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相当于跑9186次马拉松—从地球到月球的伟大远征

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纪念人类登月50周年。

桂·製造

向先驱致敬

登月,标志着冷战时期美国载人航天计划的高潮,也意味着美国将自己定位为全球科学和技术的领导者。在阿波罗11号任务期间,阿姆斯特朗、奥尔德林和柯林斯一起飞往月球,代表着人类在一个看似不可能的时间段里,完成了一个看似不可能的任务。

今年是阿波罗11号登月任务50周年,宇集院将推出两期文章,回顾人类探索月球、远征太阳系的伟大壮举。

1

Part

宇航员带回了超过360公斤的月球岩石用于地球研究 Source: NASA

362,收集到的月岩总质量,单位:千克

阿波罗计划被认为是一项政治挑战,其目的是为了打败苏联人登月,实现这一目标成了一项工程挑战。而且为确保宇航员在到达月球时做一些有意义的事情,这项计划同时也成了一项科学挑战。

计划的关键是给宇航员们教授野外地质学,除了课堂教学,宇航员们还参加了夏威夷、墨西哥、冰岛和德国的实地考察,他们切身了解了岩层、火山和陨石坑。

“这非常有趣,”阿波罗15号指令舱宇航员沃尔登说,“我们在脑海中勾勒出一幅正在寻找东西的画面。”

在月球上,宇航员们装备了锤子、铲子和钻头。与此同时,在月球轨道上指令舱中的宇航员像沃尔登一样,对下面更大的月面区域进行了观测。

沃尔登说:“我在着陆区上空掠过,描述着与他们在月面上发现的地貌特征,我认为这真的有助于绘制月球表面。”

第一位(也是唯一一位)访问月球的地质学家是哈里森·施密特,在阿波罗17号的任务中,他发现了橙色的岩石珠子——这是月球上火山活动的有力证据。那一次船员们带回了741个月球岩石样本,重达111千克。

阿波罗11号在月球上采集了22千克的岩石和土壤样本,这些样本被送往休斯顿的月球接收实验室,不过对宇航员们来说,他们必须先填写一份海关申报单。

此后月球岩石被捐赠给政府、博物馆或借给科研机构用于研究,另一些则被密封在容器中,自把它们装进去就没有被人碰过。

对这些样本的分析揭示了月球的不为人知的历史,它们提供了令人信服的证据,证明了地球和月球是一颗早期行星和另一个天体撞击而形成的。

2

Part

阿波罗宇航员通过步行和月球车在月球表面移动了约96.56千米 Source:NASA

96.56,在月球上漫步的距离 单位:千米

休斯敦希望阿姆斯特朗和奥尔德林不会离返程的登月舱太远,所以宇航员们最远只走到了登月舱附近的一个火山口,距离大约有800米。

但是随着任务的进行和在月面上停留时间不断增加,宇航员们不得不走得更远。即使月球的重力只相当于地球的六分之一,在月面上移动也是件很累的事情,宇航员的活动范围严重受限。

1972年的阿波罗15号任务中,大卫·斯科特和詹姆斯·埃尔文驾驶了第一辆月球车。这辆“电动汽车”以每小时16千米的最高速度载着他们走了大约25.74千米。

“月球车的操控性非常好……我可以开得很好。”斯科特向任务控制中心报告说:“它能很好地在坑坑洼洼的路面行驶,但我感觉我们需要安全带。”

“那就和车主手册上写的一样了,大卫。”地面回答。

最后一个登月的人尤金·赛尔南仍然保持着月球驾驶记录。在阿波罗17号任务期间,与哈里森·施密特一道,在仪表上记录了35千米的行程——最远时他们距离登月舱6.43千米。

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月球着陆器是一项杰出的工程产物,但它并没有给两名宇航员带来多少物质享受 Source: NASA


4.5,登月舱可居住体积,单位:立方米

经过紧张的登月,在月球表面行走两个半小时后,阿姆斯特朗和奥尔德林密封了登月舱的舱门,并对舱内重新加压。此时他们都已经筋疲力尽了,在返回轨道上的指令舱之前,休斯敦安排他们睡觉休息。

