登月
一场竞争的结果
50年代末60年代初,前苏联连续获得数个空间赛第一:1957年1 0月4日发射第一颗人造地球卫星,1961年4月12日第一位航天员加加林进入太空……与之相比,尽管美国也获得了两个第一:1960年 4月发射第一颗气象卫星“泰罗斯”,1962年7月第一颗有源通信卫星作试验性通信,但同苏联的巨大成就相此,显得小巫见大巫。在加加林飞行之后不到四个星期,美国航天员阿兰·谢泼德中校乘“水星”号飞船进行了亚轨道飞行(186千米),它说明美国具备了摆脱空间困境的能力。1961年5月25日,美国肯尼迪总统向全世界宣布实施宏伟的载人登月计划。
这个“阿波罗”载人登月计划虽然是美国与苏联竞赛的产物,但也可以认为是人类向太阳系扩张的第一步。
宏伟工程
阿波罗载人登月工程开始于1961年5月,预计1969年7月2 0至21日首次实现登月。此后,美国又相继6次发射“阿波罗”飞船,其中5次成功,总共有12名航天员登上月球。整个工程历时约11年,到1972年12月结束,耗资255亿美元。在工程高峰时期,参加工程的有2万家企业、200多所大学和80多个科研机构,总人数超过30万。它是本世纪人类最宏伟的工程之一。
该工程的第一步是确定登月方案,它包括论证飞船登月飞行轨道和确定载人飞船总体布局。最后选定月球轨道交会方案,相应地确定由指挥舱、服务舱和登月舱组成飞船的总体布局。
为了进行载人登月,美国先实施了四个辅助计划,即在1961年至1965年发射九个“徘徊者”月球轨道器,用以了解未来的“阿波罗”飞船在月面着陆的可能性;在1966年至1968年发射五个“勘探者”月球着陆器,了解月球土壤的理化特性;在1966年至1967年发射三个“月球轨道环形器”,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;在1965年至1966年发射10艘“双子座”飞船,进行生物医学研究和飞船机动飞行、对接及舱外活动训练等。
“阿波罗”工程的第三个方面就是研制低轨道运载能力为127 吨的大推力“土星5”运载火箭。
研制“阿波罗”飞船是该工程的“重头戏”。飞船的指令舱是航天员生活和工作的地方,也是全飞船的控制中心;服务舱装有主发动机等系统;登月舱由下降级和上升级组成。
首次载人登月是由“阿波罗11号”飞船完成的。当时飞船上载有三名航天员,当飞船与“土星5”火箭第三级分离,且飞船沿过渡轨道飞行2.5天后,便开始接近月球,此时飞船服务舱的主发动机减速,使飞船进入环月轨道。接着,两名航天员进入登月舱,并驾驶登月舱与飞船分离,这时飞船指挥舱内的一名航天员继续驾驶飞船绕月球轨道飞行,而另两名航天员则乘登月舱在月面着陆。登月后航天员采集了岩石和土壤(22千克),展开了太阳电池阵,安装了月震仪等。任务完成后,他们乘登月舱的上升级返回月球轨道,与飞船对接,最后返回地球。
1969年11月至1972年12月,美国又陆续发射了“阿波罗”12至17飞船,其中除“阿波罗13号”因故没有登月(航天员安全返回地面),另五艘飞船均登月成功,“阿波罗”15至17飞船的航天员还驾月球车在月面活动,采集岩石。
航天员在月球上钻取了三米的月球岩芯,发现多达57层,每层代表一次陨石冲击,还测量了月球内部发出的热流……“阿波罗” 工程极为壮观,它激动了无数人的心,使载人登月的千年梦想变成了现实。
“鹰”落向月面
1969年7月16日,巨大的土星5火箭(40层楼房高)在百万人的关注下缓缓升空。这一天,天空晴朗,万里无云,似乎亘古沉睡的月球正静静等待着“土星5”运送地球使者的来访。当“土星5”把“阿波罗11号”飞船送入近地轨道后,后者便开始独自飞向月球。
“阿波罗”飞船上载有三名航天员,指令长是尼尔·阿姆斯特朗,登月舱驾驶员是埃德温·奥尔德林,指令舱驾驶员是迈克尔·柯林斯。从地球到月球大约有38万千米,“阿波罗11号”飞船上载着三名航天员经过75小时的长途跋涉,于19日进入月球引力圈。20日清晨,“阿波罗”到达月球上空4900千米后,接到休斯敦飞行指挥中心命令,减速飞行,进入月球轨道,于是飞船服务舱发动机逆向喷射,进入了远月点3 13千米、近月点113千米的椭圆轨道,此时飞船绕月球一圈只需两小时。在月球轨道上,航天员们紧张地进行登月前的准备工作,其中最主要的一项是阿姆斯特朗和奥尔德林进入名叫“鹰”的登月舱,而柯林斯则仍留在称作“哥伦比亚”的指令舱中。
伟大的时刻终于来临了。21日2时许,登月舱的发动机被点燃,使它与指令舱分离。指令舱由柯林斯驾驶继续绕月飞行,而登月舱则载着两名航天员缓慢向月球飞行。当阿姆斯特朗看到窗外要降落的地方有乱七八糟的卵石时,便决定继续飞行,寻找平坦的地方。最后奥尔德林手控登月舱在月面“静海”的一角平稳降落,登月获得成功。
个人的一小步 人类的一大步
他俩向窗外眺望,进入眼帘的是一个遍布陨石坑和大石块的陌生世界。虽然他俩都情不自禁地想走出去看一下这块神秘的地外之地,但还是自我克制地按预定计划,等待地面中心指令。他们先在舱内美美地睡了一大觉,醒后在舱内吃了月球上的第一顿饭,又检查了舱内仪器、燃料装置、氧气供应情况。当一切都经过精确无误地核对后,阿姆斯特朗与奥尔德林彼此帮助穿上登月服。7月21日11时56分,阿姆斯特朗打开登月舱舱门,挤出去,小心翼翼地把梯子竖下月面(在地球上未曾模拟过此动作),他带着电视摄像机慢慢走下梯子,踏上了人们为之梦想了数千年的月球,这时他说:“对我来讲这是一小步,而对于全人类而言这又是何等巨大的飞跃。”19分钟后,奥尔德林紧步阿姆斯特朗的后尘,走出登月舱。当他走到月面上时,第一句话就赞叹说:“啊,太美了!”他也像阿姆斯特朗一样,很快学会了地球人不习惯的移动方法:跳跃。他俩时而用单脚蹦,时而又用双脚跳,有些像袋鼠。两人首先在月球上放置了一块金属纪念牌,上面镶刻着:“1969年7月。这是地球人在月球首次着陆的地方。我们代表全人类平安地到达这里”。
