文 / 聞新 張小鳳 圖 / 彭通 唐釥鑒
登上月球是人類有史以來的夢想,100多年前著名作家儒勒·凡爾納創(chuàng)作出一部長篇小說,設(shè)計了一門“哥侖比亞大炮”,把三個人送上月球的計劃。但直到150年后,人類才成功實現(xiàn)了這一大膽的設(shè)想。1969年7月21日,美國宇航員阿姆斯特朗乘坐“阿波羅11號”飛船成功地登上月球,道出了一句至今還流行話語:“這是我個人的一小步,卻是人類的一大步”。
登月航天員在執(zhí)行任務(wù)之前,首先需要詳細地了解月球本身,學(xué)習(xí)月球的深層次知識,如月球的表面特征,以及月球的溫差、公轉(zhuǎn)、自轉(zhuǎn)、磁場等。這些知識是航天員成功執(zhí)行任務(wù)的基礎(chǔ)。如阿波羅11號航天員駕駛登月艙著陸靜海的瞬間,發(fā)現(xiàn)原計劃著陸地點是個深坑,于是緊急手控登月艙,安全地著陸到附近的平坦區(qū)域,否則落入月球深淵就回不到地球了。在登月之前,要對月球的重力和土壤環(huán)境有著足夠的認識,如登上月球身體輕飄飄、走路像踏在彈簧上、腳下滿是塵埃,回望地球可以看到美麗的藍色星球等。
人類在登月前,航天員要充分認識和準(zhǔn)備在月球表面上如何使用各種采樣與勘探的機械設(shè)備,如為取得月面巖石等樣品,需要用鉆機、鉆頭、巖心管、鉆桿等工具。阿波羅12號和阿波羅17號飛船的航天員都曾利用登月艙的鉆機對月球表面進行鉆探取樣。
航天員在月球上工作需要經(jīng)過技能訓(xùn)練。如阿波羅17號飛船登月后,航天員利用干式作業(yè)的月面鉆機,在月表鉆了3個深度為2.5米~3米的鉆孔,并在其中兩個孔內(nèi)安裝了測溫探頭,以用來探測月壤的熱量;在另一個孔中用取心管和鉆頭取得月壤和月巖樣品。
走下登月艙的扶梯,是航天員出艙的重要環(huán)節(jié),需要建立與月表環(huán)境相似的實驗場地。綜合多方面因素,沙漠最適宜模擬月表環(huán)境。別小瞧走下扶梯這個動作,第一個登上月球的阿姆斯特朗,花了9分鐘才走下僅僅有九個階梯的登月艙扶梯,為什么這么慢,至今還是一個疑問??茖W(xué)家認為不是因為地面訓(xùn)練不到位,因為這個動作在執(zhí)行任務(wù)之前,阿姆斯特朗已經(jīng)重復(fù)上千次了。
艙外活動是航天員在飛出地球大氣層后,出艙所執(zhí)行的任務(wù)。目前艙外活動主要指太空行走以及一些月表活動。上太空之前,航天員必須按照具體任務(wù)的內(nèi)容,在地球上對艙外活動中的每個動作進行模擬訓(xùn)練。模擬訓(xùn)練的場地有室內(nèi)實驗室、沙漠和水下實驗場,訓(xùn)練內(nèi)容主要包括出艙、艙外作業(yè)和返回這三個過程。模擬實驗將告知登月的航天員如何走出艙門并在月球表面行走。
月球車是一種能在月球表面行駛的專用車輛,它能用于月表探測、巡視和采集樣品等多個復(fù)雜任務(wù),包括無人駕駛月球車和有人駕駛月球車兩種。有人駕駛的月球車可以擴大航天員的活動范圍從而節(jié)省航天員的體力,還可便于航天員隨時存放收集到的月巖和月壤樣品。在地面的沙灘上,航天員通過操控手柄駕駛月球車,實現(xiàn)向前、向后行駛,以及轉(zhuǎn)彎和爬坡等。月球車駕駛訓(xùn)練較為不易,有時可能會發(fā)生翻覆的事故。另外,月球車上還配備了彩色相機和通信設(shè)備,航天員還要學(xué)會向地球?qū)崟r傳輸月表工作的圖像,以及從月球返回地球時登月艙上升噴氣的圖像。
月球表面的樣品采集不是簡單地將石子和土裝滿箱子,而是要根據(jù)登月艙帶航天員和樣品離開月球時所能承受的重量,利用樣本秤仔細稱量樣品的質(zhì)量。航天員采集樣品時有專門的工具,典型的有夾鉗、月面耙、采樣鏟和采樣管等。這幾種工具安裝有延長把手,方便航天員在穿著艙外航天服工作的情況下,不用彎腰或下蹲就能完成樣品的采集。其中夾鉗方便夾取約拳頭大小的樣品,采樣鏟便于采集體積過小而不易用鉗子夾取的樣品,也可用于收集泥土,表面采樣器還可以收集更加微小的樣品。
登月航天員的航天服有兩種顏色,分別是桔紅色和白色,它們都分別有什么作用呢?其實兩者的使用環(huán)境有所不同。桔紅色航天服只在登月航天器通過大氣層的升空和返回過程中穿帶,它的作用是保護航天員在飛船出現(xiàn)意外時免受傷害。桔紅色航天服有水和空氣供應(yīng)系統(tǒng),裝配有應(yīng)急生存物資以及降落傘,桔紅的顏色也便于救援人員對從月球返回航天員的搜救。而白色航天服主要用于登月航天員執(zhí)行艙外活動時穿戴,它能提供水、氧氣、適當(dāng)?shù)膲毫蜏囟?,在艙外環(huán)境中阻隔太空輻射,保護航天員的安全。