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登月50周年,致敬人類的一大步

整整50年了,距離人類首次登上月球。

首次登月

1969年7月16日上午9點32分,「土星5號」火箭載著「阿波羅11號」飛船從美國肯尼迪航天中心點火升空,載著三名宇航員——指揮官尼爾·阿姆斯特朗(Neil Armstrong)、登月艙駕駛員巴茲·奧爾德林(Buzz Aldrin)和指令艙駕駛員邁克爾·科林斯(Michael Collins)——飛向月球。

7月20日,阿姆斯特朗與奧爾德林駕駛著「鷹」號登月艙,到達了月球上一片布滿碎石的平原,位置靠近靜海(Sea of Tranquillity)西南岸,在燃料耗盡的最後一刻成功著陸。

7月20日美國東部夏令時(EDT)下午10時56分,阿姆斯特朗從「鷹」號登月艙走下,他將左腳小心翼翼地踏上了月球表面——這是人類第一次踏上月球——並喊出了那句與登月一起被載入人類史冊的話:「這對個人來說是一小步,對人類來說卻是一大步。」接著他用特製的哈蘇70毫米照相機拍攝了奧爾德林降落月球的畫面。

地球上超過6.5億人通過電視見證了這一人類歷史性時刻。

阿姆斯特朗與奧爾德林在月球上停留了21小時36分後飛離月球,與留在指令艙里的科林斯會合,開始了重返地球的航行,於7月24日東部夏令時下午12時51分濺落在太平洋。

左起:阿姆斯特朗、柯林斯、奧爾德林,圖片:NASA

這次成功登月也把美國和蘇聯的太空競賽推向了頂點。

在此前的太空競賽中,蘇聯人總是搶先一步,並創造了多個「第一」:第一顆發射升空的人造地球衛星(斯普特尼克一號,1957年10月4日)、第一個登陸月球的探測器(1959年9月),第一次載人航天(1961年4月12日)、第一次繞地球軌道航行、第一位探索太空的女性(瓦蓮京娜·捷列什科娃,1963年6月16日)、第一位實現太空行走的宇航員(阿列克謝·列昂諾夫,1965年3月18日)。

1961年4月12號,蘇聯用「東方一號」飛船將宇航員尤里·加加林送入太空,震驚了世界,也震驚了剛上台不久的美國總統約翰·肯尼迪(John Fitzgerald Kennedy)。

1961年5月25日,肯尼迪在國會發表演講:「我相信,這個國家應當投身於這一目標:在這個十年結束之前,讓人類登上月球,再安全返回地球。在這個時代,任何改變人類的太空計劃都無法超越它。」

1961年1月20日在華盛頓特區國會山,肯尼迪宣誓就任美國第35任總統

阿波羅11號任務的成功使美國贏得了月球競賽。

阿波羅計劃(Project Apollo)是美國國家航空航天局(NASA)從1961年到1972年從事的一系列載人航天飛行任務,共執行了9次月球任務,其中6次登月。1972年12月,阿波羅17號載人登月後,美國停止了阿波羅計劃。

據統計,整個阿波羅計劃共耗資240億美元,相當於現在的1800億美元。在工程高峰時期,參加工程的有2萬家企業、200多所大學和80多個科研機構,總人數超過30萬人。

1972年之後,人類再沒有踏足過月球。

事實上,蘇聯人雖然在1969年7月之前一直在太空競賽中領先美國,但他們從來沒有登上過月球。

蘇聯人為什麼會在這場競賽中敗給美國?有學者總結為三個原因:

1. 蘇聯始終將奪取第一、政治獻禮和製造轟動作為發展航天的首要戰略目標,忽視了對空間技術的切實研究;

2. 管理體系混亂,如不同設計局為登月方案爭論不休;