7月22日下午1时56分,阿姆斯特朗奉命指挥“阿波罗”—11飞船指令舱离开月球轨道,踏上返回地球的旅途。7月25日清晨1时5 0分,“阿波罗”—11飞船指令舱载着三名航天英雄平安溅落在太平洋中部海面,人类首次登月宣告圆满结束。
永载史册
“阿波罗11号”登月后,又有五艘飞船相继成功登月,其中“ 阿波罗”15、16从环月轨道上各发射了一颗环月运行的科学卫星;阿波罗一15、16、17的登月舱中还各带一辆月球车,用于扩大航天员的活动范围和减少航天员的体力消耗。这6艘登月飞船的航天员在月球上一共停留280小时,足迹达100千米,带回岩石样品约440 千克,这些均大大充实了人们对月球的认识。
“阿波罗”工程是当代规模最大、耗资最多的科技项目之一。它的出现导致60至70年代产生了液体燃料火箭、微波雷达、无线电制导、合成材料、计算机等一大批高科技工业群体。后来又将该计划中取得的技术进步成果向民用转移,带动了整个科技的发展与工业繁荣,其二次开发应用的效益,远远超过“阿波罗”计划本身所带来的直接经济与社会效益。
总之,载人登月对人类社会发展具有重要推动作用。
1966年3月16日,美国的“阿吉纳”8号无人飞船和“双子星座”8号载人飞船对接取得成功。这是人类历史上两个飞行器最先在宇宙中对接成功。
宇宙飞船在宇宙中只能按既定的轨道运行,一旦进入轨道,飞船不烧燃料而是靠惯性飞行的。如果没有多余的燃料,宇航员本领再大也无法对它发号施令,想改变一点轨道或调整一下速度都是不可能的。要使两个飞行器在宇宙中会合对接,就要求人能对飞船操纵自如。
“双子星座”计划是阿波罗工程的第二阶段,从1965年3月到1966年11月,“双子星座”共进行了10次载人飞行,累计40天9小时53分,主要任务是在轨道上进行手控操纵机动飞机、会合对接及宇航员的舱外活动,为载人登月做技术上的准备。
美国在进行了地面试验和不载人飞行后,“双子星座”3号由“大力神”火箭发射,进行首次载人飞行。指令长格里索姆和驾驶员约翰扬,在绕轨三圈飞行中,用手动操纵完成了飞船上下、左右、前后及变轨道的机动飞行。1965年6月3日,“双子星座”4号驾驶员怀特还进行了太空行走。“双子星座”7号先于6号发射。当两者相距30厘米时,实现了宇宙飞船的首次会合。
1966年3月16日,“双子星座”8号在轨道上与“阿吉纳”8号无人飞船相距几百米时,宇航员阿姆斯特朗和斯科特启动姿态控制和微进发动机,向无人飞船慢慢逼近。“双子星座”8号的对接杆插入无人飞船的锥形连接锁孔中,两艘飞船就像两节火车车厢一样牢固地连接在一起,对接取得了成功。此后,又连续进行了4次会合对接试验,其中3次获得成功,解决了会合对接中的重大技术问颢。
阿波罗11号(Apollo 11)是美国国家航空航天局(National Aeronautics and Space Administration)简称NASA)的阿波罗计划(Project Apollo)中的第五次载人任务,是人类第一次登月任务。
三位执行此任务的宇航员分别为指令长阿姆斯特朗(Neil Armstrong)和指令舱驾驶员迈克尔·科林斯(Michael Collins)以及登月舱驾驶员巴兹·奥尔德林(Buzz Aldrin)。1969年7月20日,阿姆斯特朗和奥尔德林成为了首次踏上月球的人类。
扩展资料
登月方案:
直接起飞或者地球轨道集合的设想图在登月成为主要目标后,阿波罗计划的决策者们开始面临如何才能尽可能安全、经济、简单地将宇航员送上月球,包括论证飞船登月飞行轨道和确定载人飞船总体布局。
从阿波罗号飞船的4种飞行方案中选定月球轨道集合方案,相应地确定由指挥舱、服务舱和登月舱组成飞船的总体布局方案。
-阿波罗11号
-阿波罗计划
人类登月
飞到月亮上去,这是人类千百年来的幻想。随着空间技术的发展,1959年,苏联发射的“月球1号”飞到月球附近,进行绕月飞行,开始了
人类对月球的考察。1961年5月,美国总统肯尼迪在国会上提出了在60年代末把人送到月球上探测的计划“阿波罗月球探测计划”。“阿波
罗”计划的任务包括为载人月球飞行作准备(由“阿波罗”1——10号完成),并进行载人月球飞行(由“阿波罗”11——17承担)。1969
年7月20日,“阿波罗”登月舱降落到月面,开始了人类有史以来的登月活动。到了1972年,人类先后登月6次,对月球进行了一系列的科
学考察,使人类对月球的认识更加全面、更加深入。
宇航员们放在月球上的地震仪记录表明,月球和地球一样,也有一层外壳,其厚度为40——60公里。这个数据是在风暴洋和弗。拉摩洛等地区测定的。月壳下面是月
幔。月幔大致又分为三层。上层月幔厚240公里左右,主要由古代“岩浆海”里沉淀 下来的较重物质构成。中层月幔达480公里以上,这里大概还保存着混沌时代形成
原始月球的“胚胎物质”。上述两层都是固态的,但具有可塑性。内层月幔处于局部熔融状态。月球的中心部分是月核,其温度约为1000摄氏度,远远不如地核那么
热(地核温度为5000——6000摄氏度)。月核很可能是熔融的,可能是由低熔点的硫公铁物质构成。对月球的探测还发现月球的质量分布不均匀,月球近侧存在几个
“质量瘤”的重力异常区。
在“阿波罗”科学实验站里装设了很先进的月震仪器。经探测,月球上也有月震,但月震的次数比地震少得多,释入的能量也远远小于地震。月震很弱,最大的月震
为1-2级。除了陨星撞击引起的震动之外,当月亮离地球最近或最远的时候,由于地球的起潮力作用,常会出现月震。
许多国家的科学家对宇航员带回的月岩样品进行了多种项目的共同研究。经实验室分析得出:月岩中已发现近60多种矿物,其中有6种在地面上尚未发现;在月岩和月
土中发现了地球上的全部化学元素;没有发现可生存的月球有机物,也无古微生物的证据;在某些月岩中有微弱的剩余磁性;月球样品中存在许多太阳活动事件踪
