01.03 嫦娥四號與人類登月50週年,中國一小步世界一大步!

2019 年是人類成功登月的 50 週年,“嫦娥四號”載著中國人驕傲,如願與50年前人類到訪的月球合影——這是中國的一小步,世界的一大步!

嫦娥四號與人類登月50週年,中國一小步世界一大步!

50年彈指一揮間,半個世紀已逝,宇航員尼爾·阿姆斯特朗的那句名言縈繞在耳邊!追尋月亮,人類永不停歇的腳步!

50年來,針對登月真實性的詭計論流毒甚廣!

50年來,關於登月與冷戰關係的研討隨著材料解密愈加深入!

嫦娥四號與人類登月50週年,中國一小步世界一大步!

50年來,登月乃至航天事業與人類社會開展的關係的計議,不斷推陳出新!中國載人登月工程伴隨著中國人夢想相繼實施!楊利偉等一大批中國航天人開始翱翔太空!

50年來,人類通過各類無人探測任務,對月球的認識進一步晉升!“嫦娥四號”探測器自主著陸在月球背面南極-艾特肯盆地內的馮卡門撞擊坑內,實現人類探測器首次在月球背面軟著陸。

50年對航天人意味著什麼?我們須從50年前說起!

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1969年7月16日,美國東部時間16日9時32分,“阿波羅11號”登月航天器被“土星5號”運載火箭發射升空,人類開始了第一次登月的旅程。

“現在,我站在舷梯的最下面。登月艙著陸支腳的底盤已經陷下大約3~4釐米。月球表面像是由細小的砂粒組成,景色真美。”經過102小時39分40秒的飛行,1969年7月20日,“阿波羅11號”的登月艙“鷹號”,穩穩地降落在月球的“靜海”上。這艘登月艙裡有兩名宇航員,分別是“阿波羅11號”指令長尼爾·阿姆斯特朗和登月艙駕駛員巴茲·奧爾德林。他們和此刻操縱著指揮艙繞月飛行的邁克爾·柯林斯一起,組成了人類第一次登月飛行的乘員組。講完這句話之後不到20秒,阿姆斯特朗的左腳踩在了月球的土地上。

在之後的3年多時間裡,美國陸續發射了6艘“阿波羅”登月航天器。這些航天器都由地月間飛行時宇航員乘坐的指令艙、登月飛行使用的登月艙和儲存燃料物資的服務艙3個部分組成。其中,除“阿波羅13號”因為服務艙氧氣箱爆炸而放棄登月,並安全返回地球外,其餘5艘“阿波羅”均成功登月。自阿姆斯特朗開始,共有12名宇航員曾經抵達月球表面。

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從“阿波羅14號”開始,登月的技術流程基本固定,這項航天科考計劃中開始萌發出一絲人文的色彩。“阿波羅14號”指令長謝波德將高爾夫球用具帶上了月球,在荒涼的月面上“揮杆取樂”。“阿波羅15號”首次攜帶了月球車,電視臺對宇航員在月球表面行車的直播,成為電視觀眾最喜愛的節目。宇航員的私人物品也出現在月球上,如果未來人類重返月球,或許會在那裡發現“阿波羅16號”宇航員留下的全家福照片,或者“阿波羅17號”的捷克斯洛伐克裔指令長尤金·塞爾南留在那裡的祖國國旗。

自從1961年5月啟動“阿波羅”登月計劃,美國僅用8年時間就將宇航員成功送上了月球,這不僅可以歸因於美國雄厚的科技實力,登月航天器本身的科學設計也功不可沒。

在登月計劃研發之初,科研人員曾經設計了4種不同的方案:“直接起飛”法是用火箭將一艘航天器直接送往月球,登月之後再直接返回,但由於對火箭載荷和推力的要求太過苛刻而放棄;“地球軌道集合”法是由兩枚火箭發射航天器的兩個組件,在地球軌道組合然後登月,但因為考慮到在外層空間拼裝航天器頗為不易而被否決;“月球表面集合”法是先由一枚火箭發射供月球上使用的火箭“登月”,再由另一枚火箭發射不帶回程燃料的登月航天器,到了月球與事先抵達的火箭組合在一起,但因為可能導致航天員“回不了家”也被否決。

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因此,“阿波羅”登月計劃採用了名為“月球軌道集合”的第四種方案,也就是發射指令艙、登月艙和服務艙組合在一起的航天器,抵達月球軌道時分離出小巧的登月艙,而非讓整個航天器登月,從而減少了燃料的攜帶量,也就減少了從地球發射時的起飛質量。兩名宇航員的月面活動結束之後,登月艙的底座被留在月球上以減少起飛質量。將登月宇航員送回指令艙後,登月艙拋棄在月球,接近地球時再拋棄服務艙,只剩下“簡潔”的指令艙回到地球。

相比之下,蘇聯在20世紀60年代末採取“直接起飛”的方案,直接發射狹小的登月艙前往月球,再設法返回。為此,蘇聯開發了巨大的N-1五級火箭,極端脆弱的管道結構,成為N-1失敗的罪魁。N-1火箭先後進行了4次試射,均以慘烈的爆炸告終,也迫使蘇聯1976年取消了登月計劃。

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從人類最後一次抵達月球到現在,已經過去了50年。“阿波羅”登月計劃的結束,很大程度上可以歸因於當時的國際局勢。在1971年蘇聯發射“禮炮1號”空間站之後,“人類在地球之外定居”這個在當時看來更為實際的目標,成為航天界新的關注焦點;與此同時,蘇聯在與美國爭霸中表現出來的咄咄逼人,使美國迫切需要有效監視蘇聯核突防的手段,而這更多地有賴於在近地空間進行的航天活動。再加上歷次登月任務基本上都只是科學考察和標本採集,對月球資源的實質性開發卻遙遙無期,公眾熱情的逐漸冷卻,使耗資巨大的“阿波羅”登月計劃逐漸失去了吸引力。