3. 經濟實力遠遜於美國,無力在登月計划上大筆投資。

另外,蘇聯人始終沒能製造出像美國「阿波羅計劃」的「土星」5號那樣功率強大而且性能穩定的運載火箭。

蘇聯為登月計劃而設計的火箭名為N1號,共製造了10枚,為的是將代號為「蘇聯月亮」的人造衛星送入太空。N1號火箭第一級發動機是由30台使用煤油和液氧作燃料的大功率火箭發動機組成的,載重能力僅為75噸,而美國「土星五號」火箭能夠載重140噸。此外,美國火箭使用液態氫燃料,比蘇聯使用的煤油燃料產生更多能量。N1號在拜科努爾航天發射中心總共試射了4次,均以悲劇和災難收場。

美國人從肯尼迪總統(1963年被刺殺)開始,到後來的繼任總統約翰遜繼續支持阿波羅計劃,並在尼克松任內成功實現了登月,美國人目標明確,就是要在1960年代結束前搶在蘇聯前面登上月球。反觀蘇聯,先是其領導人赫魯曉夫對月球登陸計劃的態度反覆無常。1964年赫魯曉夫卸任之後,與月球計劃有關的關鍵人物均被調離或調整,蘇聯太空計劃總負責人謝爾蓋·帕夫洛維奇·科羅廖夫於1964年被撤職,1966年1月去世。「對於我們的宇航員來說,這幾乎就是世界末日。」科羅廖夫去世後,政府開始忽視登月計劃。

1976年,蘇聯正式終止了對登月計劃的撥款。

那些為登月獻出的生命

在我們慶祝人類登月50周年之際,也不應該忘記在美蘇太空競賽過程(1957~1976年)中,那些為登月獻出的生命(按時間順序)。

萊伊卡

萊伊卡是一隻2歲的混血雌性小狗,它帶有西伯利亞薩莫耶特獵犬的部分血統,從科學家從莫斯科的街頭撿回來的流浪狗。在1957年10月首顆人造衛星「斯普特尼克」1號升空一個月後,萊伊卡乘坐「斯普特尼克」2號於當年11月3日進入太空。

它在衛星升空的幾個小時內就被熱死了。但當時蘇聯軍方宣布此次試驗取得了成功,並謊稱萊伊卡是在藥物作用下走向了死亡。直到上個世紀90年代蘇聯解體後,參與「斯普特尼克」2號發射的一位科學家才說出真相——

在火箭發射後不久,斯普特尼克2號上的絕熱裝置就出了問題,雖然萊伊卡所在的艙室有專門的散熱系統,但是由於問題飆升得太厲害,散熱裝置無濟於事,之後它的脈搏頻率迅速增加,在五分鐘內升到了平時的三倍,之後萊伊卡的脈搏信號開始減弱,並很快死亡。

瓦連京·瓦西里耶維奇·邦達連科

邦達連科是人類探索宇宙進程中第一位獻出生命的宇航員。

1961年3月23日,當時他在進行一項為期15天的隔絕氣壓倉實驗,艙內維持低氣壓,但氧氣含量超過50%。他無意間將一個用過的酒精棉團丟棄在了一個電磁爐上,但高含氧量讓火勢在密閉空間中迅速擴大,邦達連科的身體和臉部三度灼傷,16小時後傷勢過重去世。

蘇聯隱瞞了這次事件,最終在1980年在西方世界被公之於眾。1991年,月球背面的的一個隕石坑被命名為邦達連科隕石坑,以紀念他的事迹。

西奧多·弗里曼

西奧多·科蒂·弗里曼1963年被遴選為NASA第三組宇航員,他的任務是幫助火箭助推器的研發。

1964年10月31日,弗里曼駕駛T-38教練機從聖路易斯起飛前往休斯頓。當時他在聖路易斯完成訓練任務返回基地,在艾靈頓聯合基地進場時發生墜機意外。調查報告稱飛機撞上了一隻大雁,發動機旋即熄火停車。弗里曼試圖駕駛飛機著陸,但並不成功,最後關頭他決定跳傘逃生,但當時飛行姿態為機頭向下,弗里曼幾乎以水平的姿態從座艙中彈出,造成降落傘沒能及時打開,弗里曼墜亡。

