许多航天历史学家看来，NASA兰利研究中心对“阿波罗”计划最重要的贡献就是提出了“月球轨道交会（LOR）”的概念。兰利研究中心几个信念非常坚定的研究员用智慧创造了这一概念，其基本前提是发射一个强有力的火箭搭载三艘组合起来的航天飞船。

图为“阿波罗”登月舱与指挥舱正在月球轨道上进行交会。如果月球轨道上的交会失败，那么宇航员的距离就会因太远而无法施救。背景中的深色区域是史密斯海，地球正在月球的地平线上冉冉升起。

航天员埃德温·奥尔德林、尼尔·阿姆斯特朗和迈克尔·柯林斯被当选为“阿波罗”11号月球登陆任务的首要机组人员。

1969年7月20日，登月舱——“鹰”号飞船搭载“阿波罗”11号航天员尼尔·阿姆斯特朗和埃德温·奥尔德林小心翼翼地飞向静海，使两人首次在月球登陆。从那时起，已有整整四十六年了。

来自不同地区的数千人和多个组织在这“人类的一大步”中起到了关键的作用。1961年5月，肯尼迪总统在国会的讲话中宣布了美国挑战月球的决心：“这并不是一个人登上月球的问题，这将关系到整个国家，因为要想把他放到月球上，我们大家都必须付出努力。”

一个机构有幸参与了登月计划，在实现登月目标的过程中贡献很大，那就是位于弗吉尼亚州汉普顿市的NASA兰利研究中心，这里是美国最早的民用航空实验室，是空间特遣大队所在地，这支特遣大队构思和指导了美国首个载人航天计划——水星计划。

NASA兰利研究中心帮助证实了许多基本原理，确定了许多航天任务概念，这些对于“阿波罗”计划来说都是最重要的。在实验室风洞的特有复杂环境中，研究人员研究了“土星—阿波罗”发射构造的空气动力完整性以及“阿波罗”号指挥舱重新回到地球大气时的气动加热问题。兰利研究中心的工作人员和测试设备在训练计划中也起到了主要作用，这些对于NASA航天员在月球登陆以及在月球表面行走都是必要的。

然而，在许多航天历史学家看来，兰利研究中心对“阿波罗”计划最重要的贡献就是提出了“月球轨道交会（LOR）”的概念。

1961年，约翰·F·肯尼迪总统决定在六十年代结束之前让人类在月球上登陆，这意味着NASA不得不迅速采取行动，找出完成月球之行的最佳办法。NASA对三个可供选择的方案进行了认真考虑：最初是直接升空；然后是地球轨道交会（EOR）；最终是一个出乎意料的候选方案——月球轨道交会（LOR）。

从根本上来讲，直接升空是科幻小说和好莱坞电影中描绘的方案。一艘巨大的火箭犹如一艘战舰那么大，径直地发往月球、着陆、然后直接从月球表面回到地球。整个行程就像一次包车游，从甲点到乙点，然后又乘坐同一辆车回到A点。

在NASA内部，对直接升空方案有着强烈的抵触情绪，这在很大程度上是因为该方案意味着要研发一个被称为“新星”的巨大助推器，它不得不攜带所有必需的燃料起飞，脱离地球的引力，通过制动克服月球引力障碍，还要脱离月球的引力，然后再通过制动进入地球的引力范围……然而，在工程师们做过计算之后，NASA认识到制造一个如此大型火箭的方案显然是不现实的，特别是要想在肯尼迪总统预定的时间左右完成更是不现实——研发一个那么庞大的火箭所花费的时间将会太长，花费的资金量也太大。

在兰利研究中心的风洞中，NASA对影响“土星-阿波罗”号火箭的空气动力展开了广泛的研究。在那里，研究人员研究了风对“土星I” 号和逃逸塔的影响。

直接升空方案终止了，就开始对第二个方案进行严格的评估：地球轨道交会（EOR）。EOR的主要观念是：利用当时正在研发的“土星”号高级火箭分别将两个船舱送往太空；然后使这两个船舱在地球轨道上交会、对接；在连接起来的船舱中组装一辆月球任务飞船，为其提供燃料，再使之与船舱分离；然后乘坐这艘加固的飞船继续前进，就像直飞模式中那样到月球，再回到地球轨道。EOR的好处是，所需要的火箭不用那么强大，而且这种火箭当时也已经快要开发出来了。

