探索宇宙的知識

九天攬月——“登月計劃"

1969年7月16日,是人類曆史上不平凡的一天。

淩晨4時15分, “阿波羅”1 1號的3名宇航員被喚醒了,起床後醫生立刻為他們查身體。5時整,宇航員在宇航綜合大樓用過早餐,半小時後由技術人員為他們穿上了盔甲式的航天服,然後宇航員和人們握手告別,在場的工作人員都衷心祝賀他們圓滿成功地完成這次曆史使命。宇航員驅車直達39號A發射台,到達發射台的時間是6時40分,在對宇航員進行最後一次檢查後,宇航員乘電梯上升到100米高處,跨過接連橫橋進入飛船的宇宙艙。7時30分,工程師們關閉了指令艙入口,並細心檢查了艙門的密封情況。到此為止,離正式發射時間還有2小時2分。

等待發射的,不隻是飛船內的宇航員和在發射場的3000多名工作人員,還有守候在發射場內和發射場四周以及在附近海灘船隻上的總共約100萬名觀眾。其中有專門被邀請來觀看發射的貴賓,有美國的全部國會議員,近百名外國使節,還有專程從各國趕來的從事航天技術工作的科學家、專家、以及更多的普通觀眾。宇航發射中心附近的45個飯店和25個簡易旅館都住滿了客人。正式發射前6小時,記者席已座無虛席,各種通訊攝影裝置已擺好陣式。此外還有億萬電視觀眾守候在電視機旁,等待那偉大時刻的到來。

發射前5分鍾,控製中心發出起飛信號。

發射前3分10秒,全自動發射程序開關係統開始工作,火箭燃料罐內的壓力緩緩上升。

還有45秒,奧爾德林打開了開關板上的磁帶飛行記錄儀。

倒數計時開始。

9秒,正式點火。

7秒,第1級火箭發動機噴出紅色火焰。

4秒,全部發動機工作,噴出的火焰由通紅變成桔黃色。

這時,離發射台不遠處的一個小槽內的幾十個高壓噴嘴開始向發射台和台下麵的鋼甲板猛烈澆灌冷卻水,近3000℃的高溫立刻使水變成一大片霧騰騰的蒸氣,這對發射台能起到保護作用。

倒計數的時間減到零,正是美國東部時間上午9時32分,.飛船指令長的控製中心同時發出一聲震撼人心的喊叫: “起飛!”

在如火山爆發的滾滾濃煙中, “土星”5號火箭顫巍巍卻又穩健地騰空升起,拖著500多米長的火焰離開發射架,火焰成為一個外紅內白的火球直向藍天飛去。

這時,位於德克薩斯州的休斯頓航天中心的監控室內,人們正全神貫注地監視著屏幕。

2分42秒,第2級火箭的5台發動機點火工作,第一級火箭被扔掉,此時飛船的速度為2.7公裏/秒。

3分17秒,救生火箭被甩掉。

9分11秒,第2級火箭燃料燃盡被扔掉, “阿波羅”11號的飛行速度達到6.8公裏/秒。

第3級火箭的發動機可以多次啟動,用以調整宇宙飛船的飛行方向,準備進入軌道。發射後9分5秒,它被啟動噴射了2分35秒,使宇宙飛船以7.67公裏/秒的速度,準確地進入了環繞地球的軌道。並在這個軌道下環繞地球飛行兩個半小時,在這段時間內調準角度和位置,從人造衛星的軌道上再次發射並向月球進發。在距第一次發射後的2小時44分, “阿波羅”飛船已經繞地球轉了約1周半,宇航員們開始忙碌起來。他們仔細檢查了所有設備。第3級火箭開始工作了,宇宙飛船的速度增加到每秒10.5公裏,7月16日中午12時22分, “阿波羅”ll號終於掙出了地球這個搖籃,按預定計劃進入奔月軌道。

路途是遙遠的,地球與月球相距38萬公裏, “阿波羅”11號繞著橢圓形的軌道向月球奔去,要飛行3個晝夜才能達到目的地。發射後3小時16分,按照休斯頓的命令,“阿波羅”1l號與“土星”5號第3級火箭分離,登月艙在第3級火箭上,這是為了把登月艙調換到前麵去。柯林斯操縱著,用9分鍾的時間慢慢地使飛船與登月艙對接成功,宇航員們又卸下登月艙和指揮艙之間的封閉板,接好電源電纜,使兩部分連成一個整體。

