天文史上的今天:人類首次實現月面軟著陸

摘要:

人類對月球的探測經歷了從飛掠,到硬著陸,再到軟著陸和載人登月的幾個重要里程碑。

1966年的2月3日,蘇聯「月球9號」探測器成功實現人類的首次月面軟著陸。

僅僅3年之後,第一名人類宇航員便踏上了月球表面。

人類第一張從月球表面傳回的圖像,由首次實現月面軟著陸的蘇聯「月球9號」拍攝

來源:wiki

1966年2月3日,蘇聯「月球9號」(Luna 9)成為首個成功實現月球軟著陸的探測器。

在它成功降落月面之後僅僅只有三年,第一名人類宇航員便踏上了月球表面,從中可以感受那個航天技術狂飆突進的時代瘋狂的節奏。

今天,講述「月球9號」的故事。


01 美蘇太空競賽

月球9號釋放的著陸器外觀

來源:

russianspaceweb.com

上世紀60年代,美國和蘇聯陷入一場近乎瘋狂的太空競賽。當然結果我們都已經了解了:最終以美國在1969年成功實現載人登月的驚天之舉奠定了勝局。而蘇聯由於遲遲不能攻克巨型登月火箭技術而最終放棄了載人登月的計劃。

但儘管蘇聯人沒能載人登月,但他們實施了一系列相當成功的無人月球探測計劃。在70年代還成功地將兩輛無人月球車送上了月球表面,比我們的嫦娥3號/玉兔號月球車早了將近半個世紀。

「月球9號」探測器本體

來源:wiki

甚至在更早的時候,蘇聯就搶下了好幾項探月方面的第一。比如在1959年,「月球-3號」成為首個從月球附近飛過的人類航天器,甚至還首次拍下了月球背面的圖像,而此時距離人類第一顆衛星發射才過去了僅僅兩年。

對月球進行飛掠探測相對還容易一些,但是要著陸月球就是完全不同的一回事了。在「月球9號」之前,美國和蘇聯都已經進行了很多次月球硬著陸。

什麼叫硬著陸,很簡單,那就是直接「撞」向月球,不考慮抵達地面時探測器的生存問題——設計的時候就沒指望探測器能「活下來」,而是希望利用在撞擊前的一段時間,拍攝高解析度的月表圖像。

博物館內的「月球9號」著陸器複製品

來源:russianspaceweb.com

而軟著陸簡單來說就是要求探測器要能夠真正「完好地降落」到月球上,並能在月球表面持續開展工作。

這就要求著陸的精確性,你不能降落到坑裡,或者在地勢崎嶇的地方;你還要考慮緩衝問題,比如利用火箭發動機給探測器減速,使其安全降落到月球上。

在當時,由於從未有探測器成功實現過軟著陸,因此很多專家還在懷疑月面上可能存在很軟很厚的塵土層,探測器可能一著陸就直接陷入流沙消失了。


02 「月球」9號

「月球9號」從地球飛向月球示意圖

來源:russianspaceweb.com

1966年1月31日,「月球9號」發射升空,並於2月3日成功實現月面軟著陸。

在整個飛船朝著月球表面下降高度的同時,在距離月球表面僅有大約5米高的時候,它會彈射出一個球形的著陸艙,這個蘇聯稱之為「自動月球站」的小圓球直徑大約58厘米,重量大約99公斤。

簡單來說,這是一個密封的球形容器,內部加壓到1.2個大氣壓,其中放置了無線電發報機,電池,熱控制系統和科學載荷等等。在落到月球表面後,它會像花一樣自動展開四瓣天線。

「月球9號」釋放球形著陸器過程示意圖

來源:russianspaceweb.com

而在它攜帶的科學載荷中,包括有一台電視攝像機和一台月面輻射計。

這個小圓球在落到月球表面之後彈跳了多次,最後在月球風暴洋內停下。在著陸後大約250秒,四瓣天線成功展開並幫助穩定著陸器,電視攝像機自動開機拍攝月球表面風景並回傳地球。這是人類首次看到從月球地表傳回的畫面。

儘管早期的航天攝影技術仍然非常粗糙,畫面質量很差,但科學家們仍然通過對這些畫面的分析,大大加深了對月球表面性質的了解。

更加清晰版本的「月球9號」釋放球形著陸器過程示意圖

來源:lunarnetworks.blogspot.com

在著陸後的15分鐘內,著陸器便發回了第一幅測試畫面,畫面非常模糊,因為當時太陽高度僅有3度,光線非常昏暗。整個任務期間,月球9號著陸器一共回傳了大約8小時零5分鐘的無線電信號,傳回大量電視畫面,拼接之後,獲得了四幅月球表面全景圖像。

月球9號在月球表面一共生存了大約3天,最終由於電池耗盡而結束工作。從它傳回的畫面中,科學家們能夠判斷它降落在一個直徑大約25米的撞擊坑附近。


03 月球9號之後

蘇聯慶祝「月球9號」成功的紀念郵票

來源:Science News

在月球9號之後,美蘇兩國又發射了多個成功的月球軟著陸探測器。僅僅就在蘇聯月球9號成功實現月面軟著陸之後3個多月,美國「勘測者1號」(Surveyor 1)便在1966年5月份成功實現了美國的首次月面軟著陸。

隨後,競爭進一步加劇,蘇聯成功實現了三次月球表面物質的取樣返回,並成功釋放兩輛無人月球車。而美國則在1969年到1972年間成功實施6次阿波羅載人登月項目,將12位美國宇航員送上月球表面。

「月球9號」拍攝圖像合成的月球表面全景畫面

來源:russianspaceweb.com

類似「月球9號」這樣的月面軟著陸行動在70年代之後就停滯了,直到40年後的2013年,中國執行的「嫦娥3號」任務。

嫦娥3號還成功釋放出「玉兔」號月球車,儘管遭遇機械故障,但它在月球表面存活了超過31個月,創造了無人月球車壽命的世界紀錄。

不過,截止目前,科學家們仍然未能在月球表面找到「月球9號」的蹤跡。

但隨著月球軌道器拍攝解析度越來越高,相信在不久的將來,我們一定會看到在月球上靜靜躺了半個多世紀的人類首個月球軟著陸探測器「月球9號」。

1966年2月10日,時任蘇聯科學院院長Mstislav Keldysh在「月球9號」慶功大會上介紹項目取得的成果

russianspaceweb.com


編者按:

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