在NASA内部，对EOR有着强烈的支持，特别是那些科学家认识到，选择EOR作为“阿波罗”任务的行动模式意味着需要建立一个实质上的空间站结构，使其成为地球轨道上的平台。除了“阿波罗”任务之外，这样的平台还有很多其他科学上和非科学上的用途。出于这个原因，像阿拉巴马州亨茨维尔市NASA马歇尔太空飞行中心的沃纳·冯·布劳恩博士及其同事们，就是建立空间站的支持者，他们也赞成EOR。

最终，NASA没有选择前两个方案中的任何一个，而是选择了第三个方案：月球轨道交会。

约翰·C·霍博尔特博士解释说：在许多历史学家看来，美国要在十年之内设法进行人类的首次地外之行，在众多可供选择的方案中，月球轨道交会的概念是最重要的。

兰利研究中心几个信念非常坚定的研究员用智慧创造了这个概念，他们自从1959年开始对这个方案进行实验。LOR的基本前提是发射一个强有力的三级火箭，将三艘组合起来的航天飞船送进地球轨道。

组合飞船包括：第一，一个母飞船，或称为指挥舱；第二，一个服务舱，其中包含燃料电池、形态控制系统和主推进系统；第三，一个小型月球着陆器，或者叫做登月舱。一旦进入地球轨道，火箭的最后一级开始点火，将带有三名机组人员的“阿波罗”号飞船送进月球的飞行轨道。到达月球轨道之后，两个机组人员将穿上航天服，爬进登月舱中，然后与母飞船分离，下行至月球表面。第三个机组人员将留在指挥舱中，在寂寞的月球轨道上保持着清醒状态。如果一切顺利，登月舱的上半截将会利用所配备的上升引擎回升，重新跟指挥舱对接，然后将着陆器丢弃到暗淡无边的太空中，或者使之撞击到月球上，就像后来执行“阿波罗”航天任务做地震实验时那样，最后三名航天员乘坐指挥飞船就可以返回地球了。

德国研究火箭的先驱赫尔曼·奥伯特早在1923年就提出了LOR概念的基本原理，但是直到1959年兰利研究中心的两个独立研究小组才认识到LOR概念从根本上具有重要性。当时，人造卫星刚刚上天，NASA刚刚创立不久，那两个研究小组开始悄悄地思考LOR是否会有助于实现美国处于萌芽状态的太空计划。

其中一个小组是月球任务导航组，由理论力学部主任克林顿·E·布朗担任组长；另一个小组是交会研究委员会，由动力负载部副主任约翰·C·霍博尔特担任委员会主任。这两个小组起初是独立搞研究的，后来两个小组集思广益，导致对两个不同的主题进行了深入分析：第一，月球之行的力学原理；第二，在地球轨道空间站的运行中进行交会所起到的作用。后来，将两项分析结合到一起的想法，使兰利研究中心的研究小组中几个富有创见的人开始考虑LOR为载人登月任务可能带来的优势。

LOR的基本前提是发射一个强有力的火箭（“土星V”号），将三艘组合起来的航天飞船送进地球轨道。连同“阿波罗”号航天飞机，“土星V”号高达363英尺。图为1969年7月16日“阿波罗”11号航天飞机的发射现场，那是第一次执行载人登月任务。

在这些相关研究中，最早的一项研究是由威廉·H·小迈克尔撰写的一篇非常简短的论文，他研究了在执行着陆任务期间让返回地球的飞船推进部分停留在月球轨道上的益处。根据1959年小迈克尔这篇没有发表的论文：主要益处就是小型月球着陆器具有重力优势，需要较少的燃料；主要问题是涉及到跟停留在轨道上的组件进行交会，具有复杂性。

1960年12月，执行LOR任务的不同概念构思出来之后，兰利研究中心包括拉尔夫·W·斯通、克林顿·E·布朗、约翰·E·伯德和霍博尔特等在内的几位研究人员将他们的概念正式提交给即将上任的NASA副局长罗伯特·C·西曼斯博士。尽管当时西曼斯对这些概念的印象似乎非常深刻，但是在接下来的一段时间里，除兰利研究中心之外，LOR概念在NASA下属的其他各部门中仍然处于某种孤立的地位。

