飞向太空的人类文明

2018-05-14 08:56
百科探秘·航空航天 2018年7期
关键词:阿波罗登月航天员

宁 靖

“Contact light(接触指令灯亮,着陆成功)!”在阿波罗11号的登月舱“鹰号”中,巴兹·奥尔德林的声音响起。

下一秒,美国航天员尼尔·阿姆斯特朗缓缓走下舷梯,将入类的脚印轻轻地印在了这片虽然荒凉,但是入类已经仰望并向往了千年的月面上。

“这是我个入的一小步,却是人类的一大步!”阿曼母斯特朗激动地宣布,月球上的静海多出了一些神秘叉美妙的气氛。没人知道作为第一个踏足外星的地球人,阿姆斯特朗脑中想到的是什么,甚至很有可能由于过度激动,他的大脑此时是一片空白的。但是作为入类太空史上迄今为止最大突破的历史见证人,他的兴奋感染了每一个关注着这个项目的地球人。

我们终于可以骄傲地宣布:人类正式“征服”了月球!

难以想象,从向宇宙发射第一枚航天器开始算起,人类首次踏足地外的天体竟然花了足足12年的时间。就像围棋落子一样,这第一步花费了人類长时间的努力与思考,同时还有反反复复的试验。将月球定为第一个征服的目标并不是一件很困难的事情,作为地球唯一的卫星,月球距离地球比较近,应该不至于发生什么难以预料的情况——当然,这只是位于地球上的人类的想象,真的离开地球到了外太空,谁也说不准会发生什么意外状况。虽然自人类诞生起就与月球朝夕相处,但谁又能拍着胸脯说对它了解很深呢!

月球,俗称月亮,中国古时又称太阴、玄兔,关于它的成因有多种猜测。最早时达尔文的儿子乔治·达尔文猜测,月球本是地球的一部分,后来由于地球自转速度过快将一部分物质甩了出去,这就形成了月球。但是以当时地球的自转速度而言,是无法将月球这么大的物质抛离出去的,因此这一假说不成立。既然月球并不是从地球上分离出去的,那么有没有可能是地球“捕获”的猎物呢?有人认为,月球本是飘零在宇宙空间中的一颗小行星,在运行到地球附近时被地球俘获。但也有人指出,像月球这样大体积的小行星,地球是没有能力俘获的。如果这两种说法都不可能,那么月球是跟地球同时形成的?通过对阿波罗12号飞船从月球上带回来的岩石样本进行化验分析,人们发现月球要比地球古老得多。还有人猜测,在遥远的时期,曾经有过一个小天体撞击了地球,月球就是这次撞击的产物,但是很快又有新的证据推翻了这一推测。除此之外,甚至还有人大胆提出月球是外星人创造出来监控地球的,或是人类出现之前地球上的智慧生命创造的,种种说法至今也没有一个准确的答案。瞧瞧,只是一个起源问题人类至今还没搞清楚,你现在还敢说对月球了解很深吗?

角力之地

我们接着把目光拉回20世纪中叶。此时正值美苏冷战期间,大气层外的宇宙空间成为美苏两强争夺的“战场”。1957年10月4日,苏联发射了人类历史上第一颗人造卫星“斯普特尼克一号”:1961年4月12日,苏联用“东方一号”将人类第一名航天员尤里·加加林送入太空。眼见竞争对手动作频频,美国政府有些坐不住了。实际上早在20世纪40年代末期,美国许多军事和研究部门就开始了载人航天所需的各项技术研究工作,并提出了大量的论证报告和方案。但是由于各单位独立行事,缺乏合作,导致迟迟没有形成可执行的计划,这种状况直到1958年才得以改变。

美国在1958年制定了“太空法案”,以法律的形式确定了太空研究的计划、方向和目标,并且于1958年10月1日成立了新的机构——美国国家航空航天局(NASA)。NASA的诞生对于人类航天史而言具有里程碑式的意义,时至今日,它都无愧于“人类航天巨擘”这一称号。在苏联人的刺激下,美国决定冲击一项新的世界第一——第一次将地球人送往月球。

