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人类 50 年前的第一次登月,对整个月球研究的贡献占了 50 %

图片:《阿波罗 13 号》

在 2019 年人类登月 50 周年来临之际,应如何评价登月这一历史事件?

张晟宇,卫星工程师

关于登月的书籍、文章、资料、影片等真的是浩如烟海,我就直接聊聊一些个人的看法吧。

1.不逼一下自己,都不知道自己多 NB

登月如此复杂,如此巨大的工程能够在这么短的时间里完成,说到底是肯尼迪总统带着全美赌的一口气,是个典型的逼出来的结果。

第一颗卫星晚了一点,第一次载人晚了一点,所以想要一次性碾压对手就要挑选出一个具有巨大展示度,对手又几乎没有能力可以完成的任务。Vola! 登月,显然就是放在肯尼迪总统面前最为理想的选择了。

于是总统大人开了几次会,见了几个人,拿出了他的拿手戏,就是电视演说,不要小看电视演说啊,那是 60 年代的新媒体啊,威力巨大。总统抓住了这个机会对他的人民和全人类说出了那两个字:登月,如果非要在这两个字上加一个期限的话,他希望是十年。

十年可能可以磨出一把剑来,但是看看如今技术如此发达的美国一个空间望远镜造 2,30 年,要把人送到月球,还要活着弄回来,我觉得这个活你给任何人,任何机构都没人敢接的,典型的是要砸手里,吃不了兜着走的活。可是不但有人敢接,还真把这活给干成了。在伟大的探索面前,理智可能就是绊脚石,伟大的机遇是留给伟大人物的。

肯尼迪总统虽然自己没能亲眼看到登月的伟大时刻,但是最终的实现就在他告诉全世界的时间限期内,真的是不逼一下自己都不知道自己多 NB,虽然付出了巨大的人力、财力的付出,但是实现的却是一个不可能完成的任务。这大概也是一直有人持造假阴谋论调的原因吧,不过阴谋论实在太站不住脚了。

这一节的最后再稍微说两句关于登月的阴谋论,都懒得去反驳了,一方面是整个过程留下了大量的影像资料,特别是如今公开的资料越来越丰富,这不是造假能够实现的,这种宇宙与地月本身的造物之美,也不是靠想象可以造出来的,真的应该收藏几套登月的图集。

当然还有很重要的就是非常多技术文件的解密和公开,更是让我们得以更深入地去了解登月过程中的细节。

2 点燃全人类,点燃几代人的巨大自信心

哇,人类一下发现原来自己这么 NB 啊,虽然这个事情是美国人完成的,但是带来的是全人类的自信心爆棚。我觉得那个时刻,全世界大概都有一种羽化登仙的感觉吧,天都不是限制了,可能那几个瞬间已然封神。

“我的一小步,人类的一大步” 听太多遍登月第一人阿姆斯特朗的名句,再来听听他口中登月的意义。

这种影响燃烧出来的是好几代特别敢做、特别敢探索、特别不受现实束缚的年轻人,虽然这些人并没有都去搞航天,但是在不同的行业里也是遍地开花带来了巨大的变化。比如乔帮主啊,以及更年轻的马斯克等等。

一个锚,定到了人类的心中,就是未来的探索只存在个快慢的问题,就是受点钱啊,人啊的影响,但是人类只要存心想做,没有去不到的远方。

这个认知与心态的变化应该是非常重要的,如同学会了走路的婴儿,再蹒跚也不用在爬了,而是可以迈步向前了。

3 不断探索,需要找个可持续的路子

至于有人觉得登月之后有人认为航天技术不进反退,其实就是步子大了容易扯到 d。其他答着优秀的回答里面我们其实已经看到了为了这一壮举的实现实际上是从人力和财力上进行了巨大透支才得以完成的,所以必然不是一个常态的过程,于是阿波罗的停止也是在意料之中的事情。

没有这个空前的神器土星 5 号,就不会有登月的成功。但是制造与使用它的成本是惊人的。一次发射的成本超过了 5 亿美金,那可是 60 年代,5 亿美金相当于今天 40 到 50 亿美金,发射一次一艘核动力航母啊~(没具体算过,大概吧)

