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TUhjnbcbe - 2023/6/29 19:03:00
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抬头仰望,月亮很大,很圆。

五千年以来,月球在无数中国人眼里,映照出重重倩影。

在人类文明史上,浪漫、神秘的月球,是许多幻想的摇篮。

种种奇观、种种秘境,这颗距离我们最近的自然天体,上面到底有什么?她的面纱下,又隐藏着些什么?五十年前的今天,年7月16日,有三位勇敢的人,驾着一叶扁舟,一叶人类工业最顶尖技术凝成的扁舟,开始了一场伟大的冒险。

尽管这场探险充满争议,带着谜团。但这是人类第一次离开摇篮,踏上异星。五十年后的今天,我们暂且放下纷争,来纪念人类这次,迈向星辰大海的旅途——阿波罗11号。

1

国运豪赌

不是所有伟大的探险都来自于一个伟大的目的,就如同哥伦布发现美洲大陆的故事一样,阿波罗探月计划,也并不是从一个伟大的梦想开始的。

年4月12日,绝大多数人都已经忘记这个日子。但在大约60年前,这个日子,让整个美国陷入了恐慌——苏联人,将一位勇敢的探路者:尤里·加加林,送入了地球近地轨道。

尤里·加加林在Vostok-1号上

人类的灯塔,当然需要指明人类前进的方向。一旦灯塔不再代表先进,那么对于美国这样一个历史短暂、民族混杂的国家,将是毁灭性的。

将近一个月后的5月5日,美国才借助由红石火箭搭载的水星3号飞船,将一名宇航员送进太空,但是只是像一颗炮弹一样,打出一个抛物线,抛物线的顶端离开了大气层。这比起尤里加加林的轨道飞行,简直是天壤之别。

水星-红石3号发射

约翰·F·肯尼迪是一位锐意进取的美国总统,他的竞选承诺之一,就是要让美国在太空探索和导弹防御方面全面领先。然而刚刚上任,他就被NASA的白宫顾问提交的天量资金预算劝退,最终只批复了与洲际导弹比较相关的重型火箭的研制。

但是这一刻,他知道这条路不得不走了。

年5月25日,肯尼迪在美国国会发表演说,宣布启动载人登月计划,并在年代末之前,把人类送上月球。

当时NASA的科学家们切身体验了一把,领导一张嘴,下属跑断腿的经历。航天是精密但庞大的系统工程,但是美国在载人航天方面,几乎是一穷二白,连足够发射探月火箭的发射场、宇航员培训和测试装备的研发中心都没有。那怎么办?鹰酱决定学习毛熊。

于是美国又一次,开始了举国体制。

40万员工,相当于当时美国每名适龄人中就有一人受雇用。亿美金,相当于年的亿美元。2万多家工业机构和大学,以及整个国家,投入到这一件事情中去。

年9月,美国总统约翰·肯尼迪发表了一段著名的演说:

……Butwhy,somesay,themoon?Whychoosethisasourgoal?Andtheymaywellaskwhyclimbthehighestmountain?Why,35yearsago,flytheAtlantic?WhydoesRiceplayTexas?

Wechoosetogotothemoon.Wechoosetogotothemoon...(interruptedbyapplause)wechoosetogotothemooninthisdecadeanddotheotherthings,notbecausetheyareeasy,butbecausetheyarehard,becausethatgoalwillservetoorganizeandmeasurethebestofourenergiesandskills,becausethatchallengeisonethatwearewillingtoaccept,oneweareunwillingtopostpone,andonewhichweintendtowin,andtheothers,too.……

这激奋人心的演说,一时间成为了阿波罗登月计划的背景音乐。每当人们回想起阿波罗,就总有这样一个慷慨激昂、信心百倍的声音在回荡。

但是其实,肯尼迪先生掷下了手中的所有筹码,赌上了国运,进入了未知——也许他其实心里慌得一批吧。

2

美国速度

今天我们都惊叹于中国基建和科研的发展速度。但是在50年前,举国大干阿波罗的美国人,一样是神速的。

年11月,卡纳维拉尔角的航天发射中心综合发射设施#39开始动工,后来用于组装和发射搭载阿波罗系列飞船的土星5号重型运载火箭,也用于发射航天飞机。直到今天,网红火箭重型猎鹰,也是在39A发射台发射。当然,比起土星五号,重型猎鹰连弟弟都算不上。

