专业IT科技资讯平台,关注科技、手机、电脑、智能硬件、电脑知识!
当前位置:主页 > 探索 > 天文航天 >

人类登月五十周年 一场交织着科学与政治的探索竞赛

导读:

  人类登月五十周年
  一场交织着科学与政治的探索竞赛

  1969年7月20日,“阿波罗”11

  人类登月五十周年
  一场交织着科学与政治的探索竞赛

  1969年7月20日,“阿波罗”11号宇宙飞船跨过38万公里的征程,着陆在月球表面。2019年是人类登月50周年,美国航空航天局开展了一系列活动庆祝这个伟大的日子。而新的登月计划也再被提及,NASA有望首次将一名女宇航员送上月球,加上此前的签署政策指令,重启登月计划;成立“太空部队”;与多家商业公司合作;计划在月球周围及表面建立永久基地……随着美国一系列月球探索计划的发布,月球探索的热潮重新开启。

  机器打先锋

  月球承载着人类的探索与想象已有数千年。早在苏格拉底之前,古希腊哲学家阿那克萨哥拉就认为月球是一个巨大的球形土块,并认为其反射了太阳的光。后来波斯天文学家通过观测计算了月球直径、月地距离等,达到了相当高的精度。到11世纪时,伊斯兰物理学家阿尔哈曾通过实验证明了月光源自太阳。15世纪,伽利略发明了望远镜,认为月球上存在山脉和陨石坑。

  数百年来,月球遥不可及,直到20世纪中期发生了变化。1957年,苏联成功发射了第一颗人造地球卫星,拉开了美苏太空竞赛的序幕,人们也发现月球真正能成为一个目的地。1959年1月,苏联发射了月球1号。虽然月球1号没能硬着陆成功,但人类对月球的认识开启了新的篇章。科学设备首次揭示了月球没有磁场,也带回了太阳风存在的证据。

  接着在9月14日,月球2号成为了人类历史上第一个登陆月球表面的探测器。科学上它带回了更多的关于地球周围范艾伦辐射带的数据,还十分具有政治意义。因为就在第二天,时任苏联领导人赫鲁晓夫访问美国。戴维营会议上,赫鲁晓夫对时任美国总统艾森豪威尔说,“月球2号已将苏联的勋章挂在了月球上”,并亲自赠送给美国总统一枚勋章。太空竞赛,苏联一时占据上风。

  10月7日,月球3号首次拍下了月球背面的照片,覆盖了约70%的面积。尽管这些图片的清晰度非常低,后期科学家还是通过计算机增强模拟,制作了月球背面的地形图。

  美国人也在紧锣密鼓地准备探月活动。实际上,美国第一颗探月飞行器是环绕月球飞行的“先驱者0号”。在1958年8月到1959年3月间,共5艘先驱者探测器升空,前四次均因火箭推力不足而失败。先驱者4号勉强成功,也仅是远距离飞越月球。

  1961年,苏联宇航员尤里·加加林乘坐东方号进入太空,成为世界上第一位进入太空并实现环绕地球轨道的人,这也让载人航天领域成为了苏美冷战的新战场。此时美国总统肯尼迪上台,宣布了阿波罗计划,承诺在60年代末实现载人登月。为了确保宇航员能够成功着陆并返回,了解月球表面环境,美国提出了徘徊者计划实现硬着陆,目标是在撞击前拍摄月球表面更清晰的照片。

  经过了6次失败,1964年,徘徊者7号在撞向月球的17分钟里拍下了超过4000张照片,其中就有云海的照片。徘徊者系列让人们见到了布满月球表面的陨石坑,以及由微陨石击碎了月球岩石表层而形成的一层表岩屑。1965年,徘徊者9号实况直播了冲向阿尔芬斯环形山的图像。

  不过,在登陆方面,苏联再一次取得了领先。1966年2月,苏联月球9号克服了地形障碍,在风暴洋安全着陆,成为第一艘在月球表面软着陆的探测器。两个月后,月球10号完成了首次绕月飞行,探月进程进入新阶段。

