吳士嘉
十月四日,這是一個不尋常的日子。兩年前的這一天,蘇聯(lián)第一個人造地球衛(wèi)星上了天,它被認(rèn)為是東風(fēng)壓倒西風(fēng)的標(biāo)志之一。從此,一個接著一個的紅色福星,從蘇維埃的國土上升騰起來,圍繞著我們的母親——地球運行,強勁有力地保障著她的和平,同時,也打開了人類進入宇宙的大門。兩年后的這一天,一支巨大無匹的紅色火箭——蘇聯(lián)第三個宇宙火箭又高唱著社會主義的凱歌,繼第一個和第二個宇宙火箭之后,攜帶著人類史上第一個自動行星際站,長征月球,準(zhǔn)確地進入預(yù)定軌道。十月六日,在距月球七千公里處通過月球區(qū),繞月球神秘的“背面”運行,到距地球四十七萬公里遠(yuǎn)的地點,又開始向地球接近。十月十八日,將從北向南在最接近地球處(距地面四萬公里)通過地球區(qū),然后在很大的軌道上繼續(xù)運行。它每天在一定的時間內(nèi),根據(jù)地面的訊號,把它對月球的探測和它所通過的空間的各種神奇的科學(xué)資料發(fā)送到地面上來,人類將第一次獲得關(guān)于月球神秘的“背面”無比珍貴的資料。為人類征服月球邁出了決定性的一大步。
“廣寒宮”“火焰山”
月球,這個最靠近我們的天體,用肉眼看起來是一個多么美麗的星球。在靜夜的高空,它灑下銀色的光輝,把光明帶給黑夜。對它,人們產(chǎn)生過多少個像“嫦娥奔月”那樣美麗的幻想和神話;千百年來,多少詩人文士為它歌唱,向它寄托情懷。多少科學(xué)家為了探索月宮的秘密,一個夜晚又一個夜晚地苦心觀測?!?/p>
這個美麗誘人的星球到底是什么樣子?人能不能探尋月宮,作月宮的貴賓?這是人們所關(guān)心和感興趣的問題。隨著科學(xué)的發(fā)展,月球的真面目,已經(jīng)逐漸地為人們揭開了。月球比地球小得多。它的直徑只有3,473公里,相當(dāng)于地球直徑的四分之一,和太陽直徑的四百分之一。據(jù)科學(xué)家估計,要四十九個月球堆起來才有一個地球那么大,六千四百萬個月球堆起來才有一個太陽那么大。月球離地球的平均距離是384,000公里(最遠(yuǎn)為406,000公里,最近為360,000公里),太陽距離地球要比月球距離地球遠(yuǎn)三百九十倍,因此,在地球上看起來,月球好象和太陽一樣大。月球表面的面積約三千五百萬平方公里,等于地球表面面積的千四分之一,跟澳洲和非洲面積的總和差不多。
月球以每秒1.02公里的速度圍繞地球運行,繞地球運轉(zhuǎn)一周的時間是27天七小時多,恰巧與它自轉(zhuǎn)的速度相同。因此,它始終是以自己的一面對著地球,科學(xué)家們只能觀測到月球表面的59%,而那背向地球的另一面41%的表面,則是一個觀測不到的神密的謎。
還在17世紀(jì),意大利天文學(xué)家伽里略觀察到了月球上的一些黑斑,他認(rèn)為這些黑斑就是像地球上的“?!币粯拥臇|西,另一個天文學(xué)家里契奧里還給這些黑斑取了“暴風(fēng)洋”、“澄?!薄ⅰ柏S富?!薄让?。其實,月球上根本沒有水,哪里來的海呢?那些在過去天文學(xué)家認(rèn)為是海的黑斑,據(jù)后來的觀測證明,都是大洼地和平原盆地,占面向月球的月面的20%左右。