空间竞赛全面获胜,面子够了,动力也就没有了。虽然很多技术惠及后代带出了很多领域的重要发展,但是很多技术本身丧失了继续吸引投入和发展的必要性了,所以对于登月来说划上句号是个必然。

所以现在看 SpaceX 的宣传片,不管它多超前,看起来多么不着调,但是还是能激发出内心的认可,因为马一龙是要把这个事情当做生意来做的,而做生意就是要长久的,这是能让技术不断聚集、打磨向前迭代的环境。

登月对于人类的意义是空前的,是震撼性的,也是极具启发性的,大胆的梦想,大胆的前进,希望我们能走得更远,想得更深,人类向前~!

haibaraemily,足吾所好,玩而老焉

前无古人,尚无来者。

阿波罗登月是美苏太空竞赛的顶峰,而在此之前,两国仅仅花了 10 年的时间,就完成了:离开地球轨道、飞掠月球、撞击月球、环绕月球的一系列进展。阿波罗的成功是在这些进展的基础上达成的

了解月面

为了尽可能清楚的拍到月球表面的情况,美国的徘徊者号系列任务,以撞击月球表面坠毁为代价,来“尽可能地接近月球”。1964 到 1965 年期间,徘徊者 7-9 号成功拍摄并传回大量月球表面的高清照片。这些细节照片为后来的探测器软着陆提供了保障。

登陆月面

1966 年 2 月 3 日,苏联的月球 9 号成功着陆于月球正面的风暴洋,成为人类历史上第一个成功软着陆于月球表面的探测器。而在这之前,人们一度非常怀疑月球表面太过松软,任何物体落在表面都会陷进月球的土壤里去,因此无人着陆器的成功,给了后来的载人任务巨大的信心。4 个月后,美国的勘测者 1 号也成功着陆于风暴洋。

环绕月球

1966 年 4 月 3 日,苏联的月球 10 号成为第一颗成功进入月球轨道的探测器。同年 8 月 14 日,美国的月球轨道器 1 号(Lunar Orbiter I)也入轨成功。轨道器技术的成熟对月球探测以及人类所有的天体探测意义非凡,从此,拍摄到的月球表面照片再也不是稍纵即逝的惊鸿一瞥,而是轨道器在一圈一圈绕月飞行中可以稳定拍摄并传回的一种存在。此外,月球轨道器(Lunar Orbiter)系列的一大任务就是广泛拍摄月球的中高分辨率照片,用来为阿波罗任务选址。

载人环绕月球

1968 年 12 月 24 日,阿波罗 8 号轨道器成功进入月球轨道。这是人类历史上第一次载人绕月飞行。不久后阿波罗 10 号也完成了绕月飞行。这是阿波罗登月之前的最后准备。

载人着陆月球

1969 年 7 月 20 日,阿波罗 11 号成功着陆于月球正面的静海——回回慢苏联一拍的美国终于首先实现了载人登陆月球的壮举。此后的阿波罗 12、14、15、16、17 号均成功实现了载人登月,这是人类目前为止唯一亲身探测过的地球以外的天体。而姗姗来迟的苏联月球 16 号也于 1970 年 9 月 20 日着陆月球正面的丰富海,采集了 101 克月球土壤样本,并完成了人类第一次无人机采样返回

可以说,阿波罗登月是一次穷人类智慧和金钱的壮举,也给了当时的人类巨大的精神鼓舞

宇航员的一小步,人类的一大步,这话一点都不夸张。

如果问一个 1972 年的美国人人类什么时候能够登陆火星的话,ta 多半会觉得按照那时候的势头下去再过十年就差不多了。

但那个势头没有继续下去。

随着阿波罗载人登月的成功,美苏太空竞赛迅速进入了尾声。1972 年 12 月 11 日,阿波罗 17 号载人登月成功,三名宇航员还在途中拍摄了著名的蓝色弹珠。这成为人类太空史上迄今为止最后一个载人登陆项目——自此,阿波罗任务在最鼎盛的时候戛然而止。1976 年 8 月 18 日,苏联月球 24 号无人机着陆成功并完成了月球土壤的采样返回,这是此后十多年里人类最后一次月球探测项目。