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登月任务的分阶段概况图

20个月之后的1962年7月11日，经过多次技术辩论和内部竞争之后，西曼斯和NASA的詹姆斯·E·韦布局长在华盛顿NASA总部举行的一次新闻发布会上宣布道：月球軌道交会被选为第一次载人登月的首要任务模式。在NASA对“阿波罗”号航天任务可能采取的模式进行深入评估期间，LOR曾遭到强烈的反对。因此，当时做出这样的选择似乎是不太可能的。

一旦进入地球轨道，“土星”号火箭的最后一级将“阿波罗”号太空飞船及搭载的三名机组人员送进月球的飞行轨道上。

一旦进入月球轨道，两名机组人员穿上航天服，爬进登月舱中，然后与母飞船分离，向下飞行至月球表面。

当兰利研究中心的工程师们首次提出月球轨道交会概念的时候，NASA曾经拒绝接受，理由是太复杂，风险太大。LOR的批评者们觉得，如果“阿波罗”计划必须包含交会的话，那么交会应该只能在地球轨道上进行；如果交会失败，通过降低飞船的轨道仍然可以将受到威胁的航天员们带回地球。但是，如果在月球轨道上交会失败，那么航天员们的距离就太远了，无从获救，无计可施。

现在回想起来，我们知道，比起其他两个选择方案，LOR拥有好几个优势：它需要的燃料更少，只有一半的有效载荷；跟其他两个方案相比，它需要的全新技术更少；不需要极其庞大的“新星”号火箭；只需要从地球发射一次，而EOR则需要发射两次；只需要使小型轻便的登月舱在月球上登陆，而不需要使整个飞船登陆。这些或许是LOR的主要优势。着陆器使用之后是要丢弃的，无需使其返回地球，因此NASA可以专门设计登月舱，使其适合在月球环境中飞行，适合在月球上进行软着陆。实际上，LOR美妙之处在于，它意味着NASA可以专门独立设计“阿波罗”号太空飞船上的所有飞行舱。

1969年7月20日，第二个登上月球的人巴兹·奥尔德林从登月舱中下来。奥尔德林和航天员尼尔·阿姆斯特朗在月球上行走花了两小时20分钟。小型轻便的登月舱是LOR概念的一个主要优势，因为它无需返回地球。

但是早在1962年时，所有这些优势都是理论上的。另一方面，美国航天员可能会被丢在月球轨道上死去，这种担心也是确确实实存在的。这种担心就像幽灵一般，困扰着那些负责实施“阿波罗”计划的人们，阻碍着他们去实现梦想，同时也为NASA对月球轨道交会概念进行客观评价带来了极大的困难。

图中显示的是登月舱的上升阶段（上面的部分），是靠上升引擎将登月舱送回月球轨道，跟仍在轨道上运行的指挥舱交会。交会的成功靠的是兰利研究中心有能力对航天员进行训练，使航天员们掌握了乘着登月舱在月球表面着陆、上升阶段回到轨道与母舱对接等技术。

1961年年底和1962年年初，NASA召集了几个内部工作组，帮助为“阿波罗”计划选择任务执行模式。其中一个工作组是伦丁委员会，负责评估直接升空方案；另一个工作组是希顿委员会，负责研究地球轨道交会的可行性。但是，没有任何委员会来调研LOR。只有一个研究小组——伦丁委员会，想听一听关于月球轨道交会的情况，而且在最终的报告中，LOR远远地落在EOR方案和直接升空方案之后，成为第三个可供选择的方案。

然而，兰利研究中心至少有一位信念坚定的工程师——约翰·霍博尔特博士，他不会让有关人员忽视LOR的优势。作为月球任务导航组的成员之一，霍博尔特自从1959年开始一直在研究太空交会的各个技术环节，而且跟兰利研究中心的几个其他工程师一样，他相信：要想在六十年代结束之前登月，LOR不仅是最可行的方案，而且也是唯一的方案。他通过各种场合向NASA汇报他的发现，可是他强烈地感觉到，听他发言的内部工作组正在按照随意制定的“基本规则”行事。据霍博尔特说，这些基本规则限制了NASA对登月任务的思考，致使LOR还没有得到公平的考虑就被排除在外。