阿姆斯特朗后来在他的任务报告中写道:“剩下的时间几乎完全浪费了,噪音、灯光和低于预期的舱内温度让我很烦躁。”

虽然登月舱是一个伟大的航天器,但作为一个居住舱,它远远谈不上舒适。上升段引擎罩的巨大气缸像一个桶在机舱中央升起,这意味着地板上几乎没有多余空间。

阿姆斯特朗试图睡在引擎盖上,奥尔德林则睡在地板上。

阿姆斯特朗抱怨说:“窗帘没有完全挡住光线,机舱里到处都是通过窗帘的光、警示灯光和显示灯光。”

“当时乙二醇泵发出的噪音大到让你无法入睡,”他补充说。“奥尔德林估计他断断续续地睡了大约两个小时,而柯林斯根本没有睡觉。”

在阿波罗11号以后的任务中,宇航员们都可以穿着内衣睡在吊床里。尽管如此,因为登月的兴奋,只有少数人说自己能睡个好觉。

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返回舱落入海中 Source: NASA

11:阿波罗8号最大再入速度,单位:千米/秒

1968年12月27日,阿波罗8号的宇航员即将成为人类历史上移动速度最快的人。完成登月后,佛兰克·伯尔曼、吉姆·洛威尔和威廉·安德斯准备重返地球大气层,它们以11千米/秒的速度飞行。

这将是阿波罗指令舱及其树脂隔热罩的最终测试,该隔热罩旨在保护宇航员免受高达3000摄氏度的高温。

伯尔曼说:“我们利用大气层来减速,从物理角度看,这是任务中最艰难的一部分,因为你长时间承受6个G的过载,呼吸会很困难。这有些像是在霓虹灯或喷灯里飞行——是整个航程中最刺激的。”

但这还没到旅程里最不舒服的阶段,晚上返回舱在太平洋上降落,倒立着一头扎进了海里,宇航员们被悬挂在座位上。

“飞船是一艘糟透了的船,”伯尔曼说说,“我们不得不等了大约两个小时,直到天亮,因为有鲨鱼的时候海军不想让潜水员下水。”

“我晕船了,把安德斯和洛威尔身上吐得到处都是。直到今天,我仍然听到他们这样嘲笑我。”

不过他们的速度记录没能保持太久。阿波罗10号在1969年5月26日从月球返回地球途中,创造了新的载人航天器的飞行速度纪录:39,897千米/小时(11.08千米/秒),也创下了人类有史以来最快移动速度的世界纪录。

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在时长三天半的地月往返旅途中,宇航员们大部分时间里都平安无事 Source: NASA

384400:到月球的距离,单位:千米

经历了紧张的发射流程之后,一些宇航员觉得飞往月球的那段时间相当枯燥。

阿波罗15号指令舱宇航员沃尔登说:“我们有3天半的时间无事可做,我们要做的就是等到达月球,这段时间真是闲的蛋疼。”

随着地球在他们身后渐渐远去,宇航员们聊天、阅读、听音乐或尝试用阻力带进行锻炼,他们还参加了电视广播。你可以把它比作一辆只能多拉两个同事的小型车,并且偶尔会进行直播这种体验。

他补充说:“在前往月球途中,白天很少有时间会让我们对路线做出小小的调整,不过这是我们出发时做的最兴奋的事。”

我们之所以能如此精确地知道地月之间的距离,是因为执行任务期间,沃尔登在月球表面进行了一次实验。阿波罗11号、14号和15号上的宇航员在月面放置了激光测距反射镜(LRR),这些特殊的镜子被设计用来反射地球上望远镜用来瞄准测距的激光。顺便说一句,如果你想把地月距离转化为马拉松,大概你得跑9186次才能跑完。

激光测距反射镜至今仍在使用中,这让天文学家对月球轨道有了更深入的了解。他们还发现,月球离地球越来越远,目前正在以每年增加38毫米的距离远离地球。

Reference:

作者:Richard Hollingham

原文发布于:www.bbc.com

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