1977 年,由于经费(主)和能量的双重原因,阿波罗任务安装的四台月震仪和一台重力仪被全部终止工作。一个时代宣告结束。

在 1966 到 1976 年这短短的 10 年里,人类疯狂地把 19 台着陆器,5 台月球车,12 个宇航员安全送上了月球。

但阿波罗任务的意义完全不止于此。

在技术上,举人类之功的登月强行推进了无数科技上的创新,这些技术后来慢慢被各种民用领域消化和吸收,造福于普通人生活的方方面面。

在科学上,阿波罗任务更是人类唯一一次对外太空的真人实地考察。是人类亲自在月球表面完成了包括地震实验、热流探测、重力仪和激光反射阵列安装、月球岩石采样和返回等一系列直到今天都无法超越的月球实地探测——

这些着陆任务所获得的宝贵数据,让接下来四十多年里人类孜孜不倦地钻研至今。

例如:

↓ 阿波罗号安装的月震仪和主动月震实验告诉了我们月球内部结构是什么样的。

(左上)阿波罗任务在月球上安置的几个月震仪,其中 Apollo 11 仅工作了三周就坏了,Apollo 月震数据主要来自于 12, 14, 15 和 16,Apollo 17 处安置了一个重力仪(Kawamura et al.,2015)。(右上)四个月震仪观测到的月震情况,到 1977 年四台月震仪停止工作期间,共记录下了 12558 次月震(包括 9 次人工月震)(Nakamura et al., 1982)。(左下)目前认为的月球内部波速和密度随深度的(粗略)关系(Weber et al., 2011).(右下)月球内部结构(Wieczorek et al., 2006),近月面四个绿色点(A12/14,A15,A16)表示阿波罗号安装的四个月震仪的纬度。

↓ 阿波罗 15 和 17 号钻孔安装的热流探测仪告诉了我们月球内部的热状况是什么样的。

↓ 阿波罗号和月球号安装的激光反射棱镜让地球上的我们在此后的 40 多年里可以持续监测月球和地球的距离变化,以及推算与之相关的地球物理参数。例如月球正在以 3.8 厘米 / 年的速度远离地球,这就是激光反射棱镜告诉我们的。

↓ 阿波罗号和月球号采样返回的月球岩石和土壤样本告诉了我们月球浅表层的物质中含有那些成分,以及各种矿物的性质、形态、元素含量等特征是什么样的。比如,阿波罗的岩石样品中,人们知道了月球的岩石中有微量的水。

↓ 这些岩石和土壤样品更是让我们可以通过同位素定年来测量月球不同区域的年龄,让我们真正确立了月球上各个大型地貌(雨海、酒海、东方海等)的形成年代表。也是从对月球岩石样品的定年中,人们最早发现了内太阳系晚期大撞击(LHB)的线索(但 LHB 是否确实存在,是否确实是一个短期的骤增,依然有很大争议)。

阿波罗号的探测成果,不仅更新了许多无人探测器无法探知的领域,也串联起了无人探测器已经探知的领域。最直接的:如今的绝大部分探测器的月球遥感、月球地球化学、月球地球物理学数据,都需要通过阿波罗的数据来定标。

毫不夸张地说,月球能够成为宇宙中人类最了解的一颗地外天体,至少有 50%的功劳属于阿波罗号,剩下 50%的功劳属于 60 年来的所有其他探测器。

这些数据中很多至今都有极大、同时也是唯一的参考价值,至今都有很多宝藏等待科学家们去发掘。

但我们确实需要新的无人或者载人月球登陆探测。因为阿波罗时期不管是技术、方法还是探测理念都已经显得陈旧了。

阿波罗的 6 次登月全部集中在月球正面月海区域,这导致不管是探测、采样、还是月震仪等设备的设置的位置都太过集中,而且无法代表月表不同地质单元的情况。比如 6 次采样带回的样本可以用来为月球定年吗?

阿波罗时期的仪器,如月震仪、热流仪,如今都有了更精密的版本。

几十年来无人探测器的持续探测,也告诉了我们很多关于月球的进展(比如极区阴影区有水冰存在),这些都可以让我们更加有的放矢地去实地探测。

尚无来者,但尚需来者。

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