人類登月簡史:荒涼大地上,還能再有人類的足跡嗎?

本文節選自第07期《少年時·2030太空漫遊》一書。這是小多少年時(ID:xiaoduoui)的原創文章,歡迎關注、轉發、收藏、評論,未經小多少年時授權不得轉載。

月球是離地球最近的天體,人類在太空中的第一個腳印,就踏在月球上。#哈勃升空三十年#

1969 年 7 月 21 日凌晨 2 點 56 分,阿姆斯特朗的左腳踏上了月球。這時他說了一句被後人奉為經典的話:“這是一個人的一小步,卻是人類的一大步。”

人類登月簡史:荒涼大地上,還能再有人類的足跡嗎?

從 1958 年發射失敗的執行近月飛行任務的“先驅者”0 號開始,到1969 年成功載人登月的“阿波羅”11號,人類僅花了 11 年時間。

在這 11年和隨後的 20 多年時間裡,探測月球的飛行任務都是在美國和蘇聯兩個大國競賽的背景下進行的。

直至 20 世紀 90年代,日本、歐洲、中國、印度才相繼加入月球探測的行列,而人類未來的目標是在月球上建立常駐基地。

硬著陸和軟著陸

硬著陸是飛行器在重力作用下不採取任何減速措施,直接掉到著陸地點,這是一種破壞性的著陸方式。軟著陸就是在著陸前通過一定的手段減小垂直速度,使之以一個可以接受的速度著陸,以保護飛行器和宇航員。

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由於月球上沒有空氣,不能用降落傘軟著陸,目前是靠火箭噴向月面的反作用力實現軟著陸。

世界上第一個在月球表面硬著陸的無人航天器是蘇聯的“月球”2 號,於1959 年 9 月 12 日發射,發射兩天後墜落到月球上。繼“月球”2 號後,蘇聯的幾次探月任務相繼失敗,直到“月球”9號才成功。

“月球”9 號是人類第一個在月球上成功實現軟著陸的探測器。

1966 年 1 月 31 日 11 時 41 分,“月球”9 號從拜科努爾航天中心發射升空。

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2 月 1 日,在距離月球 8300 千米時,“月球”9 號上的修正發動機進行了中途軌道調整。在距月球表面 75 千米處,“月球”9 號啟動了制動火箭,將速度從 2.6 千米 / 秒逐漸降低。

當距月球表面 250 米時,制動火箭被關閉,4 個小型火箭開啟;同時,探測器伸出一隻探針用以確定關閉制動發動機的最佳時機。

在距月球表面 5 米高處,探針接觸到月表,“月球”9 號成功降落在月球風暴洋上。

著陸後 250 秒,“月球”9 號向地球發送信號並打開了頂部的 4 片“花瓣”。這 4 片“花瓣”除了可以穩定登月艙,還可以與 4 根 75 釐米長的鞭形天線一起組成通信系統。

之後,由固定鏡頭和旋轉鏡頭組成的攝像機組件開始拍攝著陸區附近的黑白照片。

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蘇聯在對“月球”9 號傳回的數據分析後得出結論:月球表面是堅固的,人類完全可以降落在月球上。

人類的腳印

“阿波羅計劃”是美國國家航空和航天局 1961 年持續至 1972 年的一系列載人航天任務,主要目標是載人登陸月球並安全返回地球。“阿波羅”11號宇宙飛船首次達成了上述目標。

裝載著“阿波羅”11 號的“土星”5號運載火箭於當地時間 1969 年 7 月 16日 9 時 32 分在肯尼迪航天中心發射升空。

3 位執行此任務的宇航員分別為指令長尼爾·阿姆斯特朗、指令艙駕駛員邁克爾·科林斯與登月艙駕駛員巴茲·奧爾德林。飛船經過 3 天的飛行,進入了月球軌道。

“阿波羅”11 號的首選登陸點在寧靜海南部。

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選擇這個登陸點的原因是它比較平整,不會在登月艙降落和艙外活動時製造太多困難。當飛船在月球背面時,“鷹”號登月艙從“哥倫比亞”號指令艙中分離並開始下降。

當登月艙向月面降落時,表明電腦過載的警報器開始響起。“鷹”號在下降彈道中多飛了 4秒,也就是說登月點會比計劃偏西若干千米遠,那裡是不利於登陸的危險地段。

飛行控制指揮官史蒂夫·貝爾斯在“終止登月計劃”和“嘗試登月”的抉擇中選擇了後者。

登月艙不斷下降,在月面上空大約 9 米時,所剩的燃料僅夠 30 秒鐘之用。

阿姆斯特朗在遍佈礫石和隕石坑的月面冷靜地找到一處適合著陸的地方,並駕駛登月艙穩穩地降落在月球上。

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準確的登陸時間是 1969 年7 月 20 日下午 4 時 17 分 43 秒 ( 休斯敦時間 )。

近 3 個小時的儀器檢查之後,兩位宇航員穿上了價值30萬美元的太空衣,降低了登月艙內的壓力。

接著,阿姆斯特朗背朝外,開始從 9 級的梯子上慢慢下移。在第 2 級階梯上他打開了電視攝像機,大約 6 億觀眾看著他小心地下降到荒涼的月球表面上。

隨後,奧爾德林也踏上月球。

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兩位宇航員帶著兩個鋁質的盒子,用於盛裝採集的月球樣本—包括月球表面的塵埃和石塊。此外他們還帶上了一個月震檢波器,目的是看看月球有沒有地質活動。

兩人在月表活動了兩個半小時後返回“鷹”號,隨後乘坐“鷹”號上升級,帶著 21.55 千克的月面樣本離開月面返回繞月軌道,與指令艙“哥倫比亞”號會合。

從“阿波羅”11號到“阿波羅”17號,人類共有 6 次登月,有 24 名宇航員和科學家曾接近或者真正登上月球,其中有 12 人在月球上留下了腳印。1972 年以後,再也無人登月。

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中國的“嫦娥”

中國的探月工程亦稱“嫦娥工程”,於 2004 年正式啟動,整個計劃預計歷時 20 年。

嫦娥工程整體可以分為“ 探”“登”“駐”三大步驟,概稱“大三步”,分別指無人探月、載人登月、長久駐月。

其中無人探月部分便是目前實施的“中國探月工程”,分為“繞”“落”“回”三個期段,統稱“小三步”。

“嫦娥”三號屬於“小三步”中的“落”任務,於 2008 年啟動,目標是發射月球軟著陸器降落到月球表面,釋放一輛月球車,在著陸區附近做局部詳細探測。

“ 嫦 娥”三號於2013年12月2日1 時30分由“長征”三號乙運載火箭從中國西昌衛星發射中心成功發射,12月14日帶著中國的第一輛月球車“玉兔”號成功軟著陸於月球雨海西北部。

月球車進行了及時的視頻傳輸,並挖掘與分析了土壤樣品。“嫦娥”三號第一次在月球安裝月基天文望遠鏡。月球上沒有大氣,觀測效率比在地球上要高得多。

“小三步”中的“回”任務將由“嫦娥”五號完成。

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“嫦娥”五號探測器由軌道器、返回器、著陸器、上升器四個部分組成,預計於 2017 年由“長征”五號運載火箭在中國海南文昌衛星發射中心發射升空,它將自動完成月面樣品採集,並從月球起飛返回地球,計劃帶回約 2 千克月球樣品。

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