但是,“阿波羅”登月計劃畢竟改變了這個星球,它帶來了美國高新技術產業的新一輪騰飛,並最終惠及民生。進入21世紀,月球的稀有金屬和氦-3等資源,又開始吸引世界各國的目光。這一次,重新將目光投向月球的,不僅有美國和繼承蘇聯衣缽的俄羅斯,還有中國、歐洲、日本、印度等“新面孔”。

到2020年,中國的探月工程將結束“繞”、“落”、“回”的三部曲,以無人探測器返回地球,為中國未來的載人登月打下堅實的基礎。

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中國載人航天計劃共有“三步走”,第一步是從“神舟一號”走到“神舟七號”,前4個載人飛船是無人的,“神五”時楊利偉上天,實現中國人第一次進入太空的夢想;第二步是繼續突破載人航天的基本技術:多人多天飛行、航天員出艙在太空行走、完成飛船與空間艙的交會對接;第三步是建立中國自己的空間站,先向太空打出核心艙段,再打很多艙口與其對接,用太陽翼進行發電。預計2020年,中國將建立60噸級的空間。

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如果說“阿波羅”登月計劃的科技成果帶給人類社會的進步主要發生在美國,那麼,未來世界各國合力對月球進行的深度探測,乃至載人航天器重返月球,或許會為整個地球的科技、經濟和社會帶來一次更為深刻的改變。

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第一位登月宇航員阿姆斯特朗從登月艙踏上月球表面時,留下了一句傳遍全世界的名言:“這只是我的一小步,卻是人類的一大步。”50多年過去了,今天的人們會發現,對於廣袤無垠的太空來說,曾經凝聚了地球上最先進的航天科技成果的“阿波羅”登月計劃,仍然只是人類的一小步。因此,“阿波羅”登月計劃的成功,更多的意義在於一種象徵。這正如美國著名科幻作家伊薩克·阿西莫夫所言,人類應該為擁有月球而感到幸運,因為這樣一個鄰近地球的天體,使人類在飛出太陽系的征程中擁有了絕佳的第一個努力目標。或者說,曾經抵達另一個星球的榮耀歷史,將激勵未來人類為飛得更遠而努力。

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我們為什麼要登月?

1、維護我國月球權益的需要

儘管1984年聯合國通過的《指導各國在月球和其他天體上活動的協定》(簡稱《月球條約》)中規定,月球及其自然資源是人類共同財產,任何國家、團體和個人不得據為己有。但是,當前,主要航天國家和組織正加緊實施月球探測計劃。作為聯合國外空委員會的成員國,我國只有開展月球探測,並取得一定成果,才具有履行《月球條約》和分享開發月球權益的實力,維護我國的合法權益。

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2、研究宇宙和地球的最佳平臺

科學家認為,通過利用月面上沒有人為改造和破壞的某些本來面目研究月球,瞭解月球的成因、演變和構造等諸方面的信息,有助於瞭解地球的遠古狀態、太陽系乃至整個宇宙的起源和演變,有助於搞清空間現象和地球自然現象之間的關係,可以極大地豐富人們對地球、太陽系以至整個宇宙起源和演變及其特性的認識,從中尋求有關地球上生命起源和進化的線索。

3、促進科技進步和發展的重要載體

開發月球是空前艱鉅的事業,需要解決一系列難題,這必然會帶動諸如大推力火箭、巨型航天器、高速飛行、人工智能、計算機、機器人、加工自動化、精密儀器、遙感作業、通信、材料、建築、能源等工程技術以及空間生物、空間物理、空間天文等科學技術的突飛猛進。

4、為開發利用月球資源做準備

據探測,月岩中含有地殼中的全部物質元素,約有60種礦藏。在月球岩土中,具有豐富的氧、鐵、鎂、鈣、硅、鈦、鈉、鉀、錳等物質,初步估計共含有8萬億噸鐵。此外,月球上有豐富的能源,尤其是月球上的氦-3,是地球上所沒有的核聚變反應的高效燃料。據估計,在月球上氦-3的資源總量可以達到100萬~500萬噸,能夠支持地球7000年的需電量。

5、促進深空探測

月球表面的引力只有地球表面的六分之一,因此,航天器從月球上起飛,可大大節省能源。月球上的岩石土壤中氧佔40%,可以就地生產推進劑和作為受控生態環境和生命保障系統的氧氣來源。硅佔20%,可以為航天器製作太陽電池陣,其他金屬可以為航天器製作各種部件設備。還可以用月球作中轉站,為過往的航天器進行檢修和補充燃料。

6、進行天文觀測和研究的平臺

月球表面的地質構造極其穩定,月球直接承受太陽的輻射,沒有大氣層對光線和電波的吸收、散射和折射等干擾,沒有塵埃汙染,沒有磁場,月球的背面沒有人造光源和射電的干擾,地震很微小。同時,月球有漫長的黑夜,黑夜溫度極低。這種環境為建造高精度天文觀測臺提供了理想的場所。

7、推動經濟發展

開發月球,可以產生難以估量的經濟效益,而且其他技術的二次開發應用,勢必促進工業的發展與提升。如美國研製和發射“阿波羅”號載人飛船時,就產生了3000多項專利,帶動了高新技術產業的發展。在“阿波羅計劃”中,每投入1美元,就會帶來5美元的效益。


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