从苏联首张照片到美国计划登陆:人类探测月球背面数十年

来源:环球时报 作者:张亦驰 时间:2019-01-11
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图:人类在地球上永远只能看到的月球正面(左)和看不全的背面(右)

嫦娥四号月球探测器近日成功降落在月球背面,并通过“鹊桥”中继星传回世界第一张近距离拍摄的月背影像照片。在庆贺中国取得的这个“人类第一次”的同时,西方也不无遗憾地感慨,当年美苏也都探索过月球背面,最终却因为种种原因,错失了与月背的“亲密接触”。

苏联:第一张照片效果很差

上世纪五六十年代,航天技术的强大代表着一个国家甚至一种制度的强大与优越,美苏无不投入巨资展开航天竞赛。苏联在成功发射人类第一颗人造卫星后,就把目光投向月球,先后完成探测器的近月飞行和撞击月球,紧接着就着手瞄准月球背面。

1959年10月4日,苏联第三颗月球探测器“月球3号”发射升空,它专为拍摄月球背面而研制。为抢先拍摄到月球背面,苏联用尽了手里的一切资源。由于探测器飞往月球的过程中会穿越辐射带,太空辐射将导致普通胶片失效,当时苏联还不能制造防辐射的胶片。正为此发愁的苏联得到了美国送来的“意外大礼”。当时美国频繁从欧洲释放高空侦察气球飘到苏联进行侦察,它使用的胶片就是防辐射的。于是苏联将落在本国的这些气球中的胶片收集起来,用于太空项目。

莫斯科时间10月7日6时30分,位于月球背面上空的“月球3号”探测器的摄像系统投入工作,在40分钟时间内,它用两个镜头拍摄了29张月球背面照片。俄纽带新闻网回顾说,当时月球背面第一次向人类展示了探测它的风险——由于月球遮挡了地球的无线电信号,苏联科学家与“月球3号”失去联系,只能焦急地在指挥大厅里等待。幸运的是,短暂等待之后,“月球3号”探测器恢复了通信,向地球传回第一张月球背面的照片。这张照片的效果很差,除了看到月背几个巨大的阴影外,看不出任何细节。苏联科学家只能猜测,这些阴影是“巨大的撞击坑”。

苏联航天部门研究后认为,照片效果差可能是因为地面无线电信号的干扰。为此苏联专门在黑海实行无线电静默管制措施。终于在第五次尝试时,信号得到极大改善,29张照片中17张可以使用。这些照片显示,月球背面布满坑洞。

1965年7月18日,苏联再次发射“探测器3号”探测器,它原本用来拍摄火星,但因为错过发射窗口,临时调整用来为月背拍摄。它的照片质量更高,清晰显示月背密密麻麻的陨石坑。苏联根据这些月背照片出版“月背地图集”,并发布了第一张完整的月球地图。凭借对月球背面的这两次拍摄,苏联还抢先命名了月球背面很多地点,让美国极其恼火。

美国:肉眼看到月背

苏联获得的成功极大地刺激了美国。1962年4月26日,美国国家航空航天局(NASA)的“徘徊者4号”探测器成为第一个撞击月球背面(所谓“硬着陆”)的探测器。它原本计划近距离拍摄月球并在月球表面硬着陆,但由于搭载的计算机出现故障,这次成功的撞击未能发回任何科学数据。直到1966年至1967年实施的无人月球轨道器计划,美国才第一次真正全面和详细地对月背进行绘制调查。

而人类首次用肉眼直接看到月球背面,则要等到1968年“阿波罗8号”任务期间。执行任务的航天员威廉•安德斯这样描述月球背面的景色:“背面看起来像我的孩子们在上面玩了一段时间的沙堆”。

从那之后,“阿波罗10号”到“阿波罗17号”的所有任务组成员观察到了月球背面,并通过多个月球探测器拍摄到月球背面。

“阿波罗”计划留下遗憾

当然,人类并不满足于仅仅看到月球背面或者发射探测器撞击月球背面。科学界一直设想把望远镜布置在月球背面,获得前所未有、不受干扰地深入观察宇宙深处的清晰视角。

在“阿波罗”计划的后期,科学家已经考虑在月球背面软着陆了。“阿波罗17号”的任务组航天员、地质学家哈里森•施密特就积极游说NASA,让他们着陆于月球背面的“齐奥尔科夫斯基”陨石坑。但在月球背面降落面临着更大的风险。“阿波罗16号”的航天员查理•杜克则这样描述月球背面之旅:“我们与地球失去了联系,也没有信号……月球的背面非常崎岖。我可不想在月球背面着陆。”在月背航行的航天器不能与地球建立直接的无线电通信,如果航天员在月背出现问题,得不到地球的任何技术援助。

地面指挥中心同样感到紧张。当“阿波罗8号”绕月球背面飞行时,对地信号中断了约10分钟。“它只能在人类从未去过的地方孤身奋战,在此期间,服务舱的主发动机要点火。对于任务组人员和任务控制中心来说,失去联系的时间非常令人担心。”因此,要想在月球背面着陆,首先要解决通信问题。当时这个问题在技术上并非无解。NASA科学家就提出了类似中国“鹊桥”中继卫星的方案,在月球远端的拉格朗日L2点附近部署一颗通信卫星,提供通信中继服务。

在“阿波罗”计划最后几次发射任务时,登月竞赛中明显落后的苏联放弃了对月球背面的进一步探测,美国国会和民众也对于这种耗资巨大的太空竞赛失去了兴趣。在“阿波罗17号”的降落地点选择时,施密特提议先将一颗卫星发射到L2点,确保航天员的下降和月球表面行动期间的通信顺畅。另一种方案是使用为五角大楼建造的军事通信卫星。当时有两个备份卫星已经建造好。但NASA发现,无论哪个方案都需要足够的钱。

NASA的规划者以增加风险和缺乏资金为由拒绝了登陆月背的建议。当时“阿波罗”计划总共花费了240亿美元,而1969年美国国民生产总值才9300亿美元。更关键的是,在载人登月竞赛上,美国完胜苏联,已实现政治目的。美国政府需要的是一个更保险的结局,“哪怕有一点小小遗憾”。

冷战期间的美苏探月高潮尽管取得了一系列辉煌的成果,但这种政治驱动的太空竞赛热情“来得快去得也快”。1976年后,美苏都放弃了月球背面的登陆计划。直到40多年后,中国的嫦娥四号实现了登陆月背这个“人类历史上的第一次”。

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