宇宙飛船發射後4小時10分,第3級火箭完成使命,徹底和飛船脫離。這樣,登月艙就在飛船的前麵。登月艙的後麵是指揮艙和服務艙。服務艙內裝有發動機,宇航員們返回地球時要靠這台發動機。

進入奔月軌道6小時後, “阿彼羅”1l號飛船已經離開地球8萬公裏,飛船開始自轉飛行,它一麵沿著宇宙軌道進發,一麵以每小時3周的速度緩緩自轉,自轉的目的是使飛船的各部分都能均勻承受太陽的熱量。因為遠離地球的太空是真空的,向陽的一麵溫度很高,而背陽的一麵又溫度極低,如不自轉,飛船的外殼就會由於巨大的溫差熱脹冷縮而受到破壞。每當向陽時,強烈的陽光透過窗戶照進艙來,艙內一片明亮,當背陽時,艙內就漆黑一團,似乎在每一個小時內都要經曆3次日出和日落。

按飛行計劃規定,從發射開始的當天晚上23時5分,也就是飛船發射後的13小時33分,是宇航員們“第一夜”就寢的時間。由於飛行順利,宇航員們的精神格外振奮,他們毫無睡意,但還是按時就寢了,一個個爬進了睡袋。當然這個睡袋是固定在艙內的,不然宇航員們又得在艙內飛來滾去,在天花板和地板上亂撞。

第2天上午10時37分, “阿波羅”11號越過了地球與月球軌道的中心線。由於地球引力越來越小,月球引力越來越大,飛船的實際軌道和速度與原計劃的軌道和速度會有微小的偏差,所以要通過火箭的噴射來修正一下宇宙飛船的航向並調整速度。

這天下午17時32分,在全美電視網的預定節目裏, “阿波羅”11號飛船在距地球237854公裏遠的地方,向地球進行了第二次彩色電視傳播。這次播送持續了35分鍾,觀眾通過電視屏幕清楚地看到了宇航員們在太空的生活實況。柯林斯在飛船艙內飄上飄下,表演了失重的現象;宇航員還詳細地為大家介紹了一般人罕見的宇宙食品和特殊吃法。

7月19日早晨7時30分, “阿波羅”ll號離月球隻有28000公裏了,月球近在咫尺,飛船就要進人繞月軌道了,這時飛船必須減速,否則就會從月球旁邊一擦而過,進入不了軌道。這就要靠服務艙的火箭發動機來起作用了。這時的發動機作逆向噴射,讓反作用拖住飛船的後腿,使飛船速度納人引力的範圍,成為月球人造衛星,進行繞月飛行。

為了保證這一過程完全準確,從上午8時30分開始,3個宇航員花了近5個小時,仔細檢查了每一個儀器和係統。休斯頓宇航中心匯總了世界各地負責追蹤的衛星、飛機及艦船發回的數據材料,迅速計算出“阿波羅”11號飛船進入繞月軌道的各項參數,然後發送給宇宙飛船。柯林斯和奧爾德林反複核算後,由指令長阿姆斯特朗輸入計算機。飛船上的操縱開關全部放在“自動”位置,讓計算機來主宰一切。

3名宇航員目不轉睛地盯著計算機指示器,小心翼翼地操縱著飛船。同樣緊張的氣氛也籠罩在休斯頓的控製指揮大廳,坐在廳內的全部人員都緊緊盯住麵前的熒光屏,他們要隨時掌握飛船的航跡。

飛船的速度減慢了,這時飛船轉到月球的背麵,服務艙發動機開始噴火,飛船內的宇航員已經能夠看到月球表麵的顏色了。月球表麵是銀灰色的,當飛船繞月飛行了3周後,阿姆斯特朗又一次舉起攝像機,讓人們看到月球荒涼的外貌。按預定的計劃,將用1天的時間進行繞月飛行,他們在地麵指揮中心的指導下修正了軌道,使其成為一個近似圓形的軌道,以便登月艙能準確地降落在預定的登月地點。他們對月球進行了仔細的外圍觀察,察看了著陸地點附近的地形外貌,又對艙內進行了周密細致的檢查。

