射1966
服役年份1968
退役年份1975
乘員3
高度/長度11 m (36.1 ft)
直徑/跨距3.9 m (12.8 ft)
質量30,300 kg (66,812 lb)
發動機1 × AJ10-137 服務推進系統發動機 + 16 × R-4D 姿態控制推進器
推進劑NTO/Aerozine 50
最高速度39,897 km/h (24,776 mph)
任務/發射次數15+
重複使用一次性使用

🛰️ 重要任務

  • Apollo 8 — 人類首次進入月球軌道,1968 年 12 月
  • Apollo 11 — 首次載人登月,1969 年 7 月
  • Apollo 13 — 飛行中爆炸後機組平安返回,1970 年 4 月
  • Skylab 2-4 — 接送美國首座太空站機組,1973–1974 年
  • Apollo–Soyuz — 最後一次飛行、首次國際對接,1975 年 7 月

Apollo 指令與服務艙,是將每批 Apollo 登月機組送往月球並帶回的太空船。由 North American Aviation 為 NASA 製造,兩部分組成的載具長 11 公尺、重約 30 噸,可搭載 3 名太空人執行最長約兩週的任務。月球返回速度創下人類至今未曾超越的紀錄:1969 年 5 月 Apollo 10 機組以 39,897 km/h 返回,原文列為歷來最高。

它實際上是兩套載具合而為一。錐形指令艙容納機組、控制設備與隔熱盾,也是唯一返回地球的部分。後方圓柱形服務艙則攜帶大型發動機、推進劑、氧氣,以及產生電力與飲用水的燃料電池。

1968 至 1975 年間,CSM 執行 15 次載人任務,每次都讓機組平安返回,其中包括 Apollo 13:受損太空船返回時,機組暫居相連的登月小艇,以它作為救生船。

研發歷程

NASA 在 1961 年、甘迺迪總統承諾登月後數月內訂購太空船,研發過程艱辛。早期 Block I 設計倉促且有缺陷。1967 年 1 月 27 日一次發射演練中,Apollo 1 純氧座艙失火,Gus Grissom、Ed White 與 Roger Chaffee 在發射台罹難。

接下來 21 個月的重新設計,產生 Block II:強化防火的座艙、能快速開啟的艙門,以及數千項工程修正。所有載人任務均使用這款重新打造的太空船,從 1968 年 10 月 Apollo 7 的 11 天地球軌道測試開始。

信心建立得驚人地快。僅到第二次載人飛行,Apollo 8 就在 1968 年 12 月搭乘 Saturn V 進入月球軌道,首次讓人類離開地球近旁。7 個月後,Apollo 11 的指令與服務艙 Columbia 在上空等待,Armstrong 與 Aldrin 則在寧靜海行走。

設計與能力

指令艙是直徑 3.9 公尺的錐形,約 6 立方公尺生活空間供 3 名太空人使用,比小型廂型車還侷促。以月球返回速度再入時,燒蝕式隔熱盾刻意焦化消耗,吸收接近 2,800 °C 的熱,之後由降落傘將太空艙降至太平洋。

服務艙單具 AJ10-137,也就是服務推進系統,提供約 91 kN 推力,擔負不能失敗的工作:讓機組進入月球軌道,更重要的是再次離開。它使用接觸即燃的自燃式推進劑,省去在距救援約 380,000 km 處可能故障的點火系統。4 組、每組 4 具的 R-4D 推進器負責轉向,3 具燃料電池以氫氧結合產生電力。

執行月球任務、加滿推進劑的 CSM 約重 30.3 噸。後期 J 系列任務 Apollo 15–17,在服務艙一個艙位攜帶相機與感測器,從軌道繪製月球地圖,並配備可釋放的小衛星。

重要任務

Apollo 8 證明這艘太空船能載人往返月球,Apollo 11 於 1969 年 7 月創造歷史。1970 年 4 月 Apollo 13 成為設計最嚴峻的考驗:前往月球途中,服務艙氧氣槽爆炸,指令艙關閉電源、變得寒冷,與充當救生船的登月小艇相連;旅程最後仍完美執行再入,讓 3 名太空人全部回家。

登月計畫結束後,CSM 繼續工作。1973–74 年接送 3 批機組至 Skylab,包括創紀錄的 84 天任務。最後一次於 1975 年 7 月飛行,在 Apollo–Soyuz 測試計畫中與蘇聯 Soyuz 對接,以軌道上的握手為太空競賽時代畫下句點。

常見問題

Apollo 為何需要兩個分開的艙段?

為了重量。每一公斤返回地球的質量都需要隔熱與降落傘,因此工程師讓返回的指令艙盡量小,把可拋棄的發動機、貯箱、燃料電池與氧氣都放入後方服務艙。再入前數分鐘,完成任務的服務艙分離並燒毀。

Apollo CSM 飛多快?

從月球返回時,太空船受地球重力加速,達到約 39,900 km/h,也就是每秒 11 km。Apollo 10 在 1969 年 5 月創下 39,897 km/h 的官方載人速度紀錄。原文指出其後未有太空人更快,並以 1972 年 12 月 Apollo 17 後未再有載人月球返回任務作為當時背景。

指令艙曾降落月球嗎?

沒有。在登月任務中,CSM 留在月球軌道,由 1 名太空人留守,其他 2 人搭乘獨立登月小艇下降。指令艙沒有著陸腳,推進劑也遠不足以登陸再起飛。它的工作是往返旅程:前往月球、月球軌道操作,以及熾熱的返鄉再入。

有多少艘 Apollo CSM 載人飛行?

15 次:Apollo 7 至 17 共 11 次,1973–74 年 3 次 Skylab 接送,以及 1975 年 Apollo–Soyuz 任務。另有數艘在 1966 至 1968 年進行無人測試。每次載人飛行都讓太空人安全回家,即使 Apollo 13 爆炸,設計中保留的裕度仍協助維持這項紀錄。

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