解密|美國登月計劃到底是真是假?

近年來,在一些報道上時不時能看到懷疑美國登月真實性的文章,人們為什麼會懷疑呢?大概是因為,無論過去、現在還是未來,登上月球這件事,對於人類來說,都是一項不可想象的任務吧。

更何況誰能想象,人類居然是憑藉著四分鐘死機五次的電腦紡織女工編出的軟件和用鋼琴絃做車輪的月球車完成了這個任務呢?

正如電影《星際穿越》中的一句臺詞:

“這太恐怖了,我們置身於幾毫米厚的鋁板裡,除此之外什麼都沒有。在太空裡,我們可能瞬間沒命。”

而50年前阿波羅登月計劃裡的三個宇航員,甚至連這種條件也不具備。

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阿波羅11號的三位宇航員:指令長尼爾·阿姆斯特朗、指令艙駕駛員邁克爾·科林斯和登月艙駕駛員巴茲·奧爾德林。圖源:NASA

在那個年代,“月球漫步”還是一個異想天開的計劃。

沒有電影裡的殿堂級科技,更多的是縫縫補補又一年的智慧與發明。

彼時,宇航員們幾乎是一邊飛一邊修才到達月球,並活著回來。

那是一個奇蹟的時代,那是一個創作的時代,那是一個粗糙的時代。

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阿波羅17號宇航員吉恩·塞爾南在月球上探索。圖源:NASA

他把美國人送上了天

1958年,美國開始了第一個載人航天工程 —— “水星計劃”,目標是將人類送入太空。

想要上天,先造火箭。

於是,火箭專家馮·布勞恩,成了美國登月故事裡繞不過去的一個名字。

出於尊敬,我們稱他為馮老爺子。

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韋納·馬格努斯·馬克西米利安·馮·布勞恩男爵,1912年3月23日-1977年6月16日

1912年,馮老爺子出生在普魯士的一個貴族家庭。從少年時起,他就展示出了自己對火箭的濃厚興趣。

閱讀了大量火箭相關的書籍後,年幼的小馮躍躍欲試,跑去商店買了六根超大號二踢腳,綁在滑板上,然後點燃了它們。

BOOM,滑板車飛向了遠方。

小馮的太空夢想,也隨之騰空而起。

當然,小馮的父親非常生氣,轉頭就把兒子給關了禁閉 —— 他怎麼也不會想到,這個熊孩子會在三十幾年後,會為全人類的太空野望,點燃一支更大的爆竹。

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多年後,馮老爺子製造出了目前使用過的最高、最重、推力最強的運載火箭 —— 土星五號。

1937年,馮老爺子博士畢業了,他選擇為自己的母國 —— 當時的納粹德國工作。

作為技術專家,他領導了德國的“復仇使者”V2火箭的研製工作,被譽為德國導彈之父。

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二戰期間,納粹德國共製造了6000枚V2火箭,給盟軍帶來了慘重的傷亡。

俗話說得好,科學無國界。

納粹德國戰敗後,馮老爺子為了自己的火箭事業不受耽擱,毅然決定投降美軍。

然而,窮途末路的納粹黨人為了不讓這些“聰明的腦袋”落到盟軍手裡,決定將這批科學家集體處決。

為此,馮老爺子不得不派出自己的弟弟,向附近的美軍求救。

1945年5月2日,馮老爺子的弟弟和美軍第44步兵師順利接上了頭,他用蹩腳的英語說:

“我是馮·布勞恩,我的哥哥發明了V2火箭,我們要投降。”

馮布勞恩帶著400名納粹科學家和數百名技術工人向盟軍投降,被俘時,手上還打著石膏。

投奔美國後,馮老爺子擔任NASA空間研究開發項目的主設計師。

經他指點,美國屢戰屢敗的火箭試驗終於有了起色。

他為“水星計劃”研製出了紅石火箭,並順利將一隻名叫“哈姆”的黑猩猩送上太空,實現了首次太空測試飛行。

美國隨後就開始了緊鑼密鼓地載人發射。

當年的宇航服還是毫無科技感的反光銀色,宇航員們彷彿一群做了錫紙燙的蹦迪男孩。

水星計劃七人組。

但事實上,這七名宇航員,可以說是當時世界上最勇敢的人了。

他們都非常清楚自己的使命:坐在一枚彈道導彈的頂端,然後被髮射到太空。

最後,除了因測試意外而去世的Gus Grissom和因健康原因未能加入的Deke Slayton外,其餘五名宇航員都完成了自己的任務:

