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阿波罗计划前夕,NASA不为人知的失败,

来源:水星 时间:2025/2/8
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随着印度的探测器顺利进入月球轨道,俄罗斯宣布“重返月球”,人类登月话题再次被点燃。其中,美国的阿波罗计划在几十年后的今天还是倍受质疑,成为人类太空探索中一大“悬案”。那么,美国人到底有没有登上过月球?阿波罗计划到底是人类的一次大跨步发展,还是好莱坞的一次作秀?今天馆长从另一个角度剖析NASA阿波罗计划的真实性。

阿波罗计划一直以来都是网友们津津乐道的话题。虽然有很多照片和视频资料,以及航天专家的背书,但仍然有很多小伙伴对美国登月都保持着将信将疑的态度,甚至嗤之以鼻认为这就是美国人的骗局。

其实很多人对阿波罗计划的了解都是从阿波罗11号开始的,阿姆斯特朗的脚印、阿波罗13号的惊险还有在月球上“狂飙”的月球车。这样一来就容易出现一个误区,就感觉登月计划就是阿波罗11号登月开始的,其实并不是。

美国的登月计划重心虽然是在阿波罗,但在阿波罗1-10号以及之前做的工作都是鲜为人知的,馆长带着大家一起了解一下阿波罗计划——前夕。

原起

美苏争霸大家都非常熟悉了,馆长在这就不多做赘述。美苏在航空航天上的竞争可以说是摆在明面上大家看到最清楚的一大项目,双方你追我赶。在阿波罗计划之前,无论是首次发射人造卫星还是载人航天,前苏联都领先于美国。年4月12日,前苏联航天员加加林身着90千克重的太空服,乘坐重达4.75吨的东方1号载人飞船进入太空,成为世界上第一个进入太空的人。这一次的成功,让前苏联举国欢呼,让美国人着急。

就在加加林进入太空后的两个月,美国时任总统肯尼迪就宣布美国人要登月,要比苏联人更快一步登陆月球。那时候,这个决定震惊的并不是苏联人,而是美国人自己。因为在肯尼迪向国会提出去月球前的20天也就是年5月5日,美国人刚把一名航天员小艾伦·舍巴德送上亚轨道飞行,仅在太空中飞行了15分钟,理论上并没有真正进入到轨道。所以别说载人登月,在当时载人航天都是NASA需要突破的领域。

然而,NASA是直接进行阿波罗载人登月的吗?并不是,从年宣布载人登月至年阿波罗11号首次载人登月,8年间除了阿波罗计划登月所需的硬件需求研发外,NASA还进行了4项计划以确保阿波罗计划的顺利进行。

先驱任务

徘徊者探测计划

从年8月~年3月,美国先后向月球发射了9颗“徘徊者号”探测器,那时候人类对月球的认识还停留在用望远镜观察月球表面,如果像这样对月球的认识不充分,就贸然登月是非常危险的。所以,登月辅助计划第一计划“徘徊者探测任务”开启。

徘徊者计划的主要目的是为了研究整个月球的外观,测量月球附近的辐射和星际等离子体等,评估月球环境对载人飞船着陆任务的影响,以便为阿波罗登月作准备。徘徊者任务是以撞击月球为导向,为接下来的探测器软着陆做好充分的数据支撑。

徘徊者任务起初并不顺利,前5次任务均以失败告终,徘徊者1、2号任务甚至没有飞出近地轨道,再入烧毁在了地球轨道。直到年1月30日,徘徊者6号顺利发射,进行了第一次硬着陆,2月2日撞在月球静海区。但由于摄像系统的损坏至此徘徊者任务还没向地面传回一张月球表面的照片。

时间来到年7月28日,徘徊者7号发射,这一次任务是整个徘徊者任务的第一次完全成功,这次任务徘徊者7号在31日撞击月球云海前,发回了幅月面图像。徘徊者8号、9号也分别撞击在了静海和阿尔芬斯环形山,传回一万多张月面照片。至此,徘徊者计划结束,登月计划第一步完成。