对比地面上蚂蚁一般的轿车,来体验39号综合发射设施的宏伟和土星5号火箭的巨大吧。

同月,登月方案最终敲定,确定为月球轨道对接模式——这将是所需发射重量最轻,最有可能在年末之前,将人类送上月球的方案。

最终敲定的LOR方案示意图

年9月,仅仅两年时间,全新的载人航天中心在休斯顿落成,用于测试装备、训练宇航员等科研工作。如果当年有微博,少不得赞叹一句美国速度。这个航天中心后来为纪念林登·约翰逊,改名为约翰逊太空中心(JSC),也就是我们在电影中经常听到的“Houston,wegotproblem!”的那个休斯顿。

年11月,肯尼迪遇刺身亡,副总统林登·约翰逊继任,由他提议,将卡纳维拉尔角的航天发射中心改名为肯尼迪太空中心(KSC)。肯尼迪永远也见不到由他开启的事业的实现,但他对整个世界载人航天事业的影响是巨大的。

肯尼迪太空中心

年5月到年1月,四次火箭发射逃逸装置测试实验依次执行。

年2月26日,AS-,阿波罗计划的1号无人模拟测试发射,并进入轨道。

年7月5日,AS-,3号无人模拟测试发射,验证了土星1号B的点火能力。

年8月25日,AS-,2号无人模拟测试发射。1、2号测试验证了服务舱引擎和指令舱热盾的性能。2号因阿波罗飞船飞行准备问题,而延迟在3号之后。

年1月27日,在一次地面模拟发射倒计时试验中,实验舱出现故障,电火花引起了火灾,三名宇航员当场窒息死亡。这次故障由于舱内采用纯氧,火势刚一开始就无法控制。后来,所有的载人航天项目,舱内都改用氧-氮混合气体,阿波罗计划的宇航服也做了调整,变为了防火的宇航服,颜色也才变成我们所熟悉的白色。

阿波罗1号烧焦的指令舱

因为这次事故,NASA的局长换成了GeorgeLow。

年4月24日,阿波罗任务编号表发布,介于已经有3次无人任务发射升空,后续任务从4号开始计数。为了纪念上面提到的牺牲的三名宇航员,将他们的任务命名为阿波罗1号。

年11月9日,前无古人后无来者的巨型火箭——土星五号,搭载阿波罗4号升空。这是土星五号的第一次发射。阿波罗4号没有载人,执行了以月球返回轨道速度再入大气层的实验。月球返回轨道再入速度是远大于近地轨道再入速度的。

土星5号尺寸示意图,高达.6米

年1月22日,土星1B火箭搭载阿波罗5号无人飞船入轨。这是阿波罗飞船的月球模组LM(LunarModule),第一次进入地球轨道。实验中,LM上升段引擎意外在逃生模式中点火,出现故障。格鲁曼公司认为应该再进一步做实验,但最终,NASA还是决定下一次LM任务应当载人。

年4月4日,阿波罗6号发射,第一次载人,本是为了测试地月转移轨道的点火、应急放弃模式,并执行一次高速的大气层再入。然而土星五号的部分引擎出了问题,导致2级和3级火箭的损坏。最终只借用服务舱的引擎重复了一遍阿波罗四号的实验。

尽管连续出了两次很严重的故障,但是NASA局长GeorgeLow认为,下一次任务已经足够安全,可以载人了,直接取消了第三次无人测试。(我不知道当时宇航员心里的阴影面积到底有多大)