3個人忙碌了整整1天後,又按規定時間進入了夢鄉。

7月20日早上7時,飛船上的3名宇航員被指揮中心喚醒,人類登月創舉將在這天實現。

9時22分,3個同齡人要暫時分手了。登月駕駛員首先由指揮艙進入登月艙。20分鍾後指令長阿姆斯特朗和柯林斯相互告別,進入登月艙。然後柯林斯將連接登月艙和指揮艙之間的通道封閉,他將留在指揮艙內,不參加登月,等兩位夥伴完成任務後再去接應他們。從現在起將使用代號了,登月艙被稱為“鷹”,而指揮艙則被稱為“哥倫比亞”。

13時17分,柯林斯在“哥倫比亞”內發出脫離的信號,“鷹”逐漸離開了母船, “哥倫比亞”仍在繞月飛行。“鷹”向月球飛去,月亮越來越大了,這時宇航員們看清了月球的麵目,它完全不像我們在地球上看到的那樣晶瑩美好,而是坑坑窪窪,凹凸不平,還有許多巨大的岩石,這使得兩名宇航員不得不小心翼翼。終於,艙內的藍色信號燈亮了, “鷹”感到一下猛烈的撞擊,搖晃幾下後穩定下來。

登月成功了!

1969年7月20日,美國東部時間下午4時17分, “阿波羅”11號的登月艙安全降落在月麵,著陸地點在預定地點中心偏西南9.5公裏的地方。

“阿波羅”11號登月的成功,是現代科學技術的結晶,是數十萬人辛勤勞動的結果。

按預定的計劃, “鷹”在月麵共停留22小時。

經過兩小時的緊張準備,登月艙門緩緩打開了,奧爾德林手持電視攝像機,將鏡頭對準站在舷梯上端的阿姆斯特朗,準備將這組珍貴的鏡頭全部拍下來並傳回地球,而地球上幾萬人的目光也同時緊盯著電視屏幕上的阿姆斯特朗。隻見他穩步走下39級的舷梯,當他伸出一隻腳踩到月麵時,他說出了一句富於哲理的話: “對於一個人來說,這是一小步,可是對於人類來說,這是巨大的一步。”

的確,對於人類來說,這是邁出的巨大的一步,是人類探索宇宙的一個巨大飛躍。月麵上第一次留下了人的腳印。月麵有一層又鬆又軟的沙粒,宇航員的腳印是清晰的。奧爾德林用攝像機始終跟著阿姆斯特朗。在阿姆斯特朗登上月麵15分鍾後,看來一切正常,奧爾德林才離開登月艙,當他下到舷梯最後二三級時,放心地向月麵縱身躍下,這時月球上有了兩個地球來客。兩名宇航員開始在月麵小心翼翼地走動,走著走著就大膽起來,竟然像孩子似地向前跳躍行走。後來他們發現用比較長的彈跳式步伐前進,既輕鬆又走得快,好像袋鼠行走。他們的這種步伐使電視機前的觀眾感到既新鮮又吃驚,因為他們的航天服和氧氣筒連同他們本身的重量足有230公斤,可是在月麵行走竟是如此輕鬆!緊接著兩名宇航員將一麵長22.5厘米、寬19厘米、厚1.5厘米的不鏽鋼板紀念碑安裝在登月艙著陸架的旁邊,上麵有用黑色合成樹脂壓鑄成的地球東西兩半平麵圖。還有一段以兩名宇航員署名的文字: “1969年7月,太陽係行星——地球上的人類,首先在月麵留下足跡,我們僅代表全人類來此進行和平的旅行。”

接著兩名宇航員又取出一麵長1.5米,寬0.9米的美國國旗,掛在1根長約2.5米的鋁製旗杆上,插在離登月艙幾米遠的地方。

23時47分,美國前總統尼克鬆和月球上的兩名宇航員通了話,他說:“今天,對每個美國人來說是一生中最自豪的日子,對全人類來說也是如此,由於你們獲得的成功,宇宙已成為人類世界的一個組成部分。”