飛向天空,然後活著回來。

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水星計劃彈道艙剖面的設計演示圖

然而,在激烈的太空競爭中,美國還是落後了一步 —— 在水星計劃成功的前一年,蘇聯早已搶先把航天員尤里·加加林送進了太空。

不久後,不甘示弱的肯尼迪宣佈支持“阿波羅計劃”,將目光投向了月球。

他在萊斯大學發表了著名的演說《We Choose to Go to the Moon》——

“我們選擇登上月球。我們選擇在這10年間登上月球,並實現更多夢想,並非因為它們輕而易舉,而是因為困難重重。”

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1965年,NASA啟動了雙子星計劃,證明人類可以在微重力環境中長時間生存。此時的航空服終於不那麼像地攤貨了。

人類歷史上最具想象力的太空計劃由此展開。這個計劃最終被命名為“阿波羅”,即希臘神話中的太陽神。

“阿波羅駕駛他的戰車飛越天際,正如我們將使載人登月飛船掠過太空。”

東拼西湊的登月夢

領導吹過的牛逼,需要下屬賣命完成。

雖然肯尼迪憑藉登月的承諾成功當選總統,但他並未真正瞭解現實中的真正困境 ——

按照馮老爺子的願景,要實現阿波羅計劃,需要製造一個高度超過30層樓的火箭,將三個人類送上天空。

正如蘇聯解體後,馬卡洛夫為“瓦良格”號的命運發出的悲嘆:

“為了將艦完工,我們需要什麼?”

“蘇聯、黨中央、國家計劃委員會、軍事工業委員會和九個國防工業部、600個相關專業、8000家配套廠家,總而言之,我們需要一個偉大的國家。”

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肯尼迪航天中心的飛船總裝車間裡的土星五號火箭。

僅靠馮老爺子的團隊,顯然是無法造出大火箭的,還需要NASA的全力支持,以及高達65億美元的政府撥款。

為此,美國啟動了全球最大規模的承包活動。

一級火箭由波音公司建造,二級火箭分包給了北美航空,三級火箭被道格拉斯飛行器公司拿下。

在這三大承包商下,各自又有幾千家分包公司,巔峰時期僱員超過40萬人,遍佈美國本土。

整個土星五號約由300多萬個零件,70多個萬個組件構成,可以說是當時最複雜的人造機械。

當時,整個美國都沉浸在大煉火箭的氣氛中,一派喜氣祥和。

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火箭組裝工人在作業。

然而,做事喜歡親力親為的馮老爺子,卻怎麼也高興不起來。在他眼中,這些承包商就跟當年玩二踢腳的自己一樣熊。

為此,他帶著團隊把造好的火箭全部拆開,以確保每個零件都在它們應該在的位置上。

時任NASA局長的詹姆斯·韋伯實在看不下去,找到馮老爺子說,你得相信業界,不要再把火箭拆開了。

還沒等韋伯說完,馮老爺子從口袋裡掏出一條毛巾:

“你看,我在火箭裡發現了這玩意兒。”

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馮·布勞恩站在土星五號火箭所用的F-1火箭發動機前留影。

最終,在千千萬萬名一線工人、工程師和科學家的努力,和馮老爺子鍥而不捨地挑毛病下,土星五號火箭發射成功率達到100%。

解決運載問題後,下一步就是將飛船導向正確的航向。

業界大哥IBM鐵肩擔道義,承包了阿波羅計劃的全部計算機。

IBM研造的“Saturn數字計算機”,可視為土星五號火箭的大腦。

這臺計算機每秒可以發佈25次信號,確保火箭在發射過程中保持正確的路線。

同時還負責發射前的檢查、推進器的導向以及有效載荷射入月球軌道。

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1966年3月10日,馮·布勞恩在馬歇爾太空飛行中心的天文學實驗室檢查土星計算機。

