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阿波羅遺產

作者:由 格柵套頭 發表于 動漫時間:2019-10-21

轉載,學習

阿波羅計劃的遺

當年那次登月進行了現場直播,但因為各種歷史原因,中國人並沒有接收到來自月球的電視訊號。半個世紀過去了,如今世界上的一大半人都是在登月之後出生的,阿波羅計劃似乎已經被地球人遺忘了。事實真的是這樣嗎?答案並不是那麼簡單。

文 | 袁越

“冷戰”制高點

1969年7月20日,美國宇航員尼爾·阿姆斯特朗(Neil Armstrong)小心翼翼地走出登月艙,邁出了屬於自己的一小步,屬於人類的一大步。1972年12月14日,另一位美國宇航員尤金·塞爾南(Eugene Cernan)登上舷梯,鑽進登月艙,身後是人類在月球上留下的最後一個腳印。

“人類的一大步”| NASA供圖

自那之後,人類就再也沒有到過月球了,甚至連地球軌道都再也沒有離開過。

人類的航天技術在這半個世紀的時間裡似乎停滯不前了,難怪會有那麼多陰謀論愛好者懷疑美國國家航空航天局(NASA)只是在錄影棚裡偽造了幾段登月影片,並沒有真的把宇航員送上月球。

只可惜他們列舉的證據全都站不住腳,比如他們質疑阿姆斯特朗插在月球上的那面美國國旗為什麼會展開,月球上明明沒有大氣層啊?這麼簡單的道理NASA自然早就想到啦,那面國旗是用金屬線撐起來的,保證它在真空環境裡還能“迎風招展”。

不過,單從邏輯上講,NASA確實有很強的造假動機,因為阿波羅計劃的核心目的只有一個,那就是打敗蘇聯。

縱觀整個20世紀50年代,美國人一直生活在蘇聯的陰影之下,不但非洲和亞洲相繼“失守”,就連眼皮子底下的古巴也“淪陷”了。美國國內更是危機四伏,民權、平權、反戰、嬉皮等各種非主流運動風起雲湧,攪得美國人民心神不寧,年輕氣盛的約翰·肯尼迪(JFK)就是在這個背景下當選美國總統的。

上任僅僅4個月之後,肯尼迪便於1961年5月25日公開發表演講,提出要在60年代結束之前把美國宇航員送上月球。他還特意補充了一句:

“我們之所以選擇登月,並不是因為這件事很容易,而是因為它很難。”

肯尼迪沒有撒謊。就在肯尼迪發表演講一個多月前的4月12日,蘇聯剛剛完成了第一次載人太空飛行,

尤里·加加林(Yuri Gagarin)成為第一個進入地球軌道的人。

3周後,美國宇航員艾倫·謝潑德(Alan Shepard)也進入了地球亞軌道,但他只在那裡停留了15分鐘就回來了,美國人在太空技術方面遠遠落在了“冷戰”對手的後面。

上圖:1961年4月,蘇聯第一位宇航員尤里·加加林正在“星城”訓練基地接受最後階段的測試。下圖:搭載加加林進入近地軌道的“東方1號”飛船的1∶6模型 | 視覺中國供圖

地球軌道已經那麼難了,月球就更不用說了。地球和月球之間相距30多萬公里,對於太空飛行來說其實並不算太遠,但要想讓宇宙飛船達到逃逸地球引力的速度,需要的推力遠遠超過了美國當年的技術水平。更難的是,宇宙飛船飛抵月球時,必須來個急剎車才能被月球軌道俘獲,開始繞月飛行。

完成登月任務後,飛船還必須再次加速才能逃出月球引力,飛回地球,所有這些變速飛行都需要消耗大量的燃料,更不用說維持3名宇航員的日常生活所需攜帶的輔助裝置了,這就對主火箭的推力提出了極高的要求。