埃里奧特·希和查爾斯·巴塞特

埃里奧特·希

查爾斯·巴塞特

1966年2月28日,埃里奧特·希和查爾斯·巴塞特駕駛著T-38教練機在惡劣天候中試圖蘭伯特-聖路易斯國際機場降落時不慎墜毀,飛機撞向和機場毗鄰的麥克唐納公司工廠。兩人原計劃在該工廠進行雙子座9A號發射任務的訓練。

維吉爾·格里森、愛德華·懷特和羅傑·查菲

1967年1月27日,在美國和蘇聯簽訂外層空間條約的同一天,美國肯尼迪航天中心34號發射陣地上進行載人飛船地面聯合模擬飛行試驗,乘坐有3名航天員的阿波羅4A飛船對接在土星1B運載火箭上。

左起:維吉爾·格里森、愛德華·懷特、羅傑·查菲

3名航天員分別是:曾參加過水星4號亞軌道飛行、雙子星座3號飛行且經驗非常豐富的維吉爾·格里森上校,曾參加過雙子星座4號飛行並是美國第一個到太空行走的愛德華·H·懷特中校,還有一名是準備第一次上天飛行的羅傑·B·查非少校。

試驗前已對安全做過檢查。因為火箭不加註,火工品也不安裝,凡能發現的易燃易爆物均被移開或拆除。試驗組織者認為已沒有什麼不安全因素,因此在試驗現場也沒有布設專門消防人員、醫生和緊急救援人員。當進行到最後倒計時時,突然程序中斷,飛船指令艙起火。從指揮室里的通信電話中,聽到艙內的航天員大喊:「著火了!」「快放我們出去!」但根本來不及打開艙門,在短短的幾十秒內,3名航天員就被燒死在艙內。

這場火災造成了飛船地面試驗時死亡3人的特大事故。1971年8月2日,阿波羅15號登月時,美國航天員將他們三人的骨灰撒在了月面上。

弗拉基米爾·科馬洛夫

弗拉基米爾·米哈伊洛維奇·科馬洛夫(1927年3月16日-1967年4月24日)是一名前蘇聯宇航員,他是史上第一位因載人航天罹難的宇航員,也是第一個多次進入太空的蘇聯宇航員。

左一為弗拉基米爾·科馬洛夫,圖片:維基百科

該任務計劃是為期三天的試驗,包括蘇聯首次與無人駕駛的聯盟2號對接,但是該任務受到了問題的困擾。先是科馬羅夫的飛船缺乏足夠的電源,因為兩個太陽能板僅有一個投入使用,另一個太陽能電池板沒有展開,45K太陽敏感器也不能工作,接著是自動姿態控制系統開始出故障,最後完全停止工作,導致飛船不受控制的旋轉起來。科馬羅夫可以用手動系統停止飛船旋轉,僅僅可使部分生效。僅僅一天之後,飛行管理者的任務就失敗了。

在緊急重返中,降落傘著陸系統的故障致使主要降落傘故障,儲備降落傘和減速傘纏繞在一起,當飛船按返回軌道降落至離地面10公里高度,該打開主降落傘時,地面指揮人員聽到了科馬羅夫說:「降落傘沒有打開!」

4月24日6時24分,飛船帶著一團火光,以每秒100多米的速度沖向地面,降落於烏拉爾地區奧爾斯克以東65公里處,並發出猛烈的爆炸聲。科馬羅夫當場摔死。蘇聯為他舉行了隆重的國葬,骨灰放在克里姆林宮城牆下。

1971年8月2日,阿波羅15號飛船登月時,美國航天員帶去了一塊刻有已故蘇美航天員姓名的銘牌,安放於月球上,其中也包括了科馬羅夫的名字。1971年發現的小行星以科馬洛夫命名,同樣以他名字命名的還有一個月球上的環形山。

克里夫頓·威廉姆斯

1967年10月5日,威廉姆斯駕駛的一架T-38教練機從位於佛羅里達州的卡納維拉爾角起飛前往休斯頓,因飛機的副翼機械控制系統故障墜毀在佛羅里達州州府塔拉哈西市以北約24公里處。因彈射高度過低,降落傘沒能完全打開墜地身亡。威廉姆斯當時被遴選為阿波羅登月艙的飛行員。