月球表面有許多很高的山脈、環(huán)形山和裂縫。最高的山峰在它的南極附近,高達(dá)10,500米,比地球上最高的珠穆朗瑪峰還高一千多米。環(huán)形山就像地球上的火山口,大大小小有33,000多個,最大的是格里馬第環(huán)行山,它的直徑有235公里長,而地球上最大的火山口瑪烏那·羅阿,它的直徑不過只有10公里左右。去年十一月,蘇聯(lián)科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)月球上有火山爆發(fā)的現(xiàn)象。
習(xí)慣了地球上生活的人,對月球上的一些現(xiàn)象會感到奇怪。例如一個中等身材的成年人,在地球上能看到5公里以內(nèi)的事物,而在月球上只能看到2.5公里以內(nèi)的事物,原來是因為月球上的視野半徑恰恰比地球上的小一半。一個在地球上力氣小的人,到了月球就成了大力士,因為用同樣的力,在月球上可以扛起比地球上重5倍的東西;在月球上,只要輕輕往上一跳就能跳得很高很遠(yuǎn),走起路來也特別有力。這是因為月球的體積和質(zhì)量,都比地球小,月球的引力也此地球引力小,只有地球表面引力的六分之一。
在地球上,晝夜是有規(guī)律地交迭著,白晝和黑夜的溫度相差也不很大。而在月球上,太陽照到的地方就是白天,照不到的地方就是黑夜,不會出現(xiàn)類似地球上的朝霞和晚霞的瑰麗景色,也沒有清晨和黃昏。晝夜溫度相差很大,變化也很劇烈,照不到太陽的地方,溫度降到攝氏零下150度左右,真是稱得起“廣寒宮”,但是當(dāng)太陽照射到的時候,溫度就急劇上升,最熱的時候達(dá)到130度,比滾水燙得多,那時候,“廣寒宮”就變?yōu)椤盎鹧嫔健绷?。月蝕的時候,月球表面的溫度超速冷卻,兩小時之內(nèi),可以下降250度之多。月球表面因為缺乏傳遞聲音的大氣,所以,任何時候都聽不到一點聲音,真正是一個寧靜的世界。
月球上有沒有生命呢?據(jù)科學(xué)家們估計,高等生物是肯定沒有的,生命短暫的低級植物的有機體的存在是可能的,它們可以生活在火山口的裂縫中放出來的碳酸氣中,并且從月面吸取他們所需要的營養(yǎng)物質(zhì)。
………
“千呼萬喚始出來,猶抱琵琶半遮面?!倍嗌倏茖W(xué)家經(jīng)過若干年的觀測研究,才得到這些關(guān)于月球的知識,而另一面的秘密,還有待人們?nèi)ヌ剿骱徒沂尽?/p>
怎樣飛到月宮去
那么,人到底怎樣才能到月球上去呢?為了要使人能夠安全飛往月球,要解決許多問題。比較復(fù)雜的問題是如何使火箭在月球上安全著陸和安全返回地面。在這方面,蘇聯(lián)科學(xué)家提山了切實可行的方案,而且這個方案目前正在逐步實施中。蘇聯(lián)科學(xué)家認(rèn)為征服月球有三個步驟。這三個步驟是這樣的:
第一步:向月球發(fā)射用無線電控制的不載人的宇宙火箭,到達(dá)選釋好的月球上的一定地區(qū)?;鸺醒b著帶電視機的天文望遠(yuǎn)鏡。當(dāng)它進入月球區(qū)時,電視機就開始播發(fā)出月球的映象。身在地球上的人們就可以得到許多現(xiàn)場照片和有關(guān)月球表面的許多詳細(xì)資料。當(dāng)它繞過月球神秘的背面飛行時,人類有史以來的謎就揭開了。人們還能夠根據(jù)火箭發(fā)回的資料確定月球大氣的密度、成分、溫度、有無磁場(現(xiàn)已確定月球上沒有磁場)和在月球面上存在的生物有機體的類型等現(xiàn)象。這一階段也可稱對月球進行目視偵察階段。在這方面,蘇聯(lián)的第二和第三宇宙火箭有極大的貢獻。蘇聯(lián)的第二個宇宙火箭,已經(jīng)到達(dá)月球表面,而且在那里留下了蘇聯(lián)國徽,既然能在月球表面留下蘇聯(lián)國徽,自然也有可能把觀測月球的科學(xué)儀器運到月球表面,使人們通過那些儀器獲得寶貴的資料。