迹;根据样品的同位素分析,得出月球年龄约46亿年。 在大部分被月尘和岩屑覆盖的月球表面上,宇航员看到各种形状、大小、出现频率不一的岩石,还发现月球表
面散布着一些具有光泽的玻璃物质。月尘在各处的厚度不同,薄的地方只有几厘米,厚的地方有5——6米。
到达月球的宇航员在漆黑的月空中看到大而发光的地球。月球探测器还在月球空间拍下地球的照片以及绕观月球和地球队的照片。月球上的地球光要比地球上的月光
明亮8倍多。
本世纪50年代以来,人类对月球探测所取得的成就,远远超过了多少世纪以来的地面观测。“阿波罗”登月成功,是人类科学的结晶,开创了人类认识月球的新纪
元。随着科学技术的发展,人类将可能建立沿月球轨道飞行的实验室,巨大的天文望远镜也将在月球上从没有空气的太空观测天空;人类也将可能把月球作为出发到
遥远行星的一个落脚点。
登月
一场竞争的结果
50年代末60年代初,前苏联连续获得数个空间赛第一:1957年1 0月4日发射第一颗人造地球卫星,1961年4月12日第一位航天员加加林进入太空……与之相比,尽管美国也获得了两个第一:1960年 4月发射第一颗气象卫星“泰罗斯”,1962年7月第一颗有源通信卫星作试验性通信,但同苏联的巨大成就相此,显得小巫见大巫。在加加林飞行之后不到四个星期,美国航天员阿兰·谢泼德中校乘“水星”号飞船进行了亚轨道飞行(186千米),它说明美国具备了摆脱空间困境的能力。1961年5月25日,美国肯尼迪总统向全世界宣布实施宏伟的载人登月计划。
这个“阿波罗”载人登月计划虽然是美国与苏联竞赛的产物,但也可以认为是人类向太阳系扩张的第一步。
宏伟工程
阿波罗载人登月工程开始于1961年5月,预计1969年7月2 0至21日首次实现登月。此后,美国又相继6次发射“阿波罗”飞船,其中5次成功,总共有12名航天员登上月球。整个工程历时约11年,到1972年12月结束,耗资255亿美元。在工程高峰时期,参加工程的有2万家企业、200多所大学和80多个科研机构,总人数超过30万。它是本世纪人类最宏伟的工程之一。
该工程的第一步是确定登月方案,它包括论证飞船登月飞行轨道和确定载人飞船总体布局。最后选定月球轨道交会方案,相应地确定由指挥舱、服务舱和登月舱组成飞船的总体布局。
为了进行载人登月,美国先实施了四个辅助计划,即在1961年至1965年发射九个“徘徊者”月球轨道器,用以了解未来的“阿波罗”飞船在月面着陆的可能性;在1966年至1968年发射五个“勘探者”月球着陆器,了解月球土壤的理化特性;在1966年至1967年发射三个“月球轨道环形器”,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;在1965年至1966年发射10艘“双子座”飞船,进行生物医学研究和飞船机动飞行、对接及舱外活动训练等。
“阿波罗”工程的第三个方面就是研制低轨道运载能力为127 吨的大推力“土星5”运载火箭。
研制“阿波罗”飞船是该工程的“重头戏”。飞船的指令舱是航天员生活和工作的地方,也是全飞船的控制中心;服务舱装有主发动机等系统;登月舱由下降级和上升级组成。
首次载人登月是由“阿波罗11号”飞船完成的。当时飞船上载有三名航天员,当飞船与“土星5”火箭第三级分离,且飞船沿过渡轨道飞行2.5天后,便开始接近月球,此时飞船服务舱的主发动机减速,使飞船进入环月轨道。接着,两名航天员进入登月舱,并驾驶登月舱与飞船分离,这时飞船指挥舱内的一名航天员继续驾驶飞船绕月球轨道飞行,而另两名航天员则乘登月舱在月面着陆。登月后航天员采集了岩石和土壤(22千克),展开了太阳电池阵,安装了月震仪等。任务完成后,他们乘登月舱的上升级返回月球轨道,与飞船对接,最后返回地球。
1969年11月至1972年12月,美国又陆续发射了“阿波罗”12至17飞船,其中除“阿波罗13号”因故没有登月(航天员安全返回地面),另五艘飞船均登月成功,“阿波罗”15至17飞船的航天员还驾月球车在月面活动,采集岩石。
航天员在月球上钻取了三米的月球岩芯,发现多达57层,每层代表一次陨石冲击,还测量了月球内部发出的热流……“阿波罗” 工程极为壮观,它激动了无数人的心,使载人登月的千年梦想变成了现实。
“鹰”落向月面
1969年7月16日,巨大的土星5火箭(40层楼房高)在百万人的关注下缓缓升空。这一天,天空晴朗,万里无云,似乎亘古沉睡的月球正静静等待着“土星5”运送地球使者的来访。当“土星5”把“阿波罗11号”飞船送入近地轨道后,后者便开始独自飞向月球。
“阿波罗”飞船上载有三名航天员,指令长是尼尔·阿姆斯特朗,登月舱驾驶员是埃德温·奥尔德林,指令舱驾驶员是迈克尔·柯林斯。从地球到月球大约有38万千米,“阿波罗11号”飞船上载着三名航天员经过75小时的长途跋涉,于19日进入月球引力圈。20日清晨,“阿波罗”到达月球上空4900千米后,接到休斯敦飞行指挥中心命令,减速飞行,进入月球轨道,于是飞船服务舱发动机逆向喷射,进入了远月点3 13千米、近月点113千米的椭圆轨道,此时飞船绕月球一圈只需两小时。在月球轨道上,航天员们紧张地进行登月前的准备工作,其中最主要的一项是阿姆斯特朗和奥尔德林进入名叫“鹰”的登月舱,而柯林斯则仍留在称作“哥伦比亚”的指令舱中。
伟大的时刻终于来临了。21日2时许,登月舱的发动机被点燃,使它与指令舱分离。指令舱由柯林斯驾驶继续绕月飞行,而登月舱则载着两名航天员缓慢向月球飞行。当阿姆斯特朗看到窗外要降落的地方有乱七八糟的卵石时,便决定继续飞行,寻找平坦的地方。最后奥尔德林手控登月舱在月面“静海”的一角平稳降落,登月获得成功。
个人的一小步 人类的一大步