年9月15日,苏联的Zond-5号携带了一系列小动物,进行了环绕月球轨道的飞行。

前苏联Zond-5纪念邮票

年10月11日,阿波罗7号携带三名宇航员执行了为期11天的地球轨道飞行,检验了指令舱的性能。

年12月21日,阿波罗8号发射,成为了第一艘环绕月球的载人飞船。

阿波罗8号在月球轨道上拍摄的地球

本来阿波罗8号要执行另一个比较简单的地球轨道任务。但是一方面,眼看着刚造出来的LM部分一堆致命问题,没办法使用;另一方面,苏联人又刚刚将小动物送进了月球轨道,并可能在近期发送宇航员进入月球轨道。GeorgeLow一寻思,当即决定,算了,阿波罗8号直接去月球吧!

在阿波罗7号任务成功之前,这个决定一直是保密的。不得不说虽然美国人标榜自己是人权的捍卫者,但是美国人的选项里,从来就没有人权这两个字。

在美国的圣诞夜,三名宇航员吸引了全世界的注意,并将大量的月球轨道上的画面送进无数家庭的电视机。

年3月3日,阿波罗9号发射。本来阿波罗9号预计在2月发射,然而三名宇航员同时患上了感冒。这次任务实现了阿波罗飞船的在轨对接和EVA(Extra-Vehicularactivities),也就是出舱行走。

年3月18日,阿波罗10号发射。这次任务被称为是阿波罗11号的“带妆彩排”。除了真正登陆,其他所有在阿波罗11号上将要进行的任务,包括分离-再次交会对接,都执行了一遍。

观察上面这几个载人任务的时间安排,如此紧凑,而又如此冒险,说明阿波罗计划所用到的飞船,在制造之初,就没有考虑过失败。毕竟强敌在前,箭在弦上、不得不发。

一方面,当然可以像我之前所调侃的那样,指责美国人没有一点点人权,那些宇航员只是NASA的人肉飞行控制电脑。

但是另一方面,人类在探索的过程中,这种野心、激情甚至一点点疯狂,可能也是成功的关键要素吧?

3

“鹰已着陆”

超过一百万群众现场观看

一位美国副总统,一位美国将军,四名总统内阁,19名州长,40名议员,60位大使。

前总统约翰逊,也就是肯尼迪的副手。

家媒体,其中有3分之1来自于55个国家。转播到33个国家,共计2千5百万美国人通过电视观看。

这就是阿波罗十一号的发射现场。

年7月16日,这是50年前的今天。

13:32:00UTC(世界协调时间,比北京时间慢8小时)土星5号AS-搭载阿波罗11号升空。

+13.2,重力转向72.°

13:34:42UTC,一级引擎关机,一级火箭分离,二级火箭点火

13:41:08UTC,二级引擎关闭,二级火箭分离,三级火箭在数秒后第一次点火

13:44:00UTC,阿波罗11号到达了远地点.9km,近地点.2km的近地轨道。

16:22:13UTC,三级火箭再次点火,将阿波罗11号推入地-月转移轨道。

大约30分钟后,指令舱“哥伦比亚”与三级火箭分离,调头,再与刚刚分离的三级火箭内安装的登月舱“鹰”对接,将后者从三级火箭中拖拽出来。抛弃三级火箭。

在这之后,由于轨道速度的细微差别,阿波罗11号将会从月球公转方向前方切入月球轨道,而三级火箭将从后方切入。由于引力弹弓的效应,阿波罗11号将实现引力减速,哪怕点火失败,也能够回到地球。而三级火箭将被引力加速,抛向环绕太阳的轨道。

7月19日,经过三天的飞行,阿波罗11号终于到达月球附近。

月球景观,以及在“鹰”上拍摄的“哥伦比亚”

17:21:50UTC,阿波罗11号经过月球背面,服务舱引擎点火,减速进入月球环绕轨道。接下来的13圈轨道飞行中,成员反复观察预定的着陆地点。

预定的五个着陆地点,最终选定了2号

7月20日,这是人类历史上极为重要的一天。

12:52:00UTC,奥尔德林和阿姆斯特朗进入登月舱“鹰”,进行着陆的最后准备。

17:44:00UTC,“鹰”与“哥伦比亚”分离,科林斯独自留在指令舱“哥伦比亚”上,观察确认“鹰”的起落架正确展开,“鹰长出了翅膀!”。

从哥伦比亚上拍摄的“鹰”