勘测者号探测器任务

基于徘徊者任务的数据支撑,勘测者探测器开始着手进行月球着陆的试验。

年5月30日发射的勘测者1号是美国第一个实现月球软着陆的探测器,着陆点在风暴洋地区。它向地球发回张黑白月面照片。不过美国还是晚了一步,同年的2月4日,苏联“月球9号”成为第一个成功在月球上软着陆的探测器。这个第一还是被前苏联抢先了一步。

但这次任务体现了美国在年就已经具备了深空网络通信,原本计划在勘测者任务前,发射第一颗月球轨道器,对着陆点进行实地拍摄后再进行一系列着陆计划,但由于月球轨道器几划中的摄影系统延期,导致勘测者计划只能依靠地面的深空网络。

随后,勘测者2号由于三台微调发动机失效,导致着陆失败。

年4月17日,勘测者3号发射,这是美国第一个装备月球取样设备的探测器,它按地面指令在月面掘出岩样,供给月壤分析器分析,同时发回张照片。它使用飞行前携带的铲子挖掘土壤,深度达18厘米,通过观察和读数显示月面的土壤与地球的海边滩沙相似,适于登月舱着陆。

而勘测者3号也是唯一一个着陆月球后遇到过人类的探测器,在勘测者3号着陆的三年后,阿波罗12号降落在了附近不远处,阿波罗12号成员回收了勘测者3号的部分零部件,用于地面研究在月面长时间曝光对物体产生的影响。

7月14日勘测者4号出发,在顺利抵达月球后,在按程序着陆前的几分钟与地面失去了联系,任务宣告失败。同年又发射了勘测者5号和6号,这两次任务探测器携带了阿尔法散射实验仪,首次进行了月壤的化学成分测定和化学分析。

年1月7日发射的勘测者7号实地调查了阿波罗飞船的登月点和具有代表性的月面,发回了幅图片,证明勘察的一些地区有足够的支撑硬度,可以保证载人的“阿波罗”飞船降落,但照片中也显示月面上有一些碎石,可能妨碍载人着陆,这些情况对“阿波罗”飞船的降落十分重要。

月球轨道环绕器任务

在登陆月球前,NASA还需要绘制月球地图给阿波罗登月计划做落点分析。

月球轨道器的摄影子系统在这一系列的任务中发挥着充分作用。轨道器的整体由波音公司设计,月球轨道飞行器的摄影子系统是由伊士曼柯达公司为美国国防部研发的侦察卫星改造而成的。它被安置在一个椭圆形铝合金外壳中,镜头通过壳体侧面的石英窗观看月表,分别为:

80mm焦距、f/4.5广角透镜,提供月球表面中分辨率视图;

mm焦距f/5.6窄角透镜,提供月球表面高分辨率视图。

这些镜头同时在一卷70毫米宽的柯达SO-胶片上使用1/25、1/50或1/秒的曝光量拍摄图像。胶片是柯达的高对比度、细颗粒航空测绘专用产品。

年8月9日,经过了几次推迟后月球轨道飞行器1号终于顺利发射。这是美国第一颗成功进入月球轨道的探测器。到这可能有小伙伴会问,那前两个任务不算吗?甚至都软着陆了。徘徊者和勘测者都是直接接触月球表面,并没有进入一个稳定的环月轨道。

插个题外话:虽然这是美国的第一颗月球轨道探测器,很可惜人类的第一颗还是在同年的4月3日被前苏联的月球10号抢先。不像美国这种务实的探索精神,月球轨道器1号搭载了当时最先进的摄影系统用于支持登月计划。而前苏联的月球10号并没有搭载摄影系统,却搭配了一套最先进的音响,让《国际歌》在苏共23大会议期间响彻月球。

这个计划的目的是为了在4月4日大会期间直播月球传回的画面,让地面的人看到《国际歌》在月球轨道播放。但是问题出现了,在4月3日晚的第一次彩排顺利进行,但在随后的第二天早上的排练中测试人员发现,这首歌的一个音符不见了。由于担心如果遇到任何进一步的问题会产生影响,在第23届大会期间播放了在初始测试期间录制的《国际歌》,这与向大会和世界其他地方公开宣称“这是来自月球的实况转播”的说法相悖。这一秘密一直保密到20世纪90年代苏联解体之后。