  1966年到1968年间,美国也有与之对应的勘察者计划,勘察者1号在月球9号软着陆后仅4个月安全抵达了风暴洋地区。勘察者1号发送回了超过1万张月球表面细节的照片,随后的勘察者任务搜集了月球土壤物理数据,勘察者5号首次进行了月球土壤的化学分析。对月球的表面分析表明,漆黑的月海的成分类似于地球的玄武岩,而第谷环形山附近颜色更亮,铝含量更高。

  美国在探月软着陆成功的同时,还希望画出月球地图,找到合适的着陆点为载人着陆做准备。1966年到1967年美国共发射了5艘月球轨道环形器系列探测器,获取了分辨率在60米之内的高质量照片1654张,覆盖月面99%,为后续载人登月的着陆点提供了遥感数据。其中月球轨道环形器5号分辨率高达2米,覆盖了整个月球背面。月球轨道计划的成功让美国人相信阿波罗计划的安全性有保障,而苏联也有“探测器计划”为载人登月做准备,从1964年开始的6年时间里他们发射了15颗探测器,成功5次。

  事实上,由于人类对于月球环境认识有限,运载技术不成熟,早期发射的绝大部分探测器都失败了,成功率不足10%。但失败并没有影响美苏两国的太空竞争,反而还愈演愈烈。这些探测器为了人类下一次巨大的飞跃铺平了道路。

  人类加入征程

  初期的航天行动竞争,美国一直处于下风。其实这与时任美国总统艾森豪威尔的政治决策不无关系,他当时反对开展太空竞赛。

  但面对巨大的舆论压力他也不得不作出妥协,在他直接推动下,NASA成立后宣布了首个载人航天任务——水星计划,率先实现宇航员近地轨道飞行。“水星计划”后的长远计划还包括建立空间站、实现载人登月、行星探测,最终完成火星着陆。

  可这一切被加加林的进入太空打断了,一直反对载人登月的艾森豪威尔也任期结束,很快,新任总统肯尼迪在国会发布报告,对外宣布了阿波罗计划——送宇航员登上月球并安全返回。与此同时,美国还在发展第二代载人飞船“双子星座”号和运载火箭“土星V”。

  出师未捷,阿波罗1号在进行地面试验时座舱着火,三名宇航员丧生。为了确保安全,阿波罗2-6号全部为无人实验,7号是载人任务,它的成功实施给予了美国政府和人民极大的信心。1968年的圣诞节,阿波罗8号首次完成了载人绕月飞行,人类第一次从月球轨道上看到了空旷荒芜的月球。接下来,9号和10号携带了登月舱,进行模拟登月。

  1969年7月20日20时17分,阿波罗11号的登月舱“鹰”在宁静海成功着陆。此时,经过六个半小时的准备,阿姆斯特朗和奥尔德林率先踏上月球土地,说出了那句永载史册的话,“这是个人的一小步,却是人类的一大步”。

  阿姆斯特朗和奥尔德林在月面上行走近两个小时,收集岩石、土壤并设置了实验设备。参与此次任务的另一位宇航员科林斯在指令舱中,后来他回忆说,“此时地球上有30亿人,月球上有两个人,而我却在只有上帝才能看到的地方。”

  尽管首次登月成功的政治意义更大,但宇航员带回的月球样本让科学家了解到,黑暗的月海是36亿年前的火山熔岩结晶形成,月球样本的化学成分和地球岩石相似,但非常干燥,没有证据表明水的存在。

  与之前勘察者7号带回来的样品相比,科学家推断,远古的月球几乎完全是熔化状态的,覆盖了一层液态的岩石。这种早期的“岩浆洋”假说后来被应用于所有的岩石行星。月球上保存了地球上已经消失的关于行星起源的历史,科学家为之兴奋,月球地质学和行星科学随着太空竞赛迅速发展起来。