从“鹰”上拍摄的哥伦比亚

随后“鹰”开始下降,两名宇航员发现,“鹰”比预期要早2秒左右经过地面特征标记,因此推断将比预期的着陆点更偏西。

下降过程中,LM引导电脑(LGC),反复报出1和1程序警告。但任务控制中心认为问题不大,要求继续下降。

下降过程中,阿姆斯特朗发现,电脑选定的目标处,石块比较多,于是决定避开此区域。他切入了半自动驾驶模式。

他赶紧调整引擎指向,维持住飞船的高度。

这个时候,它们的燃料预警灯亮了,意味着还剩5.6%燃料,大约还能用秒,要么着陆,要么放弃。

倒计时开始。引擎从月面吹起粉尘。燃料还剩80秒。

阿姆斯特朗全神贯注,以从扬起的粉尘中观察着陆地点。奥尔德林在一边负责读出飞行参数。燃料还有65秒。

四个着陆支架中的三个下方,有1.5米长的探针,接触到地面,舱室中的接触警报灯就会亮起。燃料还剩20秒,着陆!

引擎关机!此时只剩下98kg燃料。

“休斯顿,额。。。。”阿姆斯特朗停顿了一下,随后他改口道:

“这里是静海基地,鹰已经着陆!”

一时之间,整个任务控制室内的人,都仿佛活了过来!控制中心的联络员,CharlesDuke,激动地说话都不利索了,在重复静海这个词的时候,舌头一度打结。

“我们收到你们已着陆,你让我们这儿的人脸都憋蓝了,我们现在重新有呼吸了,非常感谢!”

这里是月球参考系,北纬0.71°,东经23.63°。鹰已着陆。

这是年7月20日,周日,20:17:40UTC。

4

在月球搞地球科学

登月之后,两人稍作休息,为EVA作了一番准备。本来任务规划中,两人应当先休息5个小时,但是两人都觉得自己根本睡不着。

奥尔德林还做了一番祷告。奥尔德林是他家乡一处小教堂的长老,这天也正值周日。彼时,NASA正面临一位无神论者的诉讼,这位无神论者认为,阿波罗8号的乘员在太空中诵读圣经,举办宗教活动,是非常不妥的。奥尔德林因此在私人频道完成了祷告。

事实上,美国作为基督教国家,连总统上任都要对圣经宣誓。无神论者的抗议,也只能是徒劳。

阿波罗11号的指挥官尼尔·阿姆斯特朗首先出舱。

年02:56:15UTC他留下了家喻户晓的名言:

“Thatsonesmallstepforman,onegiantleapformankind.”

人类的一大步00:08来自中科院地质地球所

数分钟后,巴兹·奥尔德林也出舱了。

奥尔德林出舱,由阿姆斯特朗拍摄

在两名宇航员出舱期间,登月舱内部是失压的,舱门敞开。倒是不必担心一旦舱门上锁了,会不会两个人就被困在月球上。

两人在插入美国国旗的时候,发现月壤非常松软细腻。但是这层月壤很薄,旗子往下插了一点点(大约5cm)就插不动了。旗子是尼龙做的,有点压皱了,而旗杆是L型的,在旗子上方还有一根横杆。稍微分析一下,就能知道所谓登月骗局里,无风自动的旗子是怎么回事了。这面旗子插得距离飞船有点近,本身又插得很浅,后来被飞船起飞时引擎喷出的气流吹飞了。

到达月球,接下来就要执行科学任务。实际上阿波罗11号的科学任务在着陆瞬间就已经完成了一小半——它本身最主要的使命,就是验证人类能否登陆月球。还有一小半,那就是验证人类能否从月球回到地球。所以剩余的科学任务非常简单。