肯尼迪發表登月演講的時候,NASA還不知道那樣一枚火箭能否造得出來,

但肯尼迪仍然執意選擇登月作為“冷戰”的制高點,就是因為月球是全體人類共同的圖騰,登月是一件不需要任何解釋的壯舉。

事實證明,肯尼迪賭對了。

阿波羅計劃的成功震驚了全世界,美國一舉取代了蘇聯,成為人們心目中美好未來的象徵。不少歷史學家甚至認為,最終幫助美國打贏“冷戰”的不是經濟,也不是社會制度,而是阿姆斯特朗插在月球上的那面美國國旗。否則的話,雙方只能在熱核戰場上一決高下了。

換句話說,這些歷史學家們認為阿波羅計劃最有價值的遺產就是阻止了一場有可能毀滅人類的熱核戰爭。

那麼,蘇聯航天局究竟輸在了哪裡呢?有人說蘇聯的人才培養方式出了問題,也有人認為是美國人的管理方式比蘇聯人更加先進,還有人相信這是因為NASA動員了很多私人企業前來幫忙,而蘇聯則把寶全都壓在了政府主導的軍工企業身上。

以上猜測都有一定的道理,但根據後來解密的資料顯示,蘇聯人其實差一點就成功了,他們唯一欠缺的地方就是火箭的推力不夠,穩定性也太差。而美國人從當年納粹德國的陣營裡收編了一位名叫沃納·馮·布勞恩(Wernher von Braun)的火箭工程師,並說服他擔任了“土星5號”運載火箭的總設計師。

由布勞恩領導的團隊負責設計製造的這枚火箭高110米,起飛重量超過了3000噸,總推力達到了3400噸!如果沒有它,阿波羅計劃是不可想象的。

事實上,“土星5號”運載火箭直到今天仍然是人類所建造的推力最大的火箭,沒有之一。

將“阿波羅”系列飛船送上月球的“土星5號”超重型運載火箭,它是人類航天史上迄今為止主尺度、全重和推力最大的投送工具。| NASA供圖

當然了,後人也許誇大了布勞恩的作用,但有一件事足以證明美蘇雙方在太空探索領域的差距並沒有大家想象的那麼大:阿波羅計劃結束之後,美國人把全部精力轉移到了太空梭上,但最終證明這項計劃失敗了,今天的NASA甚至失去了把宇航員送往地球近地軌道的能力,只能求助於當年的手下敗將俄羅斯,出錢租用俄羅斯火箭把美國人送往國際空間站。不過,因為“冷戰”似乎已經分出了勝負,很少有人再把太空技術當成兵家必爭的制高點了。

事實上,就連美國人自己也一直在刻意淡化阿波羅計劃的“冷戰”背景。阿姆斯特朗和他的登月夥伴巴茲·奧爾德林(Buzz Aldrin)在登陸地點安置了一塊銘牌,上面事先刻好了這樣一句話:“公元1969年7月,來自地球的人類第一次登上月球,我們為全人類的和平而來。”兩人還在月球上接到了美國總統尼克松從白宮打來的電話,後者一再強調阿波羅計劃的目的是為地球帶來和平。“這是人類歷史上最為珍貴的時刻,”尼克松最後說道,

“來自全世界的人們第一次成為了一個整體。”

去年好萊塢拍攝了一部以阿姆斯特朗為主角的電影《登月第一人》,故意沒有出現阿姆斯特朗在月球上插國旗的鏡頭,引發了一些保守人士的抗議。不過,這事其實也真沒什麼好吹的,當年阿姆斯特朗錯誤地把美國國旗插在了登月艙附近,結果當登月艙從月球表面起飛時,發動機噴出的尾氣把那面國旗吹倒了。如今那面象徵“冷戰”勝利的美國國旗仍然埋在月球表面的塵埃裡,再也看不到了。