阿姆斯特朗和奧爾德林在月球上主要有兩項任務:采集月球標本和放置實驗儀器。對人類來說,月球上一切東西都是寶貴的,都值得帶回地球。但在月麵采集標本並非易事,首先要克服由於穿著笨重的航天服而行動不便的困難,還要保證所采集的標本不受汙染,采集時一舉手一投足都要格外小心。他們所帶的工具都經過專門的設計和特殊的製造。

除采集月球表麵標本外,他們還鑽取了下層岩石標本,到7月21日零時6分,總共約20公斤重的標本被裝進了登月艙。

月球探險的另一項工作是安裝實驗儀器。在地球上重45公斤的自動月震儀,在月球上一個可以人輕輕提著走,這是因為月球引力隻有地球引力的六分之一。月震儀的功用是將感應到的月球震動通過無線電波傳回地球。由太陽能電地供應電源。激光反射器是將來自地球的激光脈衝反射回去,借以測量月球和地球之間的距離。安裝好這兩台儀器花了40分鍾。.零時56分,預定在月麵工作的時間結束,在休斯頓宇航中心的指令下,阿姆斯特朗和奧爾德林返回了登月艙。淩晨l時10分,登月艙完全閉合,從登月艙門開放到閉合,曆時2小時31分鍾。人類在月球表麵第一次探險宣告結束。

在登月艙內。兩名宇航員換下月麵航天工作服,然後開始整理東西。因為月球標本增加了飛船的重量,必須把沒有用的東西全部清除出去,總共將價值100萬元的東西扔在月球上,然後開始睡覺,此時已是3時57分。

當阿姆斯特朗和奧爾德林登月探險的時候,柯林斯一直駕駛著“哥倫比亞”在離月麵110公裏的地方繞月飛行,他的任務是擔當中繼站工作;同時要密切關心兩位夥伴的安全,隨時準備去救援他們。他的另一項工作是利用光學測量儀計算飛船的繞月軌道,不斷校正飛船的飛行姿態與位置。

7月21日上午11時15分,登月艙內的兩名宇航員被喚醒,準備飛離月球,去和“哥倫比亞”對接。他們首先打開雷達儀,接收並測量“哥倫比亞”的行蹤,而柯林斯和地麵指揮中心不斷將“哥倫比亞”的軌道數據輸入“鷹”的計算機內。 “鷹”的計算機根據這些輸入的數據和原來貯存的數據加以計算,就能算出月麵發射的準確時間。

7月21日下午2時53分,宇航中心向登月艙發出可以離開月球的命令,接著“哥倫比亞”從“鷹”頭頂飛過,登月艙上升節段發動機也開始點火, “鷹”從月球飛起了。阿姆斯特朗和奧爾德林在月球共逗留了21小時36分。

登月艙從月球發射沒有正式的發射架,是以下降節段代替發射架來完成發射工作的。 “鷹”以0.8米/秒的速度平穩地上升,再次進入繞月軌道和“哥倫比亞”一起成為月球的衛星,他們都使用雷達和光速走向儀不斷修正各自繞月軌道和飛行角速度。經過了半小時的繞月飛行,兩個飛行器對接成功了。還是由柯林斯卸下封閉板,然後和兩個戰友將采集到的月球標本資料拖進指揮艙,然後又密封通道。至此,分別了1天半的戰友又歡聚在一個艙內。而為人類登月工程立下汗馬功勞的登月艙被母船扔掉了。它的最後一次貢獻,就是減輕“阿波羅”飛船的重量。它作為一個人造月球衛星將一直圍繞月球飛行。

7月22日零時10分,地麵發來返回地球的命令,休斯頓宇航中心與“阿波羅”11號飛船之間交換了位置、時間和數據,通過計算機的運轉,服務艙的發動機準時點火噴射, “阿波羅”11號衝出了繞月的軌道,勝利踏上返回地球的航程。

由於登月使命圓滿完成,在返回的路上,3名字航員情緒飽滿,宇航員通過電視屏幕向電視觀眾表演了神奇的太空失重現象,像玩雜技那樣飄浮旋轉,使水滴在飛船內成為小球,然後騰空用嘴吸飲。7月23日,宇航員進行了最後一場曆時12分鍾的彩色電視廣播,3名宇航員還發表了演說,內容雖然各有側重,但都一致提到這次登月飛行的成功,是所有參與人員共同努力的結果,登月的成功不隻是屬於他們3人,也不隻是屬於美國,而是屬於全人類。