他俩向窗外眺望,进入眼帘的是一个遍布陨石坑和大石块的陌生世界。虽然他俩都情不自禁地想走出去看一下这块神秘的地外之地,但还是自我克制地按预定计划,等待地面中心指令。他们先在舱内美美地睡了一大觉,醒后在舱内吃了月球上的第一顿饭,又检查了舱内仪器、燃料装置、氧气供应情况。当一切都经过精确无误地核对后,阿姆斯特朗与奥尔德林彼此帮助穿上登月服。7月21日11时56分,阿姆斯特朗打开登月舱舱门,挤出去,小心翼翼地把梯子竖下月面(在地球上未曾模拟过此动作),他带着电视摄像机慢慢走下梯子,踏上了人们为之梦想了数千年的月球,这时他说:“对我来讲这是一小步,而对于全人类而言这又是何等巨大的飞跃。”19分钟后,奥尔德林紧步阿姆斯特朗的后尘,走出登月舱。当他走到月面上时,第一句话就赞叹说:“啊,太美了!”他也像阿姆斯特朗一样,很快学会了地球人不习惯的移动方法:跳跃。他俩时而用单脚蹦,时而又用双脚跳,有些像袋鼠。两人首先在月球上放置了一块金属纪念牌,上面镶刻着:“1969年7月。这是地球人在月球首次着陆的地方。我们代表全人类平安地到达这里”。
7月22日下午1时56分,阿姆斯特朗奉命指挥“阿波罗”—11飞船指令舱离开月球轨道,踏上返回地球的旅途。7月25日清晨1时5 0分,“阿波罗”—11飞船指令舱载着三名航天英雄平安溅落在太平洋中部海面,人类首次登月宣告圆满结束。
永载史册
“阿波罗11号”登月后,又有五艘飞船相继成功登月,其中“ 阿波罗”15、16从环月轨道上各发射了一颗环月运行的科学卫星;阿波罗一15、16、17的登月舱中还各带一辆月球车,用于扩大航天员的活动范围和减少航天员的体力消耗。这6艘登月飞船的航天员在月球上一共停留280小时,足迹达100千米,带回岩石样品约440 千克,这些均大大充实了人们对月球的认识。
“阿波罗”工程是当代规模最大、耗资最多的科技项目之一。它的出现导致60至70年代产生了液体燃料火箭、微波雷达、无线电制导、合成材料、计算机等一大批高科技工业群体。后来又将该计划中取得的技术进步成果向民用转移,带动了整个科技的发展与工业繁荣,其二次开发应用的效益,远远超过“阿波罗”计划本身所带来的直接经济与社会效益。
总之,载人登月对人类社会发展具有重要推动作用。
阿波罗载人登月工程开始于1961年5月,预计1969年7月2 0至21日首次实现登月。此后,美国又相继6次发射“阿波罗”飞船,其中5次成功,总共有12名航天员登上月球。整个工程历时约11年,到1972年12月结束,耗资255亿美元。在工程高峰时期,参加工程的有2万家企业、200多所大学和80多个科研机构,总人数超过30万。它是那时人类最宏伟的工程之一。
该工程的第一步是确定登月方案,它包括论证飞船登月飞行轨道和确定载人飞船总体布局。最后选定月球轨道交会方案,相应地确定由指挥舱、服务舱和登月舱组成飞船的总体布局。
为了进行载人登月,美国先实施了四个辅助计划,即在1961年至1965年发射九个“徘徊者”月球轨道器,用以了解未来的“阿波罗”飞船在月面着陆的可能性。在1966年至1968年发射五个“勘探者”月球着陆器,了解月球土壤的理化特性;在1966年至1967年发射三个“月球轨道环形器”,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;在1965年至1966年发射10艘“双子座”飞船,进行生物医学研究和飞船机动飞行、对接及舱外活动训练等。
“阿波罗”工程的第三个方面就是研制低轨道运载能力为127 吨的大推力“土星5”运载火箭。
研制“阿波罗”飞船是该工程的“重头戏”。飞船的指令舱是航天员生活和工作的地方,也是全飞船的控制中心;服务舱装有主发动机等系统;登月舱由下降级和上升级组成。 首次载人登月是由“阿波罗11号”飞船完成的。当时飞船上载有三名航天员,当飞船与“土星5”火箭第三级分离,且飞船沿过渡轨道飞行2.5天后,便开始接近月球,此时飞船服务舱的主发动机减速,使飞船进入环月轨道。接着,两名航天员进入登月舱,并驾驶登月舱与飞船分离,这时飞船指挥舱内的一名航天员继续驾驶飞船绕月球轨道飞行,而另两名航天员则乘登月舱在月面着陆。登月后航天员采集了岩石和土壤(22千克),展开了太阳电池阵,安装了月震仪等。任务完成后,他们乘登月舱的上升级返回月球轨道,与飞船对接,最后返回地球。
1969年11月至1972年12月,美国又陆续发射了“阿波罗”12至17飞船,其中除“阿波罗13号”因故没有登月(航天员安全返回地面),另五艘飞船均登月成功,“阿波罗”15至17飞船的航天员还驾月球车在月面活动,采集岩石。
航天员在月球上钻取了三米的月球岩芯,发现多达57层,每层代表一次陨石冲击,还测量了月球内部发出的热流……“阿波罗” 工程极为壮观,它激动了无数人的心,使载人登月的千年梦想变成了现实。 为纪念1969年7月21日人类首次登月40周年,美国宇航局16日起在网上公布阿波罗11号发射之日起至返回地球的8天时间里的实况录音。以下为阿姆斯特朗爬出船舱登月后与其他两位宇航员对话的实况录音。三位执行此任务的宇航员分别为指令长尼尔·阿姆斯特朗、指令舱驾驶员迈克尔·科林斯与登月舱驾驶员巴兹·奥尔德林。人们可以听到首次踏上月球表面的船长阿姆斯特朗的名言“这是一个人的一小步,却是人类的一大步。”(That's one small step for man, one giant leap for mankind)。
科林斯:好的,尼尔,我们可以看见你从梯子上下来。我们可以看见你正过来。
阿姆斯特朗:好的,我刚才检查刚才那第一步,那个支柱倒塌得并不太远,足够我们回来。
科林斯:太好了,我们再来。
阿姆斯特朗:是相当不错的一跃。
阿姆斯特朗:我正在梯子下面。上面的障碍物只有聚集在表面1或2英尺,尽管当你靠近时,表面看起来有非常、非常细腻的纹理,就像粉末一样,表层看起来很细腻。
阿姆斯特朗:我将要踏上月球。这是个人的一小步,但对人类来说是一大步。
奥尔德林:从我们这里看起来非常漂亮。
阿姆斯特朗:它有一种自己独特的荒凉之美,很像美国的许多沙漠,但是有所不同,这里真的是十分漂亮。
阿姆斯特朗:你们在那里能从电视上看到画面吗?休斯顿?