真可謂蒼天有眼。

月球實地考察

因為攜帶的氧氣有限,阿姆斯特朗和奧爾德林一共只在月球上待了兩個半小時就返回了登月艙。兩人除了插國旗和安置紀念銘牌之外,還採集了一些月球岩石樣本,並安裝了幾臺科研裝置,包括一架月震儀。

最初的阿波羅計劃根本沒有考慮科研的問題,採集月球岩石樣本與其說是為了科研,倒不如說是為了收集登月的物證。當年負責阿波羅計劃的NASA局長詹姆斯·韋伯(James Webb)曾經在一次內部會議上請求美國政府再撥出一筆經費用於太空環境研究,肯尼迪總統不耐煩地打斷了他:

“我們所做的一切都是為了比俄國人早登上月球,否則我們絕不會花費這麼多錢(給阿波羅),因為我對太空不怎麼感興趣。”

在月球表面,“阿波羅11號”宇航員奧爾德林展開一塊太陽風收集板,收集從太陽大氣射來的帶電粒子,準備帶回地球做進一步分析。| 視覺中國供圖

不過,在美國航空航天局艾姆斯研究中心(NASA Ames Research Center)首席科學家查爾斯·索奈特(Charles Sonett)博士的堅持下,阿波羅委員會還是於1962年3月召開了首次科學會議,討論是否應該增加一些科研專案。會議得出的結論是:阿波羅計劃必須以登月為主,一切行動都要為“冷戰”服務,科研不是重點,但條件允許的話不妨一試。

既然最終目的是打贏“冷戰”,那就要想盡一切辦法擴大阿波羅計劃的影響力,於是阿波羅委員會專門成立了一個媒體部,力爭研發出一套適用於太空環境的遠距離影片直播裝置。最終這套裝置按時研製了出來,“阿波羅11號”的整個登月過程對全世界進行了現場直播。

據說全球有超過5億人觀看了阿姆斯特朗邁出的那屬於人類的一大步,這個數字約佔當時世界總人口的六分之一。

考慮到當年的電視機仍然屬於奢侈品,可以說全球幾乎所有有條件的人都看了那場直播,

人類第一次被一件和戰爭無關的事情吸引了幾乎全部的注意力。

人們在肯尼迪航天中心現場觀看“阿波羅11號”的發射。| 視覺中國供圖

阿波羅登月艙的有效載荷本來就很有限,加上電視直播裝置之後,用於科研的空間就更小了。1963年,NASA勉強批准了250磅(1磅約等於450克)的“科研負載”,允許登月艙攜帶少量科研儀器裝置。這麼點重量在地球上連塞牙縫都不夠,但科學家們聽到這個訊息後立即歡呼了起來,因為對於太空船來說,每增加一磅負載都意味著需要增加很多倍於此的燃料,成本極其高昂。250磅雖然不算多,但這是人類第一次在另一個星球上安裝儀器裝置,哪怕只有一磅都是難能可貴的。

NASA任命美國地質學家尤金·舒梅克(Eugene Shoemaker)擔任阿波羅科研專案的負責人,主攻方向是月球的演化。月球毫無疑問是人類研究得最為透徹的外星體,伽利略早在17世紀初就透過一架望遠鏡看到了月亮表面的環形山。但月球畢竟相距遙遠,研究起來很不方便,國際天文學界直到1963年時仍然對月球的壽命和起源等基本問題所知甚少。科學家們甚至連月球表面環形山的成因都存在爭議,一派認為環形山是古代火山活動留下的遺蹟,另一派則相信它們是隕石撞擊後形成的大坑。

要想破解這些謎團,最好的辦法當然是去月球上實地考察一番。“阿波羅11號”的成功給了NASA更多信心,隨後幾次登月飛行的“科研負載”不斷增加。最終阿波羅計劃成功登月6次,一共帶上去將近5000磅的科研裝置,並帶回了840磅月球樣本,算是超額完成了任務。不過,由於NASA當初根本沒有考慮科研的問題,所有的設計都是為了把宇航員安全送上月球,照個相就立刻返航,所以無論是登月艙的有效載荷還是宇航員的停留時間都無法增加太多。

