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嫦娥五號已采土,回顧51年前的阿波羅,又是怎樣的踏月之路呢?

2024-08-25科學

2020年11月24日4時30分,「嫦娥五號」升空,他帶著人類的期盼前去拜訪我們地球最近的鄰居。從「嫦娥一號」到「嫦娥五號」,中國的航天人付出了無數的努力與艱辛,千年飛天夢,我們正在一步步實作。然而51年前,航天大國美國驚世駭俗的「阿波羅登月計劃」讓人類首次登上了月球並留下了腳印,這是多麽偉大的壯舉!那麽為何美國當時要進行這麽一個計劃,它的過程又是怎樣的呢?今天讓我們回顧五十多年前美國人的那場盛舉。

「阿波羅登月計劃」的產生

早在1960年,美國總統艾森豪威爾就提出用其他空間計劃替代當前的「水星計劃」,於是美國航天局從此時便醞釀了探索空間的「阿波羅計劃」,堅尼地當選美國總統後,更是向選民承諾美國的空間技術一定要一直領先蘇聯,達到壓制性的效果,然而1961年4月16日一樁訊息讓他震驚了。

這一天,國防部打來的緊急電話。在電話中,堅尼地得知了一個重大訊息:蘇聯太空人加加林進入太空。這是人類首次以載人的方式向太空探索,同時這也意味著美國在航天技術上已經落後於蘇聯。

為了實作競選時的承諾,為了應對蘇聯的太空挑戰,堅尼地在1961年5月25日的國情咨文中提出:「十年內將美國人送上月球」,按照他的指示美國太空總署將「阿波羅計劃」擴充套件成著名的「阿波羅登月計劃」。

經過一段時間的精心準備後,美國太空總署的科學家們制定出「阿波羅登月計劃」的四種方案,即地球—軌域會合、直接登月、加油飛機以及月球表面會合。但經過周密推算,這四種方案都存在著不同的問題,根本無法實作載人登月。

正當白宮的堅尼地對此失望之時,一名叫霍伯特的太空署工程師提出了第五種解決方案——月球軌域會合的辦法。其原理是從地球發射強推力火箭將裝載有三個太空人的「阿波羅」太空船推向月球,然後太空船繞月球軌域執行,再從太空船上分離出一艘太空艙,由太空艙帶著兩名太空人靠倒退火箭抵達月球表面,當太空艙的工作完成後再點燃火箭重新和太空船會合,最後再點燃太空船的火箭回到地球。

這個解決方案不見得是最完美的,但在當時而言,卻是最適合的,所以美國太空總署采用了這種方案。

為了使登月計劃順利實施,堅尼地不惜在百忙中親自過問此事,集全國的科研力量並給予了財力、物力上的絕對支持,為此空軍中將菲利普被任命為「阿波羅計劃」的負責人,國家宇航局局長哈格被派作他的助手。

登月的準備,慘痛的代價

從1961年到1969年完成登月,美國準備了多達二十次的試驗性飛行,中間盡管發生了堅尼地遇刺等重大事件,但絲毫沒有影響登月計劃的進度。

關於登月的準備,先從小型的「水星號」宇宙飛船開始的,約翰.格連進行了手動操作返回地球,證明了登月後人員能安全撤回。之後哥頓.古柏乘坐水星號圍繞地球航行了22圈,證明了人類可以在太空中生活很長時間,太空環境對人類的健康和精神都沒有影響。

1965年,太空人們開始乘坐更大的「雙子星座」號宇宙飛船進行了更長時間、更大膽的飛行,在此次飛行中,太空人們實踐了「阿波羅計劃」中的各種技術,為登月奠定了基礎。「雙子星座」號宇宙飛船的飛行於1966年11月結束,美國人將「阿波羅計劃」提上日程。

但是在做準備時,不幸發生了。

1967年1月27日,「阿波羅一號」進行模擬發射試驗時,純氧座艙突然起火,三名太空人遇難身亡,於是「阿波羅計劃」被迫推遲。

面對危險,面對死亡,還要登月嗎?但是格裏索姆遇難時的話猶在耳邊。

要是我們死亡,我們要大家把它當作尋常事。我們做的是一種冒險事業,我們希望,萬一我們發生意外,不要耽擱計劃的進行,征服太空是值得冒生命危險的。

於是,在格裏索姆的激勵下,1968年10月,「阿波羅」試驗飛行繼續進行。在經過多次試驗飛行後,科學家們收集了有關月球的重要資料,登月計劃馬上要進行了。

人類歷史中第一個在月球的腳印

在試驗飛行還未結束時,數百名工程師已經組裝好了大型月球飛船——阿波羅11號,這是一個25米長,45噸重的大家夥,負責送它們上天的是重達2700噸的土星5號火箭。

1969年7月16日6點半,岩士唐、奧爾德林、科斯林走進了船艙。上午9時32分,在滾滾濃煙中,土星5號騰空而起,按照弧形軌域飛往大西洋上空,向著月球飛去。地球上,有將近20億人在看著這歷史性時刻。