而蘇聯(lián)第三個宇宙火箭帶有自動行星際站,已經(jīng)繞過月球運行,并且第一次拍攝下任何人還從來沒有看到過的月球背面的情況,在行星際站回向地球時,又由自動無線電儀器順利地將所得的照片發(fā)送出來。自動行星際站在繞過月球運行時的高度是一萬公里,這高度足夠用來拍攝整個月球背面情況的照片。自動行星際站上儀器的工作,是由地面上的調(diào)整計算中心控制,所以能夠把它對月球的探測和所通過的空間的各種秘密,在一定的時間內(nèi)發(fā)送到地面上來。可以說,宇宙火箭的發(fā)射成功,對于第一個步驟的實現(xiàn),已經(jīng)不是十分困難的事情了。
要把火箭送入預(yù)定的軌道,必定要嚴(yán)格控制速度和方向。據(jù)科學(xué)家計算,如果要發(fā)射一個任意軌道的衛(wèi)星,它的誤差要求在1%左右;要發(fā)射一個具有精確軌道的衛(wèi)星,它的誤差要求在0.1%左右;如果發(fā)射向月球飛行的火箭,與月球上的任何一點相碰,誤差要求在0.05%左右;如果要求與月球相碰在二百公里直徑的月球表面,就要求誤差在0.02%左右;如果要使火箭繞月球后再返回地球區(qū),象這次蘇聯(lián)第三個宇宙火箭那樣,它的差誤便不能超過0.005%。速度如果稍大一點,就可能越過月球,而成為人造行星;稍小一點,也可能到達(dá)不了月球區(qū)而被地球的引力拉住而成為地球衛(wèi)星或被拉回地面?,F(xiàn)在,蘇聯(lián)的幾個宇宙火箭都發(fā)射得很準(zhǔn)確,怪不得西德科學(xué)家卡明斯基在蘇聯(lián)發(fā)射第三個宇宙火箭后說:這個成就,可以同一個神槍手在十公里以外,用一支小口徑步槍擊中一只蒼蠅的眼睛相比。法國科學(xué)家安納諾夫也贊嘆地說:使火箭進入繞月球的軌道,要比達(dá)到月球困難一百倍。蘇聯(lián)宇宙火箭的精確程度,簡直使人難于想象。
第二步,這是對月球作實地探測階段。在這個階段中,將用火箭把一種無人的小坦克實驗室發(fā)射到月球上去?;鸺龑⒂傻孛鏌o線電嚴(yán)格控制,用制動方法,安全降落到在第一個步驟中選擇好的地點。帶有專門儀器的小坦克將在地球上無線電操縱下,緩緩開出火箭。人們就可以使用這種裝置在地球上對月球進行探測,等于人親自到月球上去一樣。這種小坦克實驗室適于在月球表面行駛。它們行駛的速度將很緩慢,因為它每走一步都有很大的科學(xué)意義。在這一階段中,人們將更精密地確定人類在月球上居留的可能性,并試驗?zāi)苁谷梭w免受有害影響的生理防護手段。使用小坦克實驗室有很多好處,它不需要食物,不需要防護設(shè)備,因為沒有必要使它重返地球,故不必在火箭中裝載返回地球用的燃料。這樣,在技術(shù)條件上便可簡單得多。據(jù)蘇聯(lián)科學(xué)表預(yù)計,這一步有把握在1960年到1965年之間完成。
第三步,也是最后征服月球的一步,是在月球上建立有人的永久性科學(xué)站。在這一階段中,首先借助月球上的小坦克實驗室,選擇建立永久性科學(xué)站的地點。然后,把科學(xué)站的設(shè)備、保護月球上工作人員的生命和工作用的器材以及火箭返回地球時所需的燃料運到上述地點。科學(xué)站設(shè)備的安裝可由受地面無線電操縱的小坦克實驗室來擔(dān)任。完成了這些準(zhǔn)備工作后,就可以用裝載小坦克實驗室那樣的火箭,把第一批人送到月球上去。運人的火箭不需要帶回程燃料,因為星際飛行員在返回地球時,可以用早已運上月球儲備在那里的燃料,在飛行途中如果缺乏燃料,還可以在既定的軌道上用由地面上控制的火箭加油車來補充燃料。人在飛行中和在月球上居留期間,通過無線電把他們的生活和生理狀況傳播給地球,地球上的人們必須與他們建立可靠的無線電、電視通訊聯(lián)絡(luò),以便一旦發(fā)生意外,就可以立刻把急救和補充物資送去。