雖然這臺設備的性能還不及現在的一臺智能手機,但在當時可是逆天級別的產品。

除了收集信息外,它還會以速記的形式將信息記錄並翻譯成阿波羅項目組成員可以讀懂的信息。

有了計算機,還需要“編寫程序”才能使用。

而當時的程序,也確實是“編”出來的。

“程序”要寫在存儲器中,當時的阿波羅計劃組選擇了磁環電纜作為材料。

這種存儲器是一個由很多磁環構成的陣列,電纜從陣列中穿過 —— 線沒有穿過磁環代表“0”,穿過磁環代表“1”。

最終以二進制機器碼的方式保存軟件信息。

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阿波羅計劃組有三個選擇,打孔紙帶,磁帶和磁環電纜。顯然,在太空惡劣的環境中,磁環電纜最靠譜。

編寫這樣一個程序不但費腦,還是個手藝活兒。

於是,阿波羅項目組僱傭了大量經驗豐富的紡織廠女工,用一種類似紡車的設備和一種特製的編織針,一位一位的把整個程序織進存儲器中。

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成品就是醬紫的。

阿波羅飛船用到的整個軟件系統大小約為60萬位,大小約為0.07MB,全部以手工編織的方式完成。

只要其中一位出錯,宇航員們可能就會飛向太陽,而不是月球。

幸運的是,這個純手工打造的運行系統,成功地將阿波羅計劃的12名宇航員送到月球,又成功地將他們帶回了家。

正如軟件中嵌入的最後一行文字 —— “宇航員:現在你已經成功著陸月球。”

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阿波羅計劃中的另一項土味發明,是月球車車輪,由大量的鋼琴絃編織而成,即能減重,又能保證摩擦力,行駛時可以漏掉月表細碎的砂質土壤。

“開著洗衣機,橫渡太平洋”

美國人曾經這樣調侃阿波羅計劃,開著洗衣機,橫渡太平洋。

這絲毫沒有誇張,阿波羅11號登月的成功,本身就是一個奇蹟。

1969年7月16日9時32分,阿波羅11號於肯尼迪航天中心發射升空。

7月20日18時11分,進入月球軌道。

三名宇航員辨認出了計劃中的登月點,隨後登月艙從指揮艙分離,朝著月球進發。

科林斯留在指揮艙中,假如登月艙在執行任務期間不幸發生意外(可能性極大),他將獨自返回地球。

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圖為科林斯在指令艙拍攝的畫面。圖源:NASA

登月艙緩緩下降,然而就在準備著陸的瞬間,意外來臨。

計算機突然亮起了一個代表程序警報的編號:

“1202。”

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在短暫的沉默後,休斯敦地面團隊給出回覆:“無視警報,繼續著陸。”

飛船順利地減速下降了,所有人都鬆了一口氣。然而幾分鐘後,程序警報再一次亮起。

這回的警報編號變了:“1201。”

休斯敦再一次指示:“繼續著陸。”

但警報仍在繼續。

短短四分鐘內,阿波羅11號上的制導計算機死機了五次。

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離降落還有15分鐘,宇航員需要遍佈礫石和隕石坑的月表找一處降落點。

最嚴重的情況發生在飛行器距離月球表面約244米時:計算機顯示屏空白了兩秒,阿姆斯特朗的心跳加速到了每分鐘150次。

地面控制中心不再發聲,他們給不出什麼有效的建議了。

最終,宇航員們只能自救,阿姆斯特朗接管了部分控制權。

他駕駛著飛行器,飛過前方一個巨大的隕石坑。

此時,支持降落的燃料不足1分鐘。如果燃料在降落前耗盡,那麼登月艙就會直接砸在月球表面。

幸運的是,登月艙最終在偏離預定著陸點6.4公里的位置穩穩著陸。

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降落瞬間。

休斯頓飛行控制中心內鴉雀無聲,大家都在靜靜地等待著。

終於,他們等來了阿姆斯特朗的聲音:“休斯頓,這裡是靜海基地。鷹(登月艙)著陸成功。”

