阿波罗任务依靠精确的科学设计实现了人类往返月球的壮举。宇航员乘坐土星五号火箭升空，通过指令服务舱与登月舱协作完成登月，再借助精准的轨道对接和再入技术返回地球。了解这些细节，能读懂20世纪航天技术的巅峰成就。

　　阿波罗任务展现了严谨的科学应用。从始至终，每个环节都需要接近完美的精度。NASA凭借20世纪60年代的技术工具取得了成功，这一成就令人惊叹——尽管在当时，这些技术已是最前沿的水平。

　　大多数人还记得那些在月球表面行走、插上美国国旗、在低重力环境中活动的宇航员。但NASA在登月任务中还面临着另一个挑战——他们需要将宇航员安全带回地球。

　　宇航员必须完全依赖自己的训练、航天器系统和精确计算，容不得半点差错。但他们并非孤军奋战。地面上的NASA飞行控制人员发挥了关键作用，他们设计的解决方案帮助阿波罗13号机组人员成功脱险。阿波罗宇航员必须一次性成功点燃登月舱的上升发动机，与在轨的指令服务舱（登月任务的主要航天器）对接，否则他们将被困在月球上，最终耗尽物资。但NASA早已做好了万全准备，他们的科学和工程能力催生了许多我们如今日常使用的发明。

　　宇航员通过乘坐巨型火箭（土星五号）前往月球，火箭将他们送入太空，并携带指令服务舱（CSM）——这是他们往返途中的主要航天器。进入月球轨道后，他们换乘较小的航天器（登月舱），在月球表面着陆。对于阿波罗任务而言，抵达月球轨道大约需要3天时间（具体时间略有差异）。

　　阿波罗登月任务中使用的制导计算机，即“阿波罗制导计算机”（AGC），是最早用于太空飞行的数字计算机之一。它的设计目的是帮助机组人员进行航天器导航、制导和控制。如今，这款计算机的技术已被应用于一款酷炫的计算器手表中。

　　在月球表面完成任务后，阿波罗宇航员返回指令舱（CM）——在登月舱（LM）在月面活动期间，指令舱一直在月球轨道运行。可以将指令舱视为阿波罗航天器的“驾驶舱和生活空间”。

　　登月舱由两部分组成：下降级（留在月球表面）和上升级（实际将宇航员送回月球轨道）。登月舱从月球表面起飞后，与指令舱对接，机组人员随后转移回指令舱。一切准备就绪后，服务舱（SM）启动发动机，将航天器送入返回地球的轨道。

　　指令舱是阿波罗航天器中唯一能返回地球的部分；服务舱在再入大气层前被抛弃，并在大气层中烧毁。指令舱必须以特定角度进入大气层：角度过大会导致航天器烧毁，角度过小也会出现问题——航天器可能会从大气层“弹回”，最终被困在太空中。特制的防热盾能保护航天器在再入过程中，抵御激波加热和空气摩擦产生的极高温度。当航天器减速到一定程度时，大型降落伞会打开，确保航天器在海洋中实现软着陆。随后，由多艘船只和直升机组成的团队会将机组人员接回陆地。

　　人们经常问，阿波罗宇航员往返月球为何没有耗尽燃料。阿波罗航天器采用了“分级”设计——在飞行过程中丢弃部分运输组件，以减轻重量。每个级段都有自己的燃料，专门为旅程的特定阶段设计。通过丢弃空燃料箱和不再需要的组件，航天器重量减轻，后续飞行所需的燃料也随之减少。

　　不过，有一个有趣的细节：当宇航员重返地球大气层时，燃料几乎已经耗尽。但这是有意为之，因为NASA对每一个动作都进行了精确规划。最终的设计是，航天器在旅程的最后阶段依靠物理学和重力运行。在返回过程的后期，指令舱不再依赖燃料，因为地球引力会自然将航天器拉向地球，而防热盾则在再入过程中保护航天器。当航天器减速到足够程度后，降落伞就会启动。

　　往返月球的旅程充满挑战，返回地球的过程更是障碍重重。凭借周密的规划、出色的工程设计和巨大的勇气，NASA和阿波罗宇航员创造了历史。如果你对太空感兴趣，不妨了解一下如何追踪和观测国际空间站（ISS）。

　　阿波罗任务的往返技术，是人类航天史上的里程碑。观测仍在刷新。若获一次深空实验名额，你选黑洞、系外行星还是早期宇宙？为什么？