7月19日,飛船接近月球軌域。這時土星5號推力太大,阿波羅十一號必須先將速度降下來才能進入月球軌域,於是太空人們點燃了太空艙內的一個發動機,使太空艙產生一個反向推力,這就是鼎鼎大名的「近月剎車」。這個過程充滿危險,如果剎車不及時,飛船就不能進入預定軌域而返回地球,如果剎車時間長則速度會降低,飛船就會墜落到月球上。

不過還好,在奧爾德林沈穩的操作下,「阿波羅」11號終於安全的進入了繞月軌域。太空人們開啟了攝影機,第一次的向全世界人們展示了月球的地形地貌,讓人類大開眼界。

7月21日,登月艙從飛船分離,降落到月球上,岩士唐作為人類的使者,第一次代表人類去月球作客 ,這時他看著荒寂的月球,說下了著名的一句話。

對一個人來說,這是一小步;但對人類來說,這卻是一個巨大的飛躍。

兩人踏上月球,安放了一塊金屬紀念牌,並在登月艙附近插上一面用尼龍絲編織而成的美國國旗。

有人一直疑惑美國登月是驚世騙局,原因之一便是在無風的月球,為何美國國旗可以迎風招展?其實這面美國國旗是由特殊材料制作而成,並且在國旗邊安裝了彈簧狀的金屬絲,可以使得國旗呈舒展狀而已,並不是風吹動的。

國旗放置好之後,岩士唐與奧爾德林與美國總統進行了現場通話,岩士唐說道:「能帶代表人類來到這裏,是我們莫大榮幸!」

兩名太空人來月球並不是僅僅留下腳印國旗這麽簡單,他們還背負著最重要的科學實驗。如「測振儀」是為了觀測月球受到的撞擊等;再如「激光反射器」是為了觀測地球與月球距離之間的變化;還有放置了一塊鋁板來捕捉太陽飛來的微粒子,以研究太陽與行星的形成等。當然,最重要的任務,是為地球科學家們收集月球上的巖石和浮土。

大功告成,返回地球

收集完巖石,這就代表著岩士唐和奧爾德林要離開月球了。在一定意義上說,登月艙升空比著陸更為危險,因為登月艙僅僅有一個小推力的火箭發動機,誰也無法預料它能否將登月艙帶到兩萬米的高空,萬一動力不足或者火箭失靈,都將造成不可想象的後果。

在地面指揮員的指令下,岩士唐鎮定地將發動機點燃,登月艙穩穩飛起,不久之後便到了預定軌域,地面指揮員菲利普將軍興奮地對他們說:「全世界為你們感到驕傲。」二人在月球上停留了21小時18分,采集了22公斤的月球土壤和巖石標本,可謂是圓滿完成既定任務。

7月22日,飛船對接後的三名太空人開始返回地球的長途旅行。這個過程雖然具備一定的危險性,最怕的就是發動機失靈問題。但是還好,他們回家之路很順利,中間僅僅糾正了一次飛行航道的角度,其他一切皆在地面控制中心的監視範圍之內。

7月28日中午,「阿波羅」11號飛船按照既定的航線和角度穿越了大氣層,安全落入太平洋湛藍的海水中。

從發射到降落,「阿波羅」十一號行程約百萬公裏,歷時195小時18分22秒,僅2比原定時間晚了10秒鐘,不得不說這是一個奇跡。

此時的「大黃蜂」號航空母艦,尼克遜總統正焦急的等待著太空人們的歸來,之後兩架直升機將太空人們帶到了航空母艦上,尼克遜迎上前去向他們表達了誠摯的祝賀。

這是創世以來世界史上最偉大的一周,由於你們盡力的結果,世人從沒有像現在這麽接近過月球。

後話

「阿波羅」11號登月成功之後,美國一鼓作氣相繼發射了「阿波羅」12號至13號6艘載人飛船進行月球探索任務,共有12名太空人成功登上月球,在月球累計活動時間為298小時。不過在興奮之余,也有人註意到「阿波羅計劃」讓美國付出了巨大代價,這項計劃共讓美國花費了255億美元,美國平均每個家庭要負擔472美元,所以在多人的極力阻撓下,登月計劃逐漸停止。

那麽這種耗資巨大,技術復雜的空間探索究竟有沒有意義呢?有人認為與其將數百億資金投入到不可預估的領域,不如解決一些美國民間問題來的實際一些。話是這麽個道理,但我們同時也要看到,由於對空間的探索,許多太空知識被人類所知,這對人類有效改善居住環境起到了巨大作用,而且經過事實證明,對月球的探索研究,美國從中得到啟發,研制了不少新材料、新儀器,為推動整個美國科技發展起到了不可估量的作用。

我們「嫦娥五號」在升空之初國內也有不同的聲音發出,部份人極力貶低月球探索的意義和作用。但是我這裏要強調的是,探索太空的科研任務是系統建立基礎科學的重要手段之一,這會為中國其他高新技術的發展奠定必要基礎,同時更是維護中國在月球權益的需要,這既是必要任務也是戰略任務,所以奉勸這些人:多一份滿足,少一份抱怨,靜待「嫦娥五號」回家,給我們一個巨大驚喜。

參考資料:【阿波羅十一號大揭秘】、【阿波羅十一號登月記】等