科林斯:尼尔,是的,我们现在可以接受到电视画面了,你将出现在画面里。
奥尔德林:好啦,你现在准备好让我出来了吗?阿姆斯特朗:都准备好了。
奥尔德林:好啦,我现在正在顶踏梯上,这是一个很简单的动作,从一步跳跃到下一步。
阿姆斯特朗:你还有三小步,然后是一大步。奥尔德林:好的。我将会把那一大步留在那里,然后我们很容易移到第四步。
阿姆斯特朗:好,可以开始了。
奥尔德林:Ok,现在我将做同样的动作。阿姆斯特朗:再多一点,大概再多一英尺。阿姆斯特朗:好啦,你到了。奥尔德林:相当不错的一步。奥尔德林:非常美丽的景色!
阿姆斯特朗:真不错,从这里能看到相当宏伟
的景色。
奥尔德林:宏伟而苍凉。
奥尔德林:非常细腻的粉末,不是吗?阿姆斯特朗:难到不好吗?
奥尔德林:嘿,尼尔,我难道没有说过我们可能会看见一些紫色的岩石吗?
阿姆斯特朗:找一块紫色的石块?
奥尔德林:是,非常小,闪烁的碎片。工作人员正在进行太阳风能实验。
科林斯:哥伦比亚,哥伦比亚,这里是休斯顿AOS,完毕。
科林斯:舱外活动正进行得非常顺利。我相信他们马上会竖起旗帜。
科林斯:我猜你是附近唯一一个看不到现场电视报道的人。
奥尔德林:没有关系,我一点也不在意。
科林斯:他们现在已经把旗帜竖起来了,你可以看到星条旗了。 登月名言缺个单词“a” ?
1969年,美国宇航员尼尔·阿姆斯特朗在踏上月球表面这一历史时刻时,曾道出了一句被后人奉为经典的话——“这只是一个人的一小步,但却是整个人类的一大步。”但一项语言分析证实,阿姆斯特朗在说出这句登月名言时遗漏了一个单词“a”。
有新证据显示,阿姆斯特朗富有灵感的登月“开场白”完全是临场发挥,而不是美国宇航局或者白宫事先为他准备的台词。根据语音记录,他当时所说的是“One small step for manOne giant leap for mankind”。由于这句话中的“man”和“mankind”在很大程度上都可被理解为同样的意思,也就是“人类”,因此也可以翻译为“这只是我一个人的一小步,但却是整个人类的一大步。”。但在重返地球后,阿姆斯特朗却解释说,他认为自己说的应该是“one small step for a man”,也就是“一个人的一小步”。经过分析,研究人员表示,虽然从严格意义上讲这句话并不完全正确,但却有一丝诗的风格和味道。从其韵律和对称性来看,阿姆斯特朗的登月名言完美地诠释了这个具有史诗性的历史时刻。他说这话是有针对性的,人在月球,实则影射地球。果然,这句话影响了全世界。
经过40多年的空间探索,齐奥尔科夫斯基的预言得到了证实:“人类不会永远停留在地球。”为了把人类的活动舞台扩展到其他星球,为了利用空间并造福人类,月球必然是人类注目的第一个星球,研究、开发月球对人类有很多好处。
月球上有丰富的矿产。航天员登月时,已经发现月球上有极大储量的钛及其他矿产。利用月球矿产,可以非常便宜地制造航天飞行器硬件,而且从月球发射物体要比从地球发射容易许多,因为月球引力远比地球引力小,又无空气,航天器射离月球无须克服空气阻力。例如,从月球发射一个高度近地轨道的有效载荷所需总能量比在地球上发射同样重量所需能量小20~30倍;又如航天飞机的载荷只占整个发射重量的15%,如果用同样的运载工具从月球发射,其有效载荷可占总发射质量的50%。一旦月球获得开发,月球能作为人类飞往其他行星的理想基地。
月球若在太阳系内建立大型太空站,或太空居民点,开发月球资源以供需求是最经济的途径。有许多人预言,去太空居住和生产是人类活动的下一个主要领域。当太空侨居区出现时,不可能再依赖地球上的经济支持和物资供应,而必须建造空间生产基地,利用地球以外资源发展工业。月球是提供这种资源的宝库。
自从美国“阿波罗”登月计划完成之后,经过30多年的沉寂,人们又在热烈谈论开发月球的事情了,很多科学家还提出建立月球基地的建议。1989年7月,美国时任总统布什还曾宣布要把月球作为人类飞往火星的基地,并打算于2005年正式破土动工。看来,在未来几十年内,开发月球、建立月球基地是势在必行和一定要做的事了。
展望航天未来空间技术的迅速发展,导致人类外空活动的日益扩大,已经把建造大型航天站、太阳能电站、太空工厂和空间居民点的任务放到了科学家的面前。但是,要实现这些目标,需要大批原材料,如果从地球向宇宙空间运送,费用非常昂贵,终非长久之计。因此,寻找地球外的材料来源,例如从月球和小行星获取材料,以及降低它们的运输费用,就成为发展空间工业生产,建造航天站和太空居民点的关键。
远在“阿波罗”飞船登月的历次航行中,航天员曾从月球带回许多月球岩石样品和尘土。经过分析表明,它们主要由40%的氧、30%的硅和20%~30%的各种金属元素如铝、钛、锰、铁等组成。金属元素经加工后的基本构件可用于制造各大型航天站;硅是玻璃、陶瓷与半导体的基本材料,可用于制造光学和电子元件;氧则供给居民需要。因此,月球确实是地球之外的资源宝库与材料来源。月球的低重力环境又为低成本运送月球材料到宇空间提供了保证。月球上的重力仅仅是地球重力的1/6,把材料运往空间所需的脱离速度很小,只有231千米/秒。再加上月球上无空气,不存在空气阻力,所以从月球射离物体比在地球射离容易许多。这就是科学家们提出开发月球,建立月球基地的主要需求背景。
