1.阿波羅登月——人類最偉大的探月計劃
從西方聖經故事中的通天塔到中國神話傳說裏的嫦娥奔月,千百年來,人類一直對遨遊於遼闊的宇宙充滿了向往。隨著科學技術的不斷進步,現在遨遊太空對我們而言已經不再僅僅是一個幻想。阿波羅登月、金星空間探測、火星空間探測、土星空間探測……在人類航天發展史上,一幅幅宏偉的航天藍圖,正在被人類描繪著、實現著……
月球上到底有什麼?對這個離我們最近的天體,人類自古以來就充滿了向往和好奇。由於種種條件的製約,人們隻能“望月興歎”,編織著種種美麗的神話。隨著科學的發展,人類現在可以用望遠鏡仔細觀察月球上的一切,但是,這個熟悉得不能再熟悉的星球似乎還是與我們有遙不可及的距離。終於有一天,阿波羅登月計劃實現的消息傳遍了整個人類世界。人們在為之歡呼雀躍的同時,滿懷希望地將目光轉向了更為遙遠的星球……
1961年4月12日,一個消息幾乎激怒了所有的美國人:蘇聯宇航員加加林成為了全世界第一個進入太空的人。時任美國總統的約翰·肯尼迪對此感到萬分震驚,因為這表明在航天技術上蘇聯已經領先了美國一大步。為了迎接蘇聯人的太空挑戰,美國人下定決心要想方設法迎頭趕上。
那麼,怎麼才能將已經把人送入太空的蘇聯人超過去?肯尼迪在與美國各有關部門仔細研究後宣布:“美國將成為第一個登上月球的國家。”就這樣,1961年5月25日,肯尼迪在《國家緊急需要》特別谘文中提出,要在十年內將美國國旗插上月球——“整個國家的威望在此一舉”。就這樣,著名的“阿波羅”登月計劃風風火火地拉開了帷幕。
即便在21世紀的今天,世界上能夠將人送入太空的國家也僅僅隻有三個,何況在數十年前的美國,要想將人送到月球豈是一件容易的事情?在美國人向世界宣布了自己的決心後,美國科學家就為實施“阿波羅”登月計劃展開了研究。在短短兩個月的時間裏,他們拿出了多種方案。但是,這些方案都有著這樣或那樣的難題。
正當美國相關部門上下都為之苦惱不已的時候,一位名叫約翰·C·霍博特的太空署工程師提出了自己研究的方案——“月球軌道會合”方法。所謂的“月球軌道會合”法就是:首先製造一艘可以搭載三名宇航員的“阿波羅”宇宙飛船,然後從地球上發射一支推力為750萬磅的“土星”5號火箭,將“阿波羅”太空船推向月球。在“阿波羅”太空船接近月球後,它將繞月球軌道運行而不是在月球上降落。登月的任務將交給一艘小的登月艙——登月艙在此之前將安放在“阿波羅”飛船內部。登月艙搭載兩位宇航員依靠逆向噴射火箭飛往月球表麵,而第三名宇航員則會留在“阿波羅”飛船上。在登月艙向月球表麵進發後,他將操縱飛船環繞月球飛行。登月勘查工作完成後,登月的兩位宇航員將開啟登月艙上的火箭,離開月球返回宇宙與“阿波羅”號會合。之後,三名宇航員將乘坐宇宙飛船返回地球。這個計劃顯得非常有條理,而且避開了大多數當時幾乎無法逾越的技術難題。最後,美國政府決定采用“月球軌道會合”法。
雖然霍博特計劃得很完美,但想要具體實施這個宏偉的計劃,還需要做很多工作。比如,人們必須設計製造一艘大小與火車頭相近的“阿波羅”號飛船,為這艘飛船製造一個與足球場差不多長的火箭。火箭和宇宙飛船隻是射向太空的航天器,而發射這個巨大航天器的場地還沒有著落。為此,辛勤的建設者們要在合適的地方建起一座大型的宇航中心:這裏要擁有車間、試驗室和辦公室。此外,對宇宙飛船進行監測的遍布全球的跟蹤站必不可少;為宇航員們建立的訓練中心也是不可或缺……
龐大的“阿波羅”登月工程開始於1961年5月,先後投入資金255億美元。在1966年~1969年間,科學家和宇航員們先後進行了十次從不載人到載人的模擬飛行試驗,逐步鑒定了飛船的指揮艙、服務艙和登月艙各種裝置的可靠性。
艱苦的付出總有收獲回報的時候。1969年7月16日,巨大的“土星5號”火箭轟鳴著將“阿波羅11號”飛船從美國肯尼迪角發射場飛向遙遠的月球。人類首次登月的太空征程開始了。數天以後,美國宇航員埃德溫·奧爾德林、尼爾·阿姆斯特朗和邁克爾·科林斯駕駛著阿波羅11號宇宙飛船跨過38萬公裏的征程來到了人類魂牽夢繞幾千年的月球——“阿波羅”登月計劃宣告成功。