科研經費方面的缺口就更大了。美國政府已經在阿波羅計劃上花了太多的錢,高峰時期NASA的年度預算高達60億美元,佔到美國GDP的4。41%,留給科研的錢就不多了。事後統計顯示,阿波羅計劃花在科研上的總經費只有3。5億美元,只佔登月總花費的1。5%。因為沒錢,科學家們的很多想法都沒法實現,只能望月興嘆了。

即便如此,阿波羅計劃對於人類瞭解月球的歷史還是起到了決定性的作用。正是因為這6次實地考察,我們如今已經可以相當肯定地說,絕大部分月球環形山都是隕石坑。

透過對這些隕石坑的研究,科學家們推匯出了一個數學模型,計算出了地球上發生大型隕石撞擊事件的機率大約為每5~10萬年一次。如今地球距離上一次大撞擊已經過去了5萬年,人類必須提高警惕,儘早開發出相應的技術,避免災難的發生。

除了隕石坑之外,月球表面仍然可以找到早年火山活動留下的岩漿洞。如果將來有一天人類真的決定在月球上建立永久基地的話,很大機率將會建在這些岩漿洞內,它們是月球上最好的避風港。

不過,阿波羅計劃最有價值的科學遺產就是解釋了月球的起源。

關於這個問題,此前曾經有過3個假說,彼此爭論不休。透過對月球岩石樣本的研究,

如今科學界基本上認同了其中的“撞擊假說”

,即在地球形成初期,有一個體積和火星差不多的星體和地球發生了側面相撞,月球就是由這次撞擊產生的輕質碎片組成的。

這個假說很好地解釋了太陽系內為什麼只有地球適合人類生存,而金星這顆在其他方面和地球如此相似的行星卻是死寂沉沉。

首先,金星的外殼非常厚,幾乎沒有板塊運動。地球原來的外殼肯定也很厚,但被那次撞擊事件撞飛了,變成了月球的一部分,於是地球的地殼變得很薄,板塊運動極為活躍,這使得地心內部的營養物質不斷地被翻上來,富含碳元素的化學物質不斷地埋下去。如果沒有這個過程,碳迴圈就無法進行,地球大氣溫度很快就會失控,而這就是金星目前的樣子。

其次,那次相撞使得兩顆行星內部的重金屬合二為一,變成了地球內部炙熱的岩漿。撞擊還導致地球的自轉速度變得非常快,當富含鐵元素的液態岩漿以極快的速度旋轉時,就會產生一個強大的磁場,為地球遮蔽了宇宙射線。相比之下,金星的磁場非常弱,因此金星上即使誕生了生命,肯定也都被宇宙射線照死了。

最後,作為一顆衛星來說,月球的相對體積是非常大的。

正是因為有月球這樣一顆大質量衛星的穩定作用,地球的自轉軸才不會發生大幅度搖擺,地球的氣候才能保持相對穩定。

相比之下,金星沒有這樣一顆大衛星充當“穩定器”,所以金星的自轉軸一直在不停地搖擺,導致金星上的氣候變化劇烈,生命肯定不會喜歡那樣的環境。

綜上所述,地球之所以能夠成為生命的搖籃,月球起到了關鍵的作用。

問題在於,宇宙中兩顆大質量行星發生撞擊的機率是很低的,目前天文學家雖然已經在銀河系中發現了數千顆行星,但沒有任何跡象表明這種事情曾經發生過。如果月球真的是由兩顆行星碰撞而來的,那麼我們幾乎可以肯定地說,

生命的出現是一個極小機率事件,我們人類很可能是銀河系中的一個孤獨的存在。

換句話說,阿波羅計劃間接證明了人類才是宇宙間最大的奇蹟。

標簽: 月球  阿波羅  NASA  地球  登月