人类要开发月球并从其上获取丰富的资源,还得先建造月球基地;作为先导,很可能不是直接建造为开发资源的月球基地,而是建造月球宇航基地,用以向宇宙空间射离物体以及为人类飞往火星作准备。建设这些基地的材料何处来如果是从地球运来,其代价是非常高的。
科学家提出,在月球上建造一个宇航循环基地需1000吨水泥、330吨水和3600吨钢筋,若将这些材料从地面运往月球,每吨需耗资5000万美元,显然太昂贵了。材料学家对月球岩样进行分析和试验后认为,只要把氢带上月球就可把月球上的岩石变为最理想的建筑材料。月球表面钛铁含量极为丰富,这些矿物被加热至800摄氏度后与氢结合会产生铁、钛、氧气和蒸汽。在此过程中产生人类生存所必需的水和氧气。月球岩石可精炼成轻型和坚固的水泥,剩下的铁矿可用来冶炼钢筋。这种月球岩石同其他小行星的组成物质相似,已经在茫茫宇宙中存在了许多亿年,不但能抵挡太阳射线对其粒子的辐射,还能经受极大的温差考验。材料科学家利用航天员带回地面的月球岩石样品制成了一块目前世界上无法同它相比的最强硬、最坚固、最富弹性的混凝土。
这种混凝土是唯一能在气候异常的月球屹立的建筑材料。在月球上生产每千克这种品质的混凝土只需氢3克,而且只要具有总重量约200吨的机械钻探设备就可投入月球物质的挖掘。化学科学家设计了许多从月球岩土中提取纯净元素的方案,包括利用太阳能加热月球物质的物理分离法以及利用氢氟酸之类的试剂从氧化物中取得氧、硅和金属的化学分离法,每个加工厂设计得能循环使用试剂和废料的齐全生产单位。一个只有1吨重的小小的试验性化工厂,每年可将十几吨月球物质加工成氧、金属和玻璃。因此,科学家认为,建设月球基地的基本材料不必从地球运去,可以就地取材。待月球基地建成后,可以大规模开发月球,建造月球工厂,并把大批材料通过宇航基地射离月球,输往地球轨道和太阳系空间,用以建造各种大规模航天站,并为太空工业提供原料,为太空居民城镇建设供应建材。
月球上的尘土确实非常有用,用它还可烧制房屋的砖、瓦和管道;利用尘土覆盖航天员居住点和月球实验室,可使他们免受宇宙射线、太阳耀斑的侵害,近2米厚的月球尘土可使航天员获得与地球相同的对宇宙射线的防护机制。开发月球,建设月球基地不仅是可能的,而且是人类在地球外开拓疆域必然要做的一项工作。
开发月球还能使它成为人类未来从事科学研究的前哨阵地。在那里,科学家不仅能够直接研究月球的种种特性及其演化过程,而且也可能是唯一揭开地球早期史奥秘的地方。例如,研究它的矿物构造过程,可以和地球比较。利用月球无空气、低重力、自转速度慢和环境幽静的特点,有可能在物理学、化学、生物学和其他科学方面进行唯一性实验;在月球上进行天文学与天体物理的研究比在地球更具优越性。对人类社会来说,开发月球会使它显得日益重要起来。
从天文学角度考虑,地球日益严重的污染,影响天文观测。月球背面提供了最佳天文观测位置,因为那里总是背离地球,可以完全隔开上述干扰。在月球上还可以进行月球和行星科学、天文学、物理学、化学、生命科学等种种科学研究。
综上所述,研究月球对人类的未来有重大意义。当然,要在月球创建居住地和基地,还有许多问题和困难需要解决,并且要大量投资。但开创空间时代30余年的成功使人们确信,月球注定会成为人类活动的场所,随着空间技术的改进以及在空间制造硬件便宜,投资也不会太大;如果进行国际合作,每个国家分担的费用更不会高。有科学家预言,在未来1~2个世纪,月球基地必将成为人类生存和发展的新疆域。
上次讲到了苏联开始对联盟号飞船进行试验。联盟号飞船的版本很多,其中有一个版本是登月专用版。飞船本身改动不大,但是配备的服务舱和轨道舱有很多的变化。比如说登月的版本就需要在前面对接一个登月舱。不过当时苏联设计的对接机构是插头插座的结构,是分“公母”的。没法实现对接以后人员直接从轨道舱进入登月舱,还需要宇航员穿上宇航服,进入太空,然后爬进前面的登月舱,把门关好。登月舱是杨格尔设计局搞出来的,联盟号是科罗廖夫的设计局主导的,不是一家人。
当时,苏联还没有测试过太空对接,因此实验对接是联盟号很重要的一项工作。第一艘被发射到太空的联盟飞船是无人飞船,里面安装了一个假人用于收集测试数据。既然不载人,就没有用联盟号的代号,而是采用科斯莫 133 的编号。科斯莫就是宇宙的意思,苏联的一系列飞行器都叫宇宙,不管是卫星也好太空船也罢,反正不想让你打听用途,就起这么个稀里糊涂的名字。
本来这艘飞船是 2 号,应该是 1 号先发射,然后再发射 2 号,在太空里实现对接。但是,1 号出故障了,2号只能先发射。本来打算1号修好了以后能赶上来。结果左等不来右等不来。宇宙 133 号在太空里还出故障了,自己一直在旋转,姿态稳定不下来。最后,耗光了飞船的燃料也没有搞定。反正这艘飞船就是不怎么听话,地面的控制人员花了两天时间,做了 5 次努力,也没能拯救宇宙 133 号。
地面人员就这么眼巴巴看着宇宙 133 号的轨道逐渐降低,粗略的计算了一下飞船的飞行轨迹,最后地面测控人员发现这艘飞船可能会落到中国境内,实在是没办法,开启了自毁装置。飞船上有 23 公斤的炸药,直接把飞船炸成了碎片。