阿波羅登月計劃對於美國而言也許僅僅是邁出了很小的一步,但對於整個人類來說卻是邁出了一大步。此後,美國又相繼發射了6次“阿波羅”號飛船,其中5次成功,先後共將12名航天員送上了月球。他們在月球上搜集到的信息為人類了解月球提供了極大地幫助。
月球山脈
可能許多同學都認為,月球上的山脈就是犬牙交錯的環形山。其實不然,除了環形山,月球上也存在著一些與地球上相似的山脈。在給月球上的山脈命名時,科學家習慣借用地球上的山脈名,比如阿爾卑斯山脈,高加索山脈等等。月球上最長的山脈為亞平寧山脈,綿延長達1000米,但高度卻不過比月海水準麵高三四千米。
此外,月球上的山脈也有些峻嶺山峰,但這些山峰的高度並沒有我們想象得那樣高,大多數山峰高度與地球山峰高度相差不大,其中位於月球南極的最高的山峰也不過9000米而已。
2.金星空間探測——最熱的行星之旅
人類對宇宙知識的渴望永無止境。在對地球的知識了解越來越多以後,人們自然而然地把目光轉向了茫茫宇宙。金星——這顆離地球最近的行星,自然也被列入了探測目標。接下來,我們就一起進行一段金星探測之旅吧。
作為地球的“孿生姊妹”,神秘的金星引起了人們強烈的好奇。為了探究金星的奧秘,從20世紀60年代至今,人類發往金星或路過金星的各種探測器就已經超過了40個。這些探測活動為我們揭開了金星的神秘麵紗。
蘇聯是第一個對金星開展探測的國家。1961年2月12日,蘇聯發射了“金星1號”探測器。但不幸的是,這顆寄予了人類巨大希望的探測器卻在距地球756萬公裏時與地球失去了聯係。
1967年6月12日,“金星4號”探測器發射升空。在大約飛行了35000萬公裏以後,它順利進入金星大氣層並登陸成功。可是由於人們對金星大氣壓力和溫度估計不足,“金星4號”受到了損壞,所以也未能發回探測結果。
1970年12月15日,“金星7號”在金星表麵軟著陸,並成功傳回了金星表麵溫度等一係列數據資料。這是人類第一次對金星表麵成功進行的探測活動!經測定得知,金星表麵溫度為447℃,大氣密度約為地球的百倍,氣壓為90個大氣壓。此後,蘇聯又相繼發射了九顆金星探測器,搜集到了許多寶貴資料。
作為蘇聯的競爭對手,美國也緊隨其後進行了一係列金星探測活動。
1961年7月22日,美國發射了“水手1號”金星探測器。可遺憾的是,這顆探測器“出師未捷身先死”——升空不久,就偏離航向而自行引爆。1962年8月27日,“水手2號”金星探測器發射升空,並於同年12月14日從距離金星3500千米處飛過,對金星大氣溫度進行了測量,拍攝了金星全景照片。由於設計上的缺陷,在探測過程中,“水手2號”探測器上多個部件先後出現了故障,最後未能完成全部任務。
1978年5月20日和8月8日,美國又先後發射了“先驅者-金星1號”和“先驅者-金星2號”。其中1號探測器順利到達金星軌道,並進入環金軌道成為其人造衛星,對金星大氣進行了長達244天的觀測。這次考察中,人類對金星的雲層、大氣和電離層、金星表麵磁場、金星大氣和太陽風之間的相互作用都進行了深入的了解。此外,探測器還使用船載雷達為金星表麵測繪了地形圖。這些研究成果已經遠遠超過了蘇聯取得的成績。
“先驅者-金星1號”雖然收獲頗豐,但這還不足以讓人類對金星有全麵而透徹的了解。後來,美國又發射了“麥哲倫號”金星探測器以作進一步探測研究。這艘被譽為“最成功的星際探測飛船”的主要探測目的是:了解金星的地質情況,深入研究金星火山和地殼構造及其形成原因,盡可能多地了解金星的物理學特性,尤其是其密度分布和內部力學特性。
“麥哲倫”金星探測器沒有辜負人類對它的期望。在探測期間,它共圍繞金星飛行了15018周,運用先進雷達對金星98%的地貌進行了全景測繪。據統計,“麥哲倫號”所發回的探測數據在數量上已經遠遠超過了此前所有探測器發回數據的總和。1994年10月12日,“麥哲倫號”金星探測器與地麵失去了聯係。在過去的五年多時間裏一直跟蹤這艘無人駕駛宇宙飛船運行的美國科學家,甚至為此在手臂上戴上了黑紗;以示默哀。