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"我们要怎么登月?"
登陆月球?全世界都在看着美国。美国航宇局(NASA)刚刚让艾伦·谢泼德进行了美国首次载人弹道飞行--历时仅15分钟。月球当然是伟大的远景目标。但是载人飞行都才刚刚开始，登月在NASA计划的七项重大载人航天任务中排名第五。要在9年内登月不是天方夜谭？
实际上，NASA也并非全无准备。早在50年代末NASA就有专人开展登月可行性研究。以德国火箭专家冯·布劳恩为首的"空间任务组"(STG)具体负责NASA的载人航天计划。经过研究，他们认为"直接起飞"方案看起来最简单，用一枚巨大的火星把一艘数十吨重的飞船直接送往月球，飞船在月面前陆后再起飞返回地球，但这种巨型火星高度近百米，质量超过三千吨。"地球轨道交会"方案稍微复杂一点。用两枚较小的土星五号火箭(当时正在研制)把飞船和燃料箱分别送入地球轨道然后对接，飞船用燃料箱加满燃料后飞往月球，剩下的步骤同 "直接起飞"方案相同。这两种方案里的登月飞船都是一个整体，要携带足够的燃料和给养以供登月和从月球返回之用。飞船还要足够坚固，并备有防热层以抵抗再入大气层时的剧烈加热。
为肯尼迪总统宣布登月计划的时候，绝大多数NASA的专家们都倾向于在"直接起飞"和"地球轨道交会"之间选择一种方案。如果没有"月球轨道交会"(LOR)方案和一位工程师坚持不懈的努力的话，人类登月历史可能就会有所不同了。
"月球轨道交会"的想法最早是由一位俄国科学家尤里·康拉迪亚克于1916年提出的。沃特定航公司的汤姆·多兰也在1958年提出了类似的想法。"月球轨道交会"方案的登月飞船有三个可以分离的部分：指令舱、登月舱、和服务舱。指令舱是航天员主要的控制和生活设施，登月舱专用于登月，服务舱携带电源、氧气和燃料。当飞船到达月球轨道以后，登月舱载两名航天员脱离指令舱登月，另一名航天员留在指令舱内做绕月飞行。任务完成后，登月舱从月面起飞与指令舱对接，然后被抛弃。指令舱带着服务舱返回地球，在再入大气层前服务舱也被抛弃，只有指令舱回到地面上。
三种方案孰优孰劣?
"月球轨道交会"方案同NASA的两个方案比起来，各有长短。 NASA的方案比较保守稳妥，但花费巨大。"月球轨道交会"方案有些冒险，但好处是开销比较小。
汤姆·多兰认为，登月相关的一切问题归根结底都是质量的问题。打个比方，航天员决定多带一千克物品到月球表面，为此飞船需要多带一千克带着陆制动燃料到月球轨道。为了把这两千克质量(物品加燃料)带到月球轨道上，飞船就需要多带六千克燃料到地球轨道。为技师了多带总计千克的质量，火星发射时需要多带十六千克的燃料。这样算下来，所有带到月球的质量都需要在发射时付出二十四倍的代价! 如果这一千克还要带回地球，付出的质量代价还要再增加。
"直接起飞"和"地球轨道交会"方案中的登月飞船都是又高又大、重达数十吨的庞然大物。这样巨大的飞船所需要的运载火箭自然也是大的惊人。"直接起飞"方案需要的火星实在太大了，设计、制造这种火星是十分困难的。想象一下一枚三十层楼的火箭，里面充满数千吨的高能燃料，光是火星第一级就有7台大功率发动机。火星上总计有上面万个部件要能完美无缺地运转。组装、发射火星也是巨大的难题。火星不可能组装好以后再起竖发射，必须在特别建造的巨型组装测试大楼内一级级组装好、测试通过才能运到发射架上。组装测试大楼要多大? 用什么方式运输火箭?这种火箭还有安全的问题。火星一旦在发射架上爆炸，那数千吨燃料的威力不亚于一颗小原子弹，所以有的发射都会被一扫而平。以美国的技术能力或许最终能造出这样一枚火箭，但不可能在60年代就实现登月的目标。实际上，前苏联的N-1登月火箭就是因为发动机太多、太难控制而屡遭失败的。最后一次失败甚至炸毁了整个发射平台，从而断送了前苏联的登月梦想。
"地球轨道交会"方案稍微好一些，它可以用两枚当时已经在研制中的"土星五号"火箭承担发射任务。不过这个方案也有困难。最大的问题是如何在月面着陆。因为登月飞船要往来于地月之间，飞船外形必然是细长的纺锤形。如何让这样细长的飞船准确地在月球上垂直着陆?在轨转移燃料也有风险。本来火箭加注高能燃料的过程就已经十分危险，要在地球轨道这样低温失重的环境下作业就更加惊心动魄。为了让飞船和燃料箱成功对接，运载飞船和燃料箱的两枚火箭必须在短时间内相继发射。因此火箭发射场要有两套勤务设施以同时准备两枚火箭。这个方案的风险也比较高：一旦一枚火箭发射失败，整个任务也就失败了。
相比之下，"月球轨道交会"方案里只要一枚"土星五号"火箭就可以解决问题。指令舱和服务舱不登月，因此不需要带在月面上着陆和起飞的燃料。登月舱只登月，因此不需要准备回地球的燃料和防热层。如果把航天员放在一个小小的气密隔间里，那么登月舱的其余部分甚至可以敞开，只要有很薄的隔热层就行了。汤姆·多兰估计，这样一来火星重量至少可以省掉一半。
不过，"月球轨道交会"也有它的风险性。它的问题是交会--登月舱起飞和指令舱对接的过程。如果是"地球轨道交会"，飞船对接不成航天员仍然可以自行返航。如果是"月球轨道交会"，交会失败就意味着登月航天员被困在月球轨道上等死。交会的难度有多大?想象一下用枪朝天开一枪，等子弹开始往下落时再开一枪，让第二颗子弹准确地从后面打中第一颗子弹。在地球轨道上的首次飞船对接要到1966年才实现，在60年初人们甚至不知道会是否可行。在月球轨道上交会?太荒谬了。