麥可·亞當斯

1967年11月15日第三架X-15在下降時開始尾旋,重力加速度到達15G(147m/s2),飛機在空中解體,殘骸散布在50平方英里的範圍內,飛行員麥可·亞當斯在這起意外中犧牲。

2004年6月8日,人們在加州蘭茲堡附近,X-15座艙被發現的地方,為他豎立了一個紀念碑。除此之外亞當斯也被追綬宇航員之翼勳章。1991年,他的名字被放入佛羅里達州肯尼迪太空中心的宇航員紀念館。

羅伯特·亨利·勞倫斯

羅伯特·亨利·勞倫斯是第一名黑人宇航員,被選入空軍載人軌道實驗室研發計劃。1967年12月8日他與另一位飛行員哈維·羅耶駕駛的F-104星式戰鬥機在加利福尼亞愛德華茲空軍基地墜毀。兩名飛行員都彈出座艙,哈維·羅耶受傷,但羅伯特·勞倫斯的降落傘沒能完全打開,不幸遇難。

格奧爾基·多勃羅沃利斯基、維克托·帕查耶夫和弗拉季斯拉夫·沃爾科夫

這是蘇聯載人航天活動中最悲慘的一次事故。

1971年4月19日,蘇聯發射了人類第一個空間站——禮炮1號。6月6日,聯盟11號飛船從拜科努爾發射場發射升空,載著肩負首批進入禮炮1號空間站重任的3名航天員朝空間站飛去。

這3名航天員是格奧爾基·多勃羅沃爾斯基、弗拉基斯拉夫·沃爾科夫和維克多·帕查耶夫。

3名航天員在空間站共停留了23天18小時22分,進行了一系列天文觀測、植物在失重條件下生長的實驗和一些醫學實驗,獲得不少寶貴資料。對接期間,還兩次將空間站的軌道抬高。

6月29日下午9時,3名航天員離開禮炮1號返回,但3人都未穿航天服。飛船離開空間站後飛行了4個多小時,並保持著同地面上的聯繫。

6月30日1時35分,飛船按程序啟動制動火箭。在再入大氣層前,返回艙和軌道艙分離。但連接兩艙的分離插頭分離後,返回艙的壓力閥門被震開,密封性能被破壞,返回艙內的空氣從該處泄漏,艙內迅速減壓,致使航天員因急性缺氧、體液沸騰而死亡。

儘管返回程序都是正常的,返回艙也在降落傘減速下,安然著陸。但當人們打開艙門時,看到的卻是已經遇難的3名航天員的屍體。

這次事故的原因是飛船設計不合理,座艙擁擠,只有脫掉臃腫的航天服才能坐下。當時聯盟號返回程序就明確規定,航天員在返回前必須脫掉航天服。對此設計和程序,不少科學家當時就反對,但航天部門的領導人不接受正確意見。為此,蘇聯航天負責人卡馬寧將軍被撤職。

一次成功的失敗

1970年4月11日,美國用土星V號運載火箭將阿波羅13號飛船發射升空,進行計劃中的第3次登月飛行。這次飛行的航天員是吉姆·洛弗爾(Jim Lovell)、傑克·斯威格特(Jack Swigert)和弗萊德·海斯(Fred Wallace Haise, Jr.)。

從左至右:吉姆·洛弗爾、傑克·斯威格特、弗萊德·海斯,圖片:NASA

飛船飛行到46小時4O分02秒時,航天員發現2號貯氧箱貯量顯示超差。55小時53分時,l號貯氧箱壓力偏低,指令艙報警器報警。55小時54分53.3秒時,飛船遙測數據丟失1.8秒,主母線電壓下降,報警系統報警,服務艙中的2號貯氧箱隨即發生爆炸。

飛船的報警燈亮了,報警器響了,斯威加特當即向休斯敦飛控中心報告:"喂!我們這裡出事了。"海斯從登月艙的通道爬到指令艙,看到一些系統的電壓已降到零,也立即做了報告。這些情況都用電視實況轉播給了全美國、全世界,使成千上萬的人目瞪口呆。無數的美國人為他們禱告。