在把人送上月球以前,必須先解決他們平安返回地球的問題,這是一個比較復(fù)雜的問題。首先必須克服的障礙是由地球大氣的阻力與火箭磨擦而產(chǎn)生的高熱問題。我們知道,地球表面有大氣層,火箭在回程中必須穿過大氣層才能著陸,在火箭進入大氣層時,由大氣阻力而產(chǎn)生的磨擦?xí)够鸺l(fā)熱到快熔化的程度,甚至?xí)耠E石一樣燃燒掉。對于如何克服這個障礙,科學(xué)家們研究出了一些辦法,譬如可以采用降低火箭著陸的速度和以人工方法使火箭的熱度冷卻兩種方法。在使火箭的熱度冷卻方面,可以讓宇宙火箭頭部不是尖形而是鈍形,這樣在飛行中,火箭發(fā)熱程度就會小一些。制造火箭的材料,也可以采用陶瓷、金屬氧化物、新的塑料等耐熱材料。也可以使火箭表面制造成多孔形,使這些小孔里排出氫、氨、水等蒸發(fā)物質(zhì),使火箭能夠得到冷卻。在減速方面,一般是利用大氣來制動火箭,或是問相反的方向噴氣,逐漸減少它的速度,火筋就進行滑翔,在地面安全著陸。
動人心弦的遠(yuǎn)景
現(xiàn)在,讓我們來想象一下人到達(dá)月球后的情況吧。蘇聯(lián)研究宇宙飛行的專家瓦爾瓦洛夫為我們描繪了未來的月球科學(xué)站的美麗圖景。他說,月球的科學(xué)站是密封的??茖W(xué)站內(nèi)的空氣是人工制造的。人們可以在里面自由呼吸,絲毫沒有障礙??茖W(xué)站里有開著花的灌木叢,結(jié)著果實的樹林和各種蔬菜。這些植物的種子都是從地球上帶去的。因為月球上的吸力小,一只普通的小蘿葡也可以長得和椰子一樣大,一棵蔥的葉子可以長達(dá)十米,科學(xué)站的人的豐盛的食物都由科學(xué)站自己供給。連科學(xué)站的建筑材料如鋁、玻璃、塑料、水泥等都不是從地球上運來,而是在月球上開礦后,由月球上的工廠煉制而成的。食用和灌溉用水將從月球的地底深處挖掘出來。科學(xué)站照明用的日光燈、暖氣和工廠的動力等全部能源都由太陽能和原子能發(fā)電廠供給。月球上還可以制造火箭和火箭用的燃料?!?dāng)然,這些開礦和工廠生產(chǎn)的工作,都是在大面積的密封下進行的。
這些都已不是單純的幻想了,它將要變成現(xiàn)實,神話中的月宮,將成為人類的樂園。蘇聯(lián)科學(xué)家赫列勃切維奇說得好:人類征服和掌握月球,將正象現(xiàn)在許多科學(xué)站在研究地球的南極一樣尋常;也將象哥倫布發(fā)現(xiàn)新大陸一樣,我們也要把新的月球大陸歸并到地球中來。
蘇聯(lián)在宇宙空間研究和火箭技術(shù)上獲得的輝煌的成就,蘇聯(lián)科學(xué)事業(yè)一日千里的發(fā)展,是社會主義制度無比優(yōu)越性的有力的例證。資本主義國家已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)地被拋在后面。東風(fēng)勁吹,西風(fēng)日衰。東風(fēng)進一步壓倒西風(fēng)的新標(biāo)志,今后一定會一個接著一個不斷地迅速出現(xiàn),在星際航行中放射光芒。