LUNEX：另一种前往月球的方式

在美国成立航天局之前，空军一直在研究如何将人类送上月球。自 1958 年苏联发射人造卫星以来，美国空军航空研究发展司令部发起了一系列工业空军研究，以研究包括这一登月目标在内的太空行动的军事潜力。最终的计划是一项大胆的四阶段计划，旨在于 1965 年之前将人类送上月球。空军的计划被缩减，并以最初的第一阶段命名为“人类尽快进入太空”，该计划被美国宇航局的民用计划“水星计划”取代。

但未能启动美国首个载人航天计划并没有阻止空军参与太空活动。1961 年 5 月 25 日，肯尼迪总统呼吁国家在十年内将人类送上月球并安全返回地球，四天后，空军提出以 75 亿美元在 1967 年前完成这一目标，并提出了自己的月球探险计划 LUNEX。首次登月后的下一步是在月球表面建立永久基地。正如空军系统司令部空间系统部指挥官奥斯蒙德·J·里特兰少将在提案的前言中所写，这是一种为国家太空计划提供急需目标的方法。

LUNEX 背后的动机

LUNEX 是多年工作的结晶；空军工业团队先前提出的任务提案经过深思熟虑，最终形成了这个最经济、最可靠、最可行的项目。其好处不仅限于载人登月。LUNEX 有望在短期内展示美国相对于苏联的技术优势，从长远来看，有望开发出硬件和能力，确保美国在未来几十年内成为航天大国中的领导者。它还将为美国取得重大成功，以这一历史性壮举吸引全世界的目光。

但 LUNEX 背后的理由还不止于此。该计划被描述为对苏联的先发制人打击。空军情报部门怀疑，苏联在发射了第一颗卫星、第一个生物载荷和第一次载人轨道飞行任务后，可能会继续开发技术，以期取得更多第一。特别是在无人侦察任务方面。LUNEX 的提议旨在让人类在空军预计苏联不久后将发射的移动实验室和小型坦克之前登上月球。

当然，LUNEX 背后的另一个强大动机是增加美国在太空的军事参与。鉴于苏联没有将其军事和民用有效载荷分开，在太空建立美国军事存在将使该国随时准备应对未来的敌对卫星或任务。

LUNEX 架构

与斯普尼克号发射后出现的大部分载人航天计划一样，LUNEX 采取了强硬措施来实现人类登月的目标。该任务遵循简单的直接上升路线。三级火箭将载人航天器直接发射到月球，并在月球表面软着陆。在对附近区域进行短暂探索后，机组人员将乘坐同一艘航天器直接返回地球。

Lunex 有效载荷的核心是地球返回飞行器。该航天器的核心模块装有制导、导航和环境系统，可让宇航员在舒适的环境中往返月球，还配备了必要的热防护系统，以便毫发无损地穿过地球大气层返回。它让人想起空军自己的 Dyna-Soar，是一种升力再入飞行器：略呈三角形，底部平坦，机翼较短，可产生升力。它将在三级火箭顶部垂直发射，然后使用与飞机相同的响应式控制装置，像无动力飞机一样降落在空军基地的预选跑道上。

这艘返回地球的飞船将搭载在月球发射级和月球着陆级上，开始它的月球之旅；满载时，载荷重达 134,000 磅。月球着陆级使用月球地平线扫描仪、多普勒高度计和依靠预置信标的终端制导程序，旨在将满载载荷以低于每秒 20 英尺的速度降落。任务完成后，它将留在月球上。月球发射级的任务是将返回地球的飞船从月球表面发射出去，并将机组人员送回地球。返回地球前，该级将被抛弃，只留下升力体作为返回载荷。

经过改进的任务和经过改进的硬件可以执行单程任务，为机组人员向月球运送货物和补给。

这个基本轮廓分为六个不同的阶段：地球上升、地球-月球凌日、月球下降、月球上升、月球-地球凌日和地球重返大气层。每个阶段都有自己的复杂性，而且重要的是，中止程序为任务带来了冗余和可靠性。主乘员舱将具有完整的发射中止能力。在任务的出站阶段，有直接和绕月中止选项可供选择。