為了迎接登月宇航員的勝利歸來,美國政府組織了龐大的歡迎陣容,美國海軍派出一支龐大的救撈船隊,它包括9艘船隻,54架飛機,近。7000名海軍人員。 “大黃蜂號”航空母艦是這個救撈船隊的主角,它停泊在“阿波羅”11號降落的地方——夏威夷島西南方約950海裏處。在“大黃蜂號”的飛機庫裏設有一個臨時防疫站,宇航員經過這裏的初步檢疫,然後被送到休斯頓宇航中心的檢疫所去隔離檢查。

此外,還有12架直升機和2架噴氣偵察機隨時準備起飛,2艘驅逐艦和l艘追蹤艦嚴陣以待,整個宇航員的返航和歡迎儀式實況,通過“大黃蜂”號上架設的活動電視發射裝置來播放。彩色電視訊號分別發送給太平洋、大西洋和印度洋上空的國際通信衛星,再轉送到全世界約1000家電視台,估計全世界有49個國家約5億人通過電視屏幕收看了返航儀式。還有更多的人收聽無線電實況廣播。

此時,飛船上的3名宇航員既緊張又興奮,重人大氣層是這次月球之行最後一道關口,他們必須操縱飛船以準確的角度進入大氣層,如果進入角度過小,飛船有可能擦過大氣層表麵又被彈回宇宙,如果角度過大,宇宙飛船將和大氣猛烈撞擊,就有可能像流星一樣被燒毀。經過多次校正,飛船終於準確地進入了軌道。

7月28日中午12時22分,服務艙完成使命後被扔掉,墜人大氣層燒毀。12時35分,指揮艙以每秒11公裏的速度墜人大氣層,由於空氣的猛烈摩擦,飛船外表的溫度達到3000~C,整個飛船像一個紅色的火球徐徐下落,當它進入人們的視野時, “大黃蜂”號甲板上的人們頓時發出一片歡呼。10分鍾後,一聲巨響,飛船指揮艙濺落在太平洋上。指令長阿姆斯特朗宣布: “我們已濺落。”時間是1969年7月28日美國東部時間中午12時55分22秒。經過195小時18分22秒的飛行, “阿波羅”11號宇宙飛船完成了人類首次登月任務後,平安返回地麵。

“大黃蜂”號航空母艦全速向濺落點駛去,尼克鬆在艦上用望遠鏡觀看,海軍樂隊奏起了進行曲,搭載宇航員的直升機緩緩降落在寬大的甲板上,3名宇航員立刻被迎進臨時防疫站,尼克鬆總統隻能隔著玻璃窗,通過麥克風向3名宇航員表示熱烈祝賀。在掌聲和歡笑聲中,隨軍牧師念起祈禱詞,這種別開生麵的歡迎儀式到此結束。

從月麵帶回的資料標本、音像製品以及各種數據,在休斯頓的“月球返回接待研究所”裏將被研究處理。3名宇航員在醫生的陪伴下被隔絕了3個星期,讓醫生作徹底的檢查,將檢查測試數據與登月以前做比較。同時他們還要把在空間做的試驗和科研項目逐項寫出詳細的報告。隻有在這一切都完成後才能“恢複自由”。

繼“阿波羅”11號宇宙飛船登月之後,美國又接連發射了“阿波羅”12號至17號等6艘飛船,其中除“阿波羅”13號因服務艙的氧氣箱破裂而放棄登月外,其餘5次均獲成功。1972年12月隨著“阿波羅”17號飛船在太平洋濺落,整個“阿波羅”工程宣告結束。在“阿波羅”12號到17號飛船的6次飛行中,又有21名宇航員,其中有12名踏上了月麵,他們先後在月球上安放了5座核動力科學實驗站、6個月震儀和25個測試儀器,將3輛月球車送上月麵,共帶回400公斤的月球土壤和岩石標本,全世界有幾十個實驗室得到了月球標本。