阿波罗11号的被动地震仪

两人先简单采集了一些样品,并塞进宇航服的口袋里,防止在可能发生的紧急撤离时,无法带走正式的样品袋。随后部署了一些科研仪器,包括一台被动地震仪(PSE),用于测量月震;还有一台反光镜(LRRR),用于对地球和月球之间进行激光测距。

阿波罗11号的反光镜,防尘罩此时还没有取下

被动地震仪非常灵敏,阿姆斯特朗睡觉翻个身都能检测到,然而在21天后就坏了。此外他们还携带了地质锤和铲子。这么多样科学设备,全都是地球科学主要使用的设备。所以欢迎大家来地质与地球物理研究所。(瞬间出戏并被领导拖走)

阿波罗11号着陆地点和主要科学仪器的位置

奥尔德林用采样管采集岩心样品,他用地质锤敲管子,但是在15cm深度就完全无法敲动了,一共采集了两份岩心。他还用铲子挖了6kg表层土。

因为月球的微重力环境,两人发现所有的工作都比预期的要耗时,只好将记录样品的任务推后进行。

阿波罗11号拍照、仪器布设位置示意图

05:11:13UTC,两人重新回到登月舱内,关闭舱门。登月舱恢复气压,他们收拾收拾就睡了。

17:54:00UTC,“鹰”的上升段与下降段分离,登月舱起飞升空,去与哥伦比亚汇合。

他们要回家了。

5

大丈夫,生当如是

21:24UTC,7月21日,“鹰”的上升段与哥伦比亚交汇。

已经没有了下面的“鹰”,哥伦比亚拍摄

21:35UTC,对接,他们随后将样品和资料从“鹰”中转移到哥伦比亚上。

23:41UTC,“鹰”被抛弃,留在月球轨道。哥伦比亚开始准备回到地球。

年7月24日,16:50UTC,哥伦比亚号的返回舱溅落在太平洋上,由大黄蜂号航母救援接回。至此,英雄们的任务终于完成了一半。

为什么是一半呢?那个时候,“月球没有生命”,只是个猜想。所以宇航员经历了严密的隔离,比他们飞行的任务时间还要长,防止他们带回外太空的危险生物。时任美国总统尼克松第一时间与隔离舱内的宇航员们见了一面,发表了一番给民众打鸡血的演说。

到了今天,尼尔·阿姆斯特朗、巴兹·奥尔德林和麦克·科林斯,已经是人类探索太空的标志。转眼五十年,阿姆斯特朗(–2)已经去世,另外两人也已经垂垂老矣。人类是一种短生的物种,如何在有限的人生中,做出伟大的贡献,永远是人类核心的思考。

阿姆斯特朗、科林斯和奥尔德林并不仅仅代表他们自己,还代表了我们所提到的:那40万NASA的雇员、2万所大学和工厂,代表了一个雄心勃勃,大胆奋进的美国,代表了一段人类争先恐后攀登科学高峰的时代,代表了全人类的好奇心和探索欲。

近些年,人类在科学上的雄心壮志,似乎被一些无关紧要的琐事所消磨,美国也渐渐堕落成了一个只会用 和航母舰队勒索、欺压其他国家的恶霸,更不要说前苏联也自己瓦解了自己,如今全无继续探索的能力和愿望。

正是在这种时候,我们纪念阿波罗11号发射50周年,这次伟大的启程,这次用全国之力托举起来的伟大的探险。我们怀念当初雄心勃勃的美国,我们发出“大丈夫生当如是!”的感慨,不仅仅是瞻仰它,怀念它,而更是希望能够继承它、超越它、升华它。

我们常说,我们的征途是星辰大海。这是我们好奇心的显现,是我们自发的,对探索未知的向往。阿波罗计划起于仓促、成于冒险。如今的我们脚步坚实、目光坚定,又有什么能阻挡我们呢?

毕竟人类的好奇心,生来就是为了战胜不可能!

本文图片来自WikiPedia,NASA,纪录片《Apollo11》

美编:王日晶

校对:黄志伟

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