那么正在修理的 1 号飞船怎么样呢?1 号飞船还不如 2 号呢。本来都准备好发射了,结果点火的时候其中一台助推器没点火,自动控制装置马上就把所有助推器和主发动机熄火了。火箭愣是哑火了,停在发射台上,发射台周围马上喷出大量的水,用来给飞船降温。当时科罗廖夫已经去世了,米申接手了科罗廖夫的设计局。火箭出问题了,米申马上派人去检查,先要把燃料卸出来。有当年涅杰林的前车之鉴,谁也不敢造次。
结果,到了 27 分钟的时候,出事儿了,火箭的逃逸塔突然点火了。苏联这是第一次使用逃逸塔,之前都是采用弹射座椅。逃逸塔把顶上的飞船整个给拔出去了,打开降落伞,安全降落在了 400 米外。但是,逃逸塔顺手就把火箭的第三级给点着了。下面的火箭正在卸燃料,也不知道高温燃气是怎么烧过去的,离着还挺老远呢。工作人员一看,吓得抹头就跑。还好不是立刻爆炸,有 2 分钟的缓冲时间,尽管如此,还是造成了 1 人死亡多人重伤的惨剧。说白了,都说宇航员危险,其实航天事业中,死在地面的人比死在太空的多得多。
所以说,联盟号的研发一开始就不顺利。都说苏联是举国体制,你仔细去看看他们的工作,你就会发现,根本不是。设计局还是挺想省钱的,有些该在实验室里做的实验,他们就是没做。航天方面,地面测试的钱是一点都不能省的呀,省了就要出大麻烦。
美国人的双子座计划在 1966 年已经全部收官了,美国人倒是比苏联人顺利得多。双子座 8 号要完成的就是双子座 6 号泡汤的计划,那就是和阿金纳上面级进行对接。还要进行美国人的第二次太空行走。从双子座飞船的前部拿回一个实验装置,还要激活阿金纳上面级的一个微流星探测装置。这都是宇航员斯科特的事儿,在后边给他观敌料阵的是 阿姆斯特朗,这位就是未来的登月第一人 。
但是这一次,斯科特完全没有任何出舱的机会。NASA 用宇宙神火箭发射了阿金纳上面级,阿金纳工作正常,进入了 298 公里的圆轨道。接下来就等着双子座 8 号发射升空了。双子座飞船是用大力神火箭发射的,发射倒是一切顺利。接下来就是和阿金纳目标飞行器做对接。阿姆斯特朗他们做了 4 次轨道调节。开始逐渐逼近阿金纳目标飞行器。在距离 300 公里的时候,雷达捕捉锁定了阿金纳飞行器,只有捕捉到了,才能用计算机控制做自动对接。
美国人用的对接机构也很简单,阿金纳目标飞行器头上装一个漏斗,双子座飞船本来就是个圆锥形,顶上有个突出的圆柱体。只要把圆柱体插进阿金纳的漏斗,锁死,那就算万事大吉了。阿金纳不是太空站,比一口水缸粗不了多少。所以双子座上的人也不可能钻进钻出。所以 这个时候的对接真的只是把飞行器插在一起 ,是没办法让宇航员钻过去的,美苏两国都是如此。
双子座 8 号和阿金纳目标飞行器的距离越来越近。轨道渐渐的汇合,最后几乎贴到一起。阿姆斯特朗先用眼睛检查了一下阿金纳飞行器,看看有没有损坏。然后在得到地面的许可以后,开始一点点接近阿金纳,速度大概是每秒靠近 8 厘米。就这么一寸一寸地靠过去,对准了阿金纳头部的对接口,双子座飞船的头插了进去,等听到咔嚓一声锁定的声音,绿灯亮起,表示两个飞行器已经完成了对接。 这是人类 历史 上第一次太空飞行器实现了对接 。
本来按照程序,阿金纳和双子座的联合体应该是转动 90 度,但是这个联合体开始慢慢翻滚,两位宇航员只能靠双子座上面的姿态控制火箭来调整姿势,想办法让联合体稳定下来,阿姆斯特朗只要手控,飞船就能保持稳定,但是一撒手就不行。如果再这样下去,燃料会消耗光的。
最后,阿姆斯特朗决定和阿金纳飞行器脱离,可是脱离以后,双子座 8 号飞船反而转得更快了,1 秒转一圈,这个速度很恐怖,舱里的好多东西被都甩到舱壁上。阿姆斯特朗在控制飞船姿态过程之中耗费了大量的燃料,他们唯一能做的就是尽快返回地球。
本来按计划,他们应该是 3 天以后返回大气层,落在大西洋。现在返回地面的话,落点相差太远了。但是阿姆斯特朗他们俩坚持不到那个时候了,只要还待在太空里,飞船就会翻滚,翻到人彻底头晕脑胀,最后燃料全部耗光,那时候,想回地球都回不去了,干脆现在就下去算了。
他们赶紧往计算机里输入数据,改变坠落地点。在中国上空,他们开启了反推火箭,开始再入大气层的过程。这个地方完全在美国的测控网覆盖范围之外,地面已经没办法看到他们的情况了。最后,他们掉在了冲绳岛以东 800 公里,横须贺以南 1000 公里的海上。这地方是前不着村后不着店。在海上漂浮着,完全孤立无援。
美国负责救援的人员也抓瞎了,这是世界上飞船返回地面,偏离落点最大的一次。偏出去半个地球啊。还是一架 C54 巡逻机发现了他们,这是一架固定翼飞机,没办法悬停,但是有三个救援人员跳伞下来,开着橡皮艇过来,把两个宇航员从舱里拉出来。太平洋是一点都不太平,风吹浪打,这 5 个人都开始晕船。就这么在海里飘了 3 个钟头,梅森号驱逐舰才开到附近,他们连双子座飞船一起全都捞上来了。顺便说一句,梅森号后来被美国送给了台湾,改名叫“绥阳”号,2003 年沉在了台东外海,成了人工珊瑚礁。