为什么不是首个探测月球的国家?因为在NASA刚刚成立的第一年,也就是1959年,苏联人又将这项荣誉揽入怀中——虽然由知名专家冯·布劳恩带领的团队已经尽了最大的努力,但是美国发向月球的4枚航天器均以失败告终,而苏联人在1959年接连发射的“月球1号”“月球2号”“月球3号”全部成功,抢先为人类揭开了月球神秘的面纱。甚至人类数千年来从未得见的、由于潮汐锁定始终背向着地球的剩下41%的月球表面,都显露了真容。虽然以现在的标准来看,那时的照片还不够清晰,但是已经足够震撼人心了。

美国的月球探测计划一直在踉跄前进着,发射出去的实验飞船,不是失控、爆炸,就是完全找不到月球。失败、挫折,这些都没有使美国人的热情降低。甚至在这种情况下,他们竟然宣布要在20世纪60年代结束之前将航天员送上月球!尽管失败、事故和一些苛刻的批评接连不断,但美国人民和他们的政府从来没有动摇过。他们下定决心,一定要“把苏联人摔倒在月球上”,以雪屡屡败北之耻。一开始,问题实在是太多了:苏联在人造卫星上的成功是否意味着苏联人在控制太空?美国人想不想进行空间竞赛?火箭爆炸的险象不能排除,航天员的生命有保障吗?

1962年,肯尼迪总统对上述问题做了戏剧性的回答:“我们选择上月球,并不是因为它容易,而是因为它艰难。在7年的时间里,成千上万的人——工程师和探险家——为解决这个挑战而工作着,有的人为此付出了可怕的代价!”幸运的是,这次主角光环终于降临到了美国人头上,这根幸运女神的橄榄枝名字就叫作“阿波罗”。

阿波罗登月计划

1961年5月25日,美国政府正式宣布启动“阿波罗计划”,开启载人登月的旅程。“阿波罗”是古希腊神话中太阳神的名字,他与月之女神阿尔忒弥斯为一母同胞的姐弟。将探月计划命名为“阿波罗”,不仅希望太阳神能够赐予勇气和力量,可能还有一点儿小小的迷信:在神话中,阿波罗射出的箭百发百中,或许美国人也希望自己的“阿波罗计划”能够将每一艘飞船、每一名航天员都顺利送达月球吧!

想将载人飞行器发送到月球,美国人面临的最大问题就是运载工具。彼时正值人类航天事业的起步阶段,有能力发射航天器的国家屈指可数,更别说让航天器登陆月球了,这将是——同时也是迄今为止——人类的脚步走过的最远旅程。已经被划归NASA麾下的冯·布劳恩带领着团队夜以继日地工作,美国政府也投入1.4亿美金帮助其进行研发。终于,冯·布劳恩团队在1967年成功研制出超重型运载火箭——土星五号。这型火箭是人类航天史上使用过的自重最大的运载火箭,高达110.6米,起飞重量为3 038.5吨,总推力达3 408吨,月球轨道运载能力45吨,近地轨道运载能力118吨。这项超前的“黑科技”可以完美地承担登月任务,动力问题由此得到解决。

在载人登月之前,NASA为了探明月面情况,选择载人飞船的着陆点,先后执行了三个无人探测计划,即在1961年至1965年发射了9枚“游骑兵”月球轨道器,用以了解未来的阿波罗号飞船在月面着陆的可能性:在1966年至1968年又发射了5枚“探测家”月球着陆器,了解月球土壤的理化特性;在1966年至1967年再次发射3枚月球轨道环行器,对40多个预选着陆地点进行详细观测,从而选出10个登月点。这些前期工作为阿波罗的探险之旅做足了准备。

人类迈出的一大步

终于,1969年7月16日,载着3名航天员的阿波罗11号在美国肯尼迪航天中心发射升空了。7月19日,阿波罗11号经过月球背面,很快點燃了自身携带的主火箭使飞船减速进入月球轨道。在环绕月球的过程中,三名航天员在空中辨认出了计划中的登月点——宁静海南部,Sabine D环形山西南20千米处。7月20日,当飞船再次经过月球背面时,“鹰号”登月舱从“哥伦比亚号”指令舱中分离。航天员迈克尔·科林斯向另外二人做了一个简单的告别手势——“二位多加保重”——便离开了。科林斯的任务是留在“哥伦比亚号”指令舱中并绕月球环行,如果“鹰号”发生意外,不能从月面起飞的话(可能性极大),科林斯就只能独自一人返回地球。