月球轨道交会要求在月球轨道上将登月舱和指挥舱对接。航天员们利用兰利研究中心的交会与对接模拟器练习执行这项复杂的任务——将太空飞船分分合合，以掌握对接技术。现在，交会与对接模拟器已成为国家历史的标志性文物（见上图）。

1961年11月，霍博尔特迈出了大胆的一步，他采用非正规渠道解决问题——直接给副局长西曼斯写私信，信文长达9页。霍博尔特对LOR遭到排斥表示抗议：“这有些像旷野中的呼喊——没人理会。”这位兰利研究中心的工程师问道：“我们是否还想登上月球？”“为什么‘新星号火箭那么笨重的东西都能够接受？这个有关交会的方案要现实得多，为什么还会遭到排斥、还要处于防守的地位？我充分认识到，以这种方式与您联系确实是有点不正规。”霍博尔特坦言道，“但是这些迫在眉睫的问题对于我们大家来说是足够重要的，利用非正规渠道进行联系是有道理的。”

两周之后，西曼斯回复了霍博尔特的那封非同寻常的信件。这位副局长同意霍博尔特的意见，他表示：“如果我们合格的工作人员过度地受到约束性指导原则的限制，这对于我们的组织和我们的国家都是极为有害的。”他向霍博尔特保证，从那以后NASA要给予LOR更多的关注。

一回到地球轨道上，指挥舱与服务舱分离，指挥舱以每小时25，000英里的速度进入地球的大气层。

在接下来的几个月里，NASA就是按照西曼斯的说法去做的，让该管理局内外许多人感到吃惊的是，出人意料的候选方案——LOR很快处于领先地位。几个因素决定了情况朝着有利于LOR的方向发展：首先，由于研发巨型“新星”火箭所耗费的时间长、资金大，人们越来越清醒地认识了直接升空的概念；其次，该如何使地球轨道交会所需要的相对大型的太空飞船也能够在月球環境中行进软着陆呢？人们对这方面的技术越来越感到担忧。就像一位改变了主意的NASA工程师所解释的那样：“就是盯着看着陆器下降到月球，也没有真正地带来一个令人满意的解决方案。LOR最绝妙之处是，我们可以建造一辆独立的着陆车。”

首个冲出自己的阵营支持LOR的主要研究小组是罗伯特·吉尔鲁思的太空任务小组，该小组当时还在兰利，但是不久后就搬到了休斯顿；第二个站到这边来的小组是亨茨维尔市冯·布劳恩的团队。当时，这两个富有实力的研究小组发生了转变，还有兰利研究中心最初那些信念非常坚定的人，他们共同说服了NASA总部的关键官员，尤其是说服了局长詹姆斯·韦布，使他们相信在1969年之前登上月球的唯一方案就是LOR，而之前韦布一直是支持直接升空的。NASA内部的关键人物纷纷支持LOR概念，韦布于1962年7月也开始赞同LOR，他甚至是在肯尼迪总统的科学顾问杰罗姆·威斯纳仍然坚决反对LOR的情况下，开始赞同LOR的。

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对于脱离月球轨道到地球的系列行动，迈克尔·柯林斯称之为：“让我们离开这里，我们可不想成为月球的一颗永久的卫星！”

若是没有NASA兰利研究中心霍博尔特及其同事们的研究信息、没有他们的奉献及一腔热忱，那么NASA对LOR的选择是在1962年夏天还是会在更晚的时候呢？那就一个留给历史去推测的问题了。然而，NASA兰利研究中心的研究人员所做出的基础贡献是无可争辩的，他们是NASA第一批认识到LOR概念具有根本优势的人，而且在20世纪60年代初的关键时期中，他们也是NASA内部唯一一批支持这个概念并为之奋斗的人。

致使“阿波罗”计划最终成功的因素有很多，但是没有任何一个因素比月球轨道交会概念更重要。如果NASA没有采取这个少数人所坚持的意见，我们仍然可能会登上月球，但几乎可以肯定的是，在那个年代即将结束的时候是无法完成的，肯尼迪总统是不能如愿的。