阿波罗计划：人类拍摄第一张地球全景照片

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阿波罗计划（Project Apollo），又称阿波罗工程，是美国从1961年到1972年组织实施的一系列载人登月飞行任务。目的是实现载人登月飞行和人对月球的实地考察，为载人行星飞行和探测进行技术准备，它是世界航天史上具有划时代意义的一项成就。阿波罗计划始于1961年5月，至1972年12月第6次登月成功结束，历时约11年，耗资255亿美元。 在工程高峰时期，参加工程的有2万家企业、200多所大学和80多个科研机构，总人数超过30万人。

世界上第一张地球全景照片是由一个月球探测器在月球轨道附近朝地球拍摄而来的。该图片从距离地球遥远的轨道上向地球发送，并最终由美国航空航天局位于马德里的地面测控站接收到。图像拍摄于1966年8月23日，月球探测器当时已经进行了第16圈的绕月飞行，正要环绕到月球的背面。我们可以试想一下45年前接收到这张图像的时候，地面测控站得科学家和工程师们有多么地喜悦，这可是人类第一次从宇宙深空拍摄我们的地球。

在1966年8月23日，美国国家航空航天局的月球探测器在数十万公里远的月球轨道上，拍摄了第一张地球照片，从这张照片开始，永远地改变了我们对地球家园的看法。据美国宇航局戈达德空间飞行中心工作了20年的资深探测器图像工程师弗里德兰德（Jay Friedlander）介绍这种感觉就像寻找自己的家园，却是从一个荒凉的地方开始，那么熟悉也那么的陌生。弗里德兰德也负责处理其他月球探测器的成像管理。

而在此之前，我们也拍摄过一些太空中的地球图像，比如在20世纪40年代使用探空火箭以及50年代和60年的地球轨道卫星，这些平台上拍摄的图像仅仅是地球的局部图像，只能代表部分地球的特征，并不能完全看到全貌，，在月球轨道上，却能将地球全貌尽收眼底。

在1966年的夏天，是个不平凡的季节，披头士乐队进行了一场的公众巡演音乐会、美国职棒大联盟东区巴尔的摩金莺踏上首个世界大赛的冠军，美国全国妇女组织成立，等等的这一切，自然掩盖不了美国宇航局准备派遣第一批宇航员前往月球，这就是当时举世瞩目的阿波罗计划。，在这之前，要在月球这个邻居上找到一个安全的地方着陆。，从1966年至1967年，美国宇航局发射环绕月球轨道的无人飞船进行勘测。

戈达德行星登陆科学家大卫威廉姆斯（Dave Williams）认为:阿波罗计划中，要送宇航员登上月球，要有个理想的登陆点，着就需要我们在对月球地面以及进一步内部活动研究的基础上，拍摄高分辨率的图像信息，确定登陆位置。美国宇航局需要的是快速地对月球表面进行覆盖扫描，所以，波音和柯达公司为国防部侦查局研发的成像系统就被作为现成的技术为阿波罗计划服务。

首个对月球进行勘测拍摄的探测器，月球轨道1号于1966年8月10日发射，冰在92个小时后进入绕月轨道。这个月球轨道1号阿波罗计划前期勘测绕月探测器就像一个飞行的摄像实验室。主要的功能就是拍摄高分辨率的图像，所以，该探测器的成像系统占据了三分之一的探测器内部空间，剩下的部分则就是动力和燃料以及一些收发设备了。月球轨道1号的观测设备中，使用的双镜头的模式，可以在同一时间内进行成像，并且还搭载了中等分辨率的广角镜头拍摄月球图像，长焦镜头的分辨率可达到了5米，这个技术在当时是非常先进的，主要是研究提供给国防部的侦查卫星。对于每一张中等分辨率的图像，探测器还可以生成对应的三张高分辨率的细节图像。

而月球轨道1号上搭载的勘测相机，比国防部侦查卫星的成像系统还要高级，这是因为处于月球轨道上的探测器，要经受住不断变化的温度影响，随着飞行高度的变化，从27英里至3700英里，以及绕月过程中的太阳照射时间变化，都是相机的处理感光能量提出了更高的要求，还要将数据传回地球上。而部分的侦查卫星只是返回式，相对技术要求则较低一些。所以，美国宇航局戈达德行星登陆科学家威廉姆斯认为能做到这一点，这是一个在当时是个了不起的成就。

位于探测器上占据较大体积的成像系统，就像个大喇叭似的70毫米胶片，在配设过程中可以进行自动曝光成像，在自动化成像中混杂了一些化学物质，这项功能与宝丽来相机中的方法是类似的。在这之后，图像会进行电子扫描，并将图像信号通过无线电传回地面上的测控站，这个技术同样应用在卫星电视的模拟信号上。前后进行了5艘月球轨道探测器的勘测任务，覆盖了99%的月球表面，提供了当时最佳最全的月面情况分布图像。而在过去的两年内，美国宇航局的月球轨道勘察探测器仍然在月球轨道上工作，拍摄分辨率更高的月球表面图像。

，根据60年代发射的三艘月球轨道探测器，美国宇航局的科学家选取了20个潜在的登陆点进行下一步的研究。并且将探测器传回的巨型月球图像铺开，这样科学家就能在这些登陆点上来回地走动，并结合登陆点的各项参数，寻找合适的着陆点。其中有一些登陆点的照片就是月球轨道1号探测器所拍摄的。

，原计划中对月球表面进行全面的勘测与实际情况有些出入，为了使用数量有限的探测器对月球进行全面的高分辨率成像勘测，以及对地球进行拍摄，就需要重新定位探测器的位置，而这是一项在当时是高风险的变轨机动，如果在操作中失误，则探测器就会偏离轨道了。所以，美国宇航局的科学家当时为此进行了辩论和探讨了各种结果。，为了获取这张月球轨道上拍摄的地球图像，美国宇航局还是决定继续任务继续进行，并不会责怪任何包括操作失误在内导致探测器偏轨的科学家。，在8月23日，探测器成功地传回一组图像，首张在月球轨道上拍摄的地球全景照跃然眼前。

为了纪念这次原计划之外的可喜之处，美国宇航局将这张图像制作成了各种海报，分发给每一个参与探测计划的研究人员。而且，当时的参众两院的议员和来访美国宇航局的贵宾都能得到这份图像纪念物。，在这之后，还有更多的关于地球全景的图片，包括一张非常经典的从阿波罗登月飞船的窗口上拍摄的地球图像。，这套精细复杂的成像系统在阿波罗计划之后就再也没有使用过。

在每次勘测任务结束之后，美国宇航局都有目的地控制月球轨道探测器撞击月球表面。从表面上看，美国宇航局是不希望在未来的探月计划中受到来自这些寿命已过的探测器的干扰，由于这些探测器留在轨道上，产生的电磁信号对后续发射的探测器存在扰动。而戈达德空间飞行中心的科学家大卫威廉姆斯猜测，至所以撞击月球表面，是因为不希望冷战时期的苏联获得这些技术，也就是说，美国宇航局出于对国家安全的考虑（成像系统技术涉及众多间谍卫星），防止苏联人派无人飞船将这些月球轨道探测器俘虏回去。而撞击月球使得探测器彻底销毁，任何人都不可能得到了。

，当时不仅制造了用于发射的成像系统，还有几套额外的备用系统没有使用过，包括了一些月球轨道探测器，这些在当时是绝密级的源于间谍卫星的成像系统至今仍然存在，被储存在哈佛大学史密森天体物理中心等地方。虽然阿波罗计划已经完成，但这首张在月球轨道上拍摄的地球照片，是人类对地球的第一个全景印象。