经过充满意外但又有惊无险的着陆过程后,“鹰号”终于着陆在指定地点。着陆完成六个半小时之后,阿姆斯特朗扶着舷梯缓缓走出登月舱,奥尔德林在三十分钟后跟上了他的脚步,于是有了本文开头那经典一幕。

初登月球的两名航天员发现这里确实是一片不毛之地,地表坑坑洼洼,四周万籁俱寂。由于没有风,两名航天员留下的脚印能够在月表存在千万年。尽管航天员加上宇航服足足有230千克重,但在引力只有地球六分之一的月球表面行走并不费力。此外,由于没有任何不利因素干扰,地月之间在通信方面也没有障碍,在整个月面进行的科学考察活动都能在地面的电视屏幕上显示出来——甚至尼克松总统和远在月球的航天员之间的谈话场面都能看得清清楚楚。

阿姆斯特朗开始仔细审视这个奇异的世界:没有空气,也没有生命,天空是黑的,然而他能感觉到明亮的阳光。降落月表之后,他立刻就穿着笨重的宇航服用特制的工具从脚下的月面取了月壤、月岩样品,获得了第一捧来自外星的土壤。虽然看起来月球表面只是色调极浅的沙漠,但是实际上月壤是深灰色的。阿姆斯特朗将这些珍贵的样本装入塑料袋,小心地放到裤袋中。奥尔德林呢?他在旁边指导着阿姆斯特朗的动作——因为在月面上航天员的身体不能太过弯曲所以看不见脚底,同时奥尔德林还肩负着拍照的任务。

幸亏之前接受过平衡训练,两名航天员虽然刚一着地时动作滑稽,但是很快就能够自如地行走了,兴奋的两人甚至一边走一边扔起了小石头。两人很快找到了最省力的行走方法——像羚羊那样跳跃!在适应了月球的重力环境之后,他们在距离登月舱15米左右的地方架起了一部摄像机,开始跟地面控制中心分享月球上的“风光”。

在布设完太阳风测定装置后,两名航天员在登月舱下面的金属纪念板旁边进行了一个富有纪念意义的仪式。他们在月表上插下了一杆尼龙做的美国国旗。旗杆是铝制的,由于月球上没有风,所以他们把旗镶在了金属框里,这才使旗子呈现展开的样子。

剩下的时间,两人正式开始了标本采集工作。他们四处走动,观察和讨论各种各样的岩石,精心选择有代表性的样品进行采集编号。在此期间,两人还通过摄像机跟尼克松总统进行了一次简短的对话。在安装完月震仪和激光发射器后,两人依依不舍地返回了登月舱。这段2小时31分40秒的月面之旅让他们收获颇丰,除了安装完指定的科学探测仪器之外,他们还采集了大约22千克的样品,丰硕的成果远远超出预期。

为了使返回舱尽量减重,他们将不需要的物品直接扔在了月面上,然后开始为返回地球做准备。7月21日,“鹰号”从月球表面发射升空,成功与月球轨道上的“哥伦比亚号”对接,正式开始返程之旅。7月24日,阿波罗11号成功返回地球,降落在太平洋指定区域。

毋庸置疑,阿波罗11号的登月之旅大获成功,这也为NASA的“阿波罗计划”注入了一针强心剂。此后,他们又进行了6次阿波罗飞船的发射,其中5次成功抵达目的地,共有12名航天员登陆月球,带回月岩样品共计382千克,拍摄月球清晰照片不计其数,对月球的地表环境、自然环境等进行了多次研究勘测,至此,月球终于不再神秘!

阿波罗计划无愧为人类60多年航天史上最伟大的一项工程。从1961年5月25日计划开始到1972年12月底计划结束,先后有120所高等学校、20 000家工厂、400多万人参与其中,耗去资金250亿美元。随着冷战结束,美国逐渐削减了航天事业的经费支持,曾经热闹喧嚣的月球表面也恢复了曾经的冷清。但是我们有理由相信,阿波罗计划不会是绝唱,下一位登上月球的航天员,或许马上就要登上船舱了呢!

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