缺失的部分

这个直接的六级任务是最佳方案，但在 1961 年，需要发明许多技术才能使该任务顺利进行。值得注意的是，当时还没有一种名为太空发射系统的运载火箭。关键决定尚未做出，例如它将使用什么燃料。主要问题在于第一级，它是否由与第二级和第三级相同的液氧和液氢混合物提供动力，还是由同等强大的固体燃料提供动力。无论哪种情况，都需要一枚能够在发射时提供 600 万磅推力的火箭才能将 LUNEX 送上地面。

由于 SLS 在任务中的重要性，它被列为确保 LUNEX 计划能够在 1967 年实现载人登月的主要起步项目。但是，如果这枚大型火箭落后计划太久，已经有了备用计划：同样未知的地球轨道会合任务架构。美国空军没有使用一枚火箭将全部有效载荷直接送往月球，而是预见了一项替代计划，即在开始前往月球表面的旅程之前，在地球轨道上组装所有部件。虽然这种任务结构意味着要开发更小、功率更低的火箭，但它也取决于对轨道动力学的全新理解。一项名为 SAINT 的独立计划被提出来与 LUNEX 一起开发会合能力，以备月球任务需要。

但火箭并不是唯一缺失的一块拼图。1961 年还不存在的另一项关键技术是 LUNEX 载人飞船和所有有助于完成任务的系统。包括实体航天器及其所有系统。空军必须开发和测试这个主模块的制导和控制系统、热保护系统和生命支持系统。登月舱还需要开发新技术，主要是多普勒高度计、月球地平线扫描仪和精密下降发动机。月球发射需要开发上升制导系统，以确保机组人员按照正确的轨迹向地球发射。

当时另一个未知数是月球环境。空军需要更多地了解在月球及其周围作业的挑战，以便 LUNEX 实现其目标。因此，空军提议与 NASA 共享数据；NASA 计划发射勘测者号探测器，目的是了解月球的组成。与空军共享这些信息将使 LUNEX 计划得以实现。

LUNEX和Apollo

尽管看起来，由于存在大量未知因素，LUNEX 似乎无法在空军提出的时间范围内完成，但其状态与 1961 年的阿波罗计划并无太大差别。当肯尼迪让美国踏上月球之旅时，NASA 也有一个类似的半成型的月球计划，名为阿波罗，该计划充满了未知数和不可用的技术。NASA 也希望在 1967 年之前将人类送上月球，其任务要求采用直接上升剖面，以地球轨道会合作为备用方法，以防大型 Nova 运载火箭不可行。直到 1962 年，NASA 才确定了我们今天熟悉的月球轨道会合和任务结构，这一决定在 20 世纪 60 年代推动登月方面发挥了不小的作用。

如果 LUNEX 成功升空而非阿波罗，那么目前的航天形势可能会大不相同。首先，20 世纪 60 年代结束时，实际技术将更接近航天飞机，而不是受阿波罗太空舱启发的航天器。这项技术可能会自然而然地融入后续的载人航天计划；相反，我们看到 NASA 在阿波罗之后彻底改变了其航天方法，以可重复使用和效率为名开发了航天飞机。

LUNEX 还将使美国在太空拥有更强大的军事存在。虽然这可能不会改变登月计划的鼓舞人心之处，但可能会对冷战的结局或解决产生深远影响。军事太空计划将迫使控制太空武器的条约中出现截然不同的指导方针，可能打开足够的漏洞，让太空成为一个成熟的战场，而这正是艾森豪威尔总统在 1958 年将 NASA 建立为民用太空机构时试图避免的。

资料来源：月球探索计划 LUNEX，1961 年 5 月；布​​鲁克斯、格林伍德和斯文森的《阿波罗战车》。