年11月6日上午,月球轨道器2号成功发射。NASA的深空网络在月球轨道器2号发射后51分钟左右就开始了跟踪行动。与前一代不同,月球轨道飞行器2号迅速与太阳和卡老人星对准,开始向月球巡航。月球轨道器2号任务比较顺利,在任务期间成功地实现了所有主要目标,向地球了传回丰富的月球表面高分辨率新图像。

月球轨道器2号有一张著名照片,拍摄于哥白尼陨石坑以南公里的地方。这张照片首次揭示了月球是一个“真实”的地方——它有一个引人注目的三维景观,包括3公里深的陨石坑和高达米的悬崖,一系列中央山峰散布在方圆16公里的地方,高出陨石坑地面至米。这壮观的景色被一些媒体称为“世纪图片”。

随后月球轨道3号拍摄了65万平方公里的月球近端和万平方公里的远端。NASA根据对这3次月球轨道器任务传回的照片进行分析,到年4月科学家们为即将到来的阿波罗任务选择了八个初步着陆地点。其中一个指定地点2最终将成为年7月20日阿波罗11号任务的着陆地点。地点7作为勘测者3号任务的着陆地点,后来被选定为阿波罗12号任务的着陆地点。

在轨道器3号结束前,进行了延伸任务——测绘月球的引力场。在公里的高空环绕轨道飞行,模拟阿波罗标准的“英里”月球轨道,并进行跟踪演习,对月球引力场进行更精确的测绘。

年5月4日,月球轨道器4号成功发射,这是人类首颗月球极地轨道探测器。

随着6月1日拍摄任务的完成,月球轨道器4号成功地拍摄了99%的月球正面,分辨率大大超过了以往的地面拍摄。这些照片揭示了月球表面惊人的地质细节,特别是在以前看不到的极地地区。大约80%的月球远侧也以较低的分辨率成像。

月球轨道器5号,计划内最后一颗探测器,于年8月1日成功发射。轨道器5号分别对阿波罗计划14、15、17号任务的着陆地进行勘测,填补了前4次任务中没有覆盖到的1%的月球表面照片。根据月球轨道器的成果,年2月出版美国国家地理出版了第一张月球全景地图。

在任务最后,月球轨道器5号还留下了自己最后一张照片,它将底部的小石英反射镜反射太阳光七个天文观测站首次尝试观测轨道器,最终位于亚利桑那大学的卡塔莉娜天文台使用1.5米反射望远镜和一系列五秒和十秒的曝光照片,最终发现了它。月球轨道器在明亮的月球边缘上方出现,表现为一条大约与12等星一样明亮的条纹。

月球轨道器计划5次任务全部圆满完成,这对于前两次都一波三折的计划而言极大的提高了美国的航天自信。同时也为阿波罗计划全部落点全部完成选定,接下来介绍最重要的一环,双子星座计划。

双子星座计划

年5月5日美国人刚刚进行首次载人飞行,50天后的5月25日登月计划提出,6个月后的11月“双子星座计划”正式启动。

开启阿波罗登月计划后,原有的“水星”计划已经不足以支撑登月的技术需求。整个“双子星”计划的目的是在“水星”计划的基础上为“阿波罗”载人登月计划提供飞行的实验,准备各种技术条件,主要任务是研究人在失重条件下长期太空飞行的种种问题,以及发展轨道机动、会合和对接技术,还有航天员的舱外活动能力。

年03月23日双子星3号,首次双人飞行。3个月后的6月3日美国人爱德华·怀特首次进行了舱外太空行走。年12月15日双子星6号与双子星7号首次进行交汇飞行。年03月16日双子星8号,首次与阿纳金目标飞行器对接

该计划历时5年,完成了10次环绕地球轨道载人飞行,每次2人,共耗资接近13亿美元。

登月储备4大计划并不是%的成功,前期的工作不断积累的数据和技术积累助力阿波罗计划的完美。内容,馆长将带着大家直击阿波罗计划1—10号的任务过程,看看它的成功并不是偶然。

年,大家对阿波罗计划还有什么质疑的地方,欢迎评论区讨论。

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