休斯敦飛控中心及時分析認為是液氧貯箱爆炸起火導致飛船上的氫氧燃料電池損壞。它隨即作出決定:中止登月飛行,利用完好的登月艙,立即返回地球。

當時飛船離地球已經38萬公里,已經越過地球引力界面,飛船正在月球引力下往月球飛去。休斯敦飛控中心科學家們經過周密計算,並讓地面航天員進入登月艙模擬,最後得出了一個最省燃料的返回軌道:飛船繼續飛行,繞過月球,再啟動登月艙發動機,以進入返回軌道。

航天員面臨著電能不足、供水供氧困難、環境溫度下降的處境。但3名航天員在地面飛控中心的指揮下,以頑強的意志和毅力,強烈的求生慾望,戰勝了恐懼、寒冷、黑暗、疲勞等困難,和地面飛控中心人員密切配合,積極穩妥地實施著地面制定的救生方案。

當飛船距離月球27.6公里時,航天員啟動登月艙下降發動機,工作了30.7秒。飛船進入了環月軌道。4月15日上午9時41分,在飛船轉過月球後,再啟動登月艙發動機4.5分鐘。飛船進入了返回地球的軌道。

美國將阿波羅13號未能登月的消息,及時通報給了全世界各國家,並緊急請求有關國家給予救援。包括前蘇聯在內的13個國家提供了救援艦船和飛機,布在美國軍艦未能顧及的海域內等候。

4月17日,飛船進入了返回地球大氣層的軌道。在進入大氣層前,航天員啟動4個姿態控制火箭,使登月艙推著服務艙向前加速飛行。隨後,點燃分離爆炸螺栓,將服務艙分離。緊接著又啟動反推火箭,使登月艙離開服務艙一段距離。登月艙的兩名航天員回到指令艙,關閉兩艙通道,點燃分離爆炸螺栓,將登月艙拋掉。3名航天員乘坐指令艙返回了地球,平安地降落到太平洋洋面上。

航天界稱這次飛行是「一次成功的失敗」,並被拍成了電影,由湯姆·漢克斯、比爾·帕克斯頓、凱文·貝肯等人主演。

最後

50年過去了,人類對登月依然有一種執著,美國一直嘗試重返月球,中國計劃2030年代實現中國航天員登月。

馬斯克日前在接受《時代》周刊採訪時認為,人類最多4年後將再次登陸月球。

馬斯克還說:「年復一年,我一直期待著我們能超越阿波羅任務,但我們沒有,這讓我對未來感到悲傷。我認為,至少對我而言——我認為可能對很多人來說都是如此,感覺未來會比過去更好。如果沒有這點理智,人就會對未來玩世不恭和悲觀。」

巴茲·奧爾德林

在2013年6月29日,登月第二人巴茲·奧爾德林在紀念登月45周年時曾撰文稱:「如今,我對月亮的看法變了,不再將其視為一個目的地,而是一個出發點,人類從月球上出發,到達火星,變成一個可以穿梭於兩個行星之間的物種。」

願人類步履不歇。

參考資料:

[1] 登月是項政治任務,紐約時報,2012年08月29日;

[2] 世界載人飛船歷史上的幾起重大事故,新浪科技,2001年01月8日;

[3] 蘇聯登月計劃緣何失敗?40年後真相終於大白,解放軍報,2002年04月15日

[4] 蘇聯政府緣何未能派遣宇航員登月,透視俄羅斯,2018年01月26日;

[5] 太空英雄——萊伊卡,劉進軍,《衛星與網路》2015年04期;

[6] 書籍《阿波羅》,扎克·斯科特;

[7] 電影《阿波羅十三號》,湯姆·漢克斯等主演,1995年06月30日;

[8]?開發月球、踏足火星,紐約時報,2013年6月29日;

[9] 航天相關事故列表,維基百科;

[10] 太空競賽,維基百科。

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