两个宇航员在船上睡了 9 个钟头,第二天驱逐舰开到了冲绳的那霸。有宇航局的官员来迎接他们,把他们带到了嘉手纳空军基地,从那儿搭飞机回了佛罗里达。阿姆斯特朗回去还遭到质疑,有一种说法是他按错了按钮。不过我想不应该,可能还是飞船本身的问题。静电导致某个姿态调整发动机一直不听话,一直在喷气,弄得飞船一直打滚。后来所有的控制电路都增加了屏蔽,而且改成了独立线路,防止出现静电干扰问题。
后面几次双子座飞船就比较的顺利,美国人太空行走的经验越来越多。一开始是延长到了 49 分钟,后来在外面飘几个小时也不成问题了。 双子座 12 号任务,奥尔德林完成了 5 小时的太空行走 。
为什么奥尔德林能够大幅度提高太空行走的时间呢。这和地面训练是分不开的。奥尔德林提出用一个大水池来模拟太空的漂浮环境,这样就可以在地面上训练宇航员的舱外活动经验。这的确是个好办法。在此之前,每次舱外活动都把宇航员弄得一身的汗,脸憋得通红,在太空的失重环境下,浑身找不到发力点,精神又紧张,一个个都心跳加速,手忙脚乱。所以,能在地面解决那是最好不过的事情,现在 水池训练成了宇航员的必修科目之一 。
苏联那边一直不太顺,宇宙 133 失控了,不得不开启自毁,另一艘飞船干脆火箭在地面就炸了,连代号都没有。下一艘实验飞船编号为宇宙 140 号,还是从拜科努尔发射升空。这艘飞船还是老毛病,跟 133 号一样,在太空里姿态控制有问题。但是地面人员还算能控制住局面。就这么在太空里坚持了两天,再入大气层的时候,因为飞船姿态控制的问题,角度有偏差,导致飞船像打水漂一样弹出去了。这一下就偏离了原定的着陆地点,偏出去好几百公里。这一歪不要紧啊,倒是打得挺准的。飞船直接砸穿了咸海的冰层,掉进了 10 米深的水下。
当年的咸海总面积 68 万平方公里,是世界第 4 大湖泊。比两个渤海还大,那真是烟波浩渺,湖水还是蛮深的。现在的咸海基本已经干透了,水面变成了 4 个不相连的湖泊,总面积只剩下过去的 10%,即便如此,也比我国最大的青海湖要大。
苏联派潜水员下去,把飞船给捞出来了。等捞起来一看,大家倒抽了一口凉气,原来是防热大底已经被烧穿了一个 30 公分的大洞。联盟号飞船是个钟形,和东方号的球形不一样。返回大气层的时候是底部朝前拍回地球。只有底部承受高温,飞船身上温度不算高。底部要加隔热层,还要加烧蚀材料,靠烧蚀材料的蒸发来带走热量,防止温度高到烧化的程度。如果防热大底被烧穿,那是非常危险的事情。
所以,技术人员普遍认为,应该再发射一艘无人飞船做实验。毕竟这次实验,稀里哗啦地出了一堆的问题。但是,领导层认为,这些毛病都很容易解决,即便是不做测试也没问题。防热大底被烧穿,那是因为再入大气层的角度不对造成的,与飞船设计无关。飞船的姿态控制问题,应该是很容易解决的。因为东方号每次返回也会打转转。最后不都是有惊无险嘛。所以,他们还是决定,下一次就正式发射载人的联盟一号飞船,隔一天发射联盟2号飞船,实现太空对接。美国人只是用双子座飞船和阿金纳飞行器对接,俄国人打算对接两艘载人飞船,然后交换宇航员,这可比美国人强多了。
当然,苏联人知道美国已经超过自己的,所以领导层也有点着急。现在美国人白送了一个机会,前些天,他们的新的阿波罗飞船在地面测试的时候炸了,刚好给了苏联人翻盘的可能性。
炸了是怎么回事呢?事情是这样的,阿波罗飞船是美国的新飞船,比双子座要大一号,起码可以运载 3 个宇航员,登月计划也采用这个飞船。所以这是个关键。新型的阿波罗飞船总要发射到地球轨道去测试吧。那犯不着用巨大的土星五号运载火箭,用土星 1B 火箭就够用了。本来阿波罗飞船是要在 1966 年内发射,但是后来推迟到了 1967 年。这次选定的宇航员有格里森,怀特和查菲。
格里森是老宇航员了,参加了水星计划,他乘坐的自由钟 7 号因为舱盖的爆炸螺栓突然启动,炸开了舱门,导致飞船大量进水,最后沉入了海底。格里森对此还耿耿于怀呢。后来他还参加了双子座 3 号任务,所以他算是经验最丰富的的宇航员之一。怀特嘛,不久前刚完成双子座 4 号任务,成了第一个完成太空行走的美国人。查菲是个新兵蛋子,压根没上过太空。所以,这个团队算是老中青相结合。
1967 年的 1 月 27 号,他们来参加联合演练。这一次并非是发射任务,而是地面测试,看看飞船完全依靠自身的电力,能不能正常运转。三个人穿好宇航服,和真实发射的流程都是一样的,然后钻进了飞船里,封闭了舱门。
这天早上,工程师们就觉得奇怪,管子里老是有一股怪味。不知道从哪里来的,折腾了一个小时,总算是没有怪味了。然后呢,飞船的无线电出问题了,格里森在里边还挺郁闷的,如果两栋大楼之间都无法通话,就更别提上太空了。无线电修来修去修不好,于是整个测试流程就卡住了,进行不下去了。
就在这时候,监控飞船的工作人员发现飞船起火了。马上听到了宇航员的呼救声。通过闭路电视可以看到舱内的情况,不知道怎么回事,舱内烧起来了。通过监控也看到舱内的宇航员也在拼命想打开舱门,但是要连开 12 个机构才能把门打开,他们显然是做不到的。外边的人也想把飞船打开,可是门就是打不开,最后眼睁睁地看着三个宇航员被活活的烧死。
这个门怎么就打不开呢?我们下回再说。
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