控制中心爆發出一陣熱烈的歡呼。同一時刻的登月艙中,阿姆斯特朗和奧爾德林將手伸過儀表盤,默默握了一下。

準確的登陸時間是在休斯頓時間1969年7月20日下午4時17分43秒。

六個多小時後,阿姆斯特朗扶著登月艙的階梯踏上了月球,說出那句舉世聞名的話 ——

“這是我個人的一小步,也是全人類的一大步。”

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阿姆斯特朗登月的原始照片。

十五分鐘後,奧爾德林也踏上了月球,成為了第二位登月的人類。

完成一系列既定的科學考察後,阿姆斯特朗走到了登月艙60米之外。

這片區域後來被命名為東環形山(East Crater),是兩人在月球表面行走的最遠距離。

他們的最後一個任務,是將一塊紀念牌放在月球表面,以緬懷犧牲的蘇聯宇航員尤里·加加林、弗拉基米爾·科馬洛夫,以及阿波羅1號任務中喪生的維吉爾·格里森、愛德華·懷特和羅傑·查菲。

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奧爾德林在月球留下的鞋印,這是月球表面風化層實驗的一部分。

在月球表面停留了如夢般的兩個半小時後,兩位宇航員返回了登月艙。

艙門關閉,艙內重新加壓。

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返回登月艙後,奧爾德林拍下了這張阿姆斯特朗的照片。

這時問題又出現了。

他們不小心折斷了一個斷路器開關,導致登月艙無法點火。

為了回家,宇航員們必須撥動開關中的一個金屬條來啟動發動機。不幸的是,為了減輕負重,他們已經丟掉了差不多所有工具。

最終,奧爾德林在地面指揮中心的建議下,從兜裡摸出一支沒來得及扔的太空筆,用它伸進開關裡,接通了點火電路。

至今,奧爾德林依然保留著這支救命的圓珠筆。

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奧爾德林同款救命氈頭筆。

為了保證宇航員們沒有在月球上感染未知疾病,三人落地後被隔離了18天。

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尼克松總統與隔離艙內的宇航員交談。

事實上,在總共六次的阿波羅登月任務中,都或多或少的出現了各種問題,宇航員們幾乎是一邊飛一邊修,才勉強抵達月球。

阿波羅13號在飛往月球的途中,服務艙的氧氣罐突然爆炸,飛船嚴重毀損,失去大量氧氣和電力。奇蹟般地,三人在地面人員的指導下,成功返航。

1972年12月7日,阿波羅17號成功發射。

這是人類迄今為止最後一次成功登月。

阿波羅17號創造了很多記錄,包括最長登月飛行、最長月錶行走時間、收集了最多月球標本等。

在離開月球之前,指令長尤金·塞爾南說道:

“當我邁出人類在月球上的最後一步時,我相信歷史會銘記我所說的話……

當我們從陶拉斯-利特羅山谷離開月球時,我們來過這裡,我們將離開這裡,如果情況允許,我們還會回到這裡,帶著全人類的和平與希望。

願阿波羅17號一路平安。”

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阿波羅16號宇航員Charles Duke還在月球留下了一張全家福。這張照片在月球表面安靜地躺了四十五年。


截至2019年6月20日,共有12位地球人登上過月球表面,其中僅4人在世。

他們全部來自1969年7月至1972年12月間進行的阿波羅計劃。

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這張照片被稱為“人類宇宙第一天團”,他們是參與阿波羅計劃中,一部分仍在世的宇航員(包括未登上月球的宇航員)。

但細看這個20世紀最偉大的計劃,卻又險象環生,漏洞百出。

甚至可以說,這只是人類歷史上的一次靈光乍現。

不過,在文章的最後,筆者仍想重複老領導說過的一句話:

很多事到最後,還是看人。


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