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嫦娥三号发射成功,直奔月球而去。此前,全世界仅有美国、前苏联成功实施了 13 次无人月球表面软着陆,而中国也即将有望成为第 3 个实现月球软着陆的国家。
美国作为登月的先行者,在登月过程中的成功和失败经验都值得中国借鉴。本报记者昨日采访了 NASA (美国国家航空航天局)载人探索及任务运行部新闻发言人 Joshua Buck,他告诉记者,在 1969 年美国正式实现“阿波罗号”载人登月前,曾先后进行四项鲜为人知的准备计划,它们分别是:“探索者”、“徘徊者”、“勘测者”、“月球轨道”计划。美国的登月成功,当时耗资 250 亿美元,消耗近 40 万劳力。
Buck 介绍说,美国的“勘测者”计划与中国目前的登月计划最为相似。“勘测者”计划则是 NASA 在 20 世纪 60 年代前后运行了 4 项月球探测计划之一。
1958 年至 1959 年,“探索者”计划发射了最早一批月球探测器,计划实现月球飞越,遗憾的是,仅有一次成功。
“徘徊者”的任务则是期望实现探测器在月球表面着陆,拍回月面特写照片。美国相继发射了 7 颗月球探测器,4 颗取得了圆满成功。
此后,“勘测者”号肩负着“软着陆”的重任,旨在获取月面近照,并使用工具挖沟采样、测试土壤成分。美国先后发射 7 架“勘测者”号,其中有 5 次获得成功。
最后一项是“月球轨道”计划,美国于 1966 年~1967 年发射了 5 颗“月球轨道环形器”,全部大获成功,它为“阿波罗”号绘出了精确度为 60 米的月面地图。同时它还对 40 多个预选着陆地点进行详细观测,从而为“阿波罗”号选出 10 个登月点。
失败背后:故障原因至今成谜
记者:NASA 于 1966 年~1968 年实施了“勘测者”计划,向月球发射了 7 颗无人探测器。其中,勘测者 2 号和 4 号失败了,原因是什么?
Joshua Buck:勘测者 2 号失败的原因是航行途中校正航向时,一个引擎未能点燃,导致航天器失去控制而倾倒,最终在月球上撞毁。勘测者 4 号没有任何故障,直到登月前下降阶段的最后 2 分钟,却失去了无线电信号联系。据推测,航天器应该也撞毁在了月球上,无线电信号故障的确切原因至今成谜。
记者:“勘测者”号成功实现月面软着陆的原因是什么?专家们克服了哪些障碍?
Joshua Buck:“勘测者”是一项大胆创新的计划,有赖于许多新技术的发展。尤其是把体形巨大(相对当时的条件来说)的探测器发射到月球上,对于运载火箭有相当高的要求。(注:负责勘测者计划的 JPL (加利福尼亚州帕萨迪纳的喷气推进实验室)发现,军用任务与飞船使用的运载火箭不同。于是,NASA 开始打造最先进的、尚未开发的运载火箭。实验室评估后发现,运载火箭运载力忽高忽低,大部分偏低。勘测者飞船及它的有效载荷需要不断地调整。事实证明,此前火箭的载重能力过于保守,大部分时间和花费都花在飞船重量减轻方面。)
记者:如何地面遥控“勘测者”号开展月球上的工作?
Joshua Buck:“勘测者”号航天器由 NASA 下属单位 JPL 的任务小组远程控制。他们通过深空网络(Deep Space Network,简称 DSN)与航天器保持通信,深空网络是一个在全球范围内分布天线,提供 24 小时覆盖月球的无线电信号的测控系统。
记者:“勘测者”号的 7 次任务 5 次都获得了成功,这对你们来说意味着什么?带来了哪些影响?
Joshua Buck:“勘测者”号系列为我们贡献了许多有关月球表面的一手资料,不仅使得“阿波罗”号的规划、前景更加明晰,但也为“阿波罗”号提出新课题。“勘测者计划”以及 20 世纪 60 年代的其他无人探月计划,都让我们更好地了解月球,这对于“阿波罗计划”的成功实施至关重要。
从发射航天器探测月球的实践中,NASA 锻炼了探索其他星球必备的技能。比如,1970 年代,NASA 的海盗号探测器在火星成功着陆。
成功原因:政府肯烧钱专家很给力
记者:“勘测者”计划为“阿波罗”计划的实施提供了哪些准备?
Joshua Buck:“勘测者”计划帮助我们更好地知晓月球表面的状况,在很多方面对“阿波罗”计划发挥了重要作用。
记者:“勘测者计划”实施后,NASA 为实现 1969 年的人类首次登月还做了哪些努力?
Joshua Buck:“勘测者计划”是美国在为“阿波罗”登月做准备的过程中所实施的 4 项无人探月计划之一,其他 3 项是“探索者”计划、“徘徊者”计划和“月球轨道”计划。这些都对“阿波罗”的成功作出了贡献。载人登月计划(“阿波罗”计划)同样实施了一系列的测试任务(“阿波罗”7、8、9、10 号),以证明具备了载人登月的技术和能力。
记者:载人登月与月面软着陆有何不同?
Joshua Buck:从本质上来说,这二者是一样的。它们都需要由火箭发动机和各种类型的导航系统操控,以降落到月球表面的安全着陆点。二者最主要的区别在于着陆器的大小。相较于“勘测者”号,“阿波罗”号的登月舱要大一些,因为要容纳宇航员和他们的生存补给,以及高科技设备,而且必须为宇航员和采集的样本返回地球提供空间。而“勘测者”号都不返回地球的。
记者:美国载人登月获得成功的原因有哪些?遇到了哪些重大难题?
Joshua Buck:简而言之,NASA 能够在 1969 年~1972 年间实现 6 组宇航员成功登月,得益于美国政府为此提供了必要的财力物力和人才资源。近 40 万人参与了太空计划,花销达 250 亿美元(据 1972 年统计)。
登月影响:成美国文化发展试金石
记者:载人登月成功带来了怎样的影响?
Joshua Buck:这个问题直到今天还在被探讨。从地缘政治的角度来说,载人登月对于美苏争霸的态势非常关键,这也是当时美国在该计划上耗费大量资源的主要原因。
从科学发展的角度来说,我们获得的月球数据和探月能力对于进一步研究宇宙空间非常重要。从文化和社会的角度来说,载人登月在很多方面可以被视为美国文化发展的试金石。然而,人类首次登月不仅是美国科技和管理的成功,而且是人类迈出地球的第一步,具有非同一般的重要意义。
我们清楚地看到了这一点,因而邀请了国际力量参与此项计划。比如,第一组登月的宇航员在月球部署的第一项实验,就是瑞士的太阳风实验。而且,这也是为什么“阿波罗”11 号宇航员们留下的纪念碑上写着:“我们为全人类的和平而来”。
记者:NASA 如何看待中国此次登月计划?
Joshua Buck:我们无法评估中国的月球软着陆计划。
记者:中国此次登月如获得成功,将对国际太空探测活动和 NASA 的研究产生什么影响?
Joshua Buck:我们无法预知嫦娥三号对全球太空探测与研究产生什么影响。