- 登月
- (美)皮尔斯·比索尼
- 16155字
- 2020-06-24 22:13:58
新世界
人类之所以致力于空间科学的探索和研究,之所以能够成功进入太空,进行开拓性的冒险之旅,绝不仅仅是由美苏两个超级大国之间的冷战所推动的。实际上,人类征服宇宙的梦想由来已久,而到了20世纪中叶,我们终于拥有了实现这一梦想的必要工具。
首先,必然是信念、梦想,甚至是传说、故事;其次,是科学计算;最后,才是终极梦想的实现。
——苏联空间理论家
康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基,1926年
人类的太空探索是一个不断发展的过程。20世纪初,极具创造力和前瞻性的各界人士,便已经提出了“火箭”“宇宙飞船”的概念和设想,康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基、罗伯特·戈达德、赫尔曼·奥伯斯,以及后来的沃尔纳·冯·布劳恩,都曾经提出过这样的设想。可以肯定的是,这些有识之士之所以会提出“火箭”“宇宙飞船”这些极具前瞻性的概念,大多都是受到了早期的科幻小说作家儒勒·凡尔纳、H.G.威尔斯的启迪。20世纪50年代末,空间技术终于从纯粹的想象蜕变成为最为核心的工业门类之一,在政治、军事领域的重要性也与日俱增。1957年10月4日,人类第一颗人造卫星Sputnik号,被一枚经过改装的弹道导弹送进了太空。几乎就在一夜之间,美国和苏联这两个冷战对手、超级大国,开始了史诗般的“火箭竞赛”。当时,全世界都被这种极具先锋意识的外太空飞行迷住了,先是卫星、太空探测器,然后又是美国和苏联的宇航员,这些都成为人们最为关注的话题。不过,即便探索外太空的迷人冒险再有诱惑力,也无法掩盖这样一个略显残酷的事实:在空间技术蓬勃发展的最初几年时间里,政治竞争才是推动美国和苏联在这一领域大量投入人力、物力、财力的最根本原因。可以说,在那个特殊的历史时期里,科学追求、和平探索都只能退居第二位。
到了1961年的春天,中央情报局(Central Intelligence Agency,CIA)以及其他美国情报机构纷纷发出警告称,苏联正在准备发射载人航天器。传闻很快就成了现实。1961年4月11日傍晚,刚刚当选为美国总统的民主党党魁约翰·F.肯尼迪与自己的妻子杰奎琳现身美国国家广播公司(National Broadcasting Company,NBC)一档由佳洁士牙膏赞助的节目,夫妇二人与节目主持人桑德·瓦诺库尔和雷·谢勒谈到了抚养未成年子女的困难程度,也谈到了总统先生的个人工作方式等话题。当时,肯尼迪总统有意无意地提出了这样的一个观点:在不同的环境下,人们看待同样一件事情的出发点、角度和立场都不相同,也会因此得出截然不同的结论。随后,肯尼迪总统举例称,同样一个政治事件,在白宫的椭圆形办公室(美国总统办公室)里就会显得非常复杂,而在外界,似乎就会变得很简单。现在看来,当肯尼迪总统面对摄像机镜头微笑着说这番话的时候,他肯定已经提前获知了苏联将在几个小时之后让美国以及他本人陷入巨大的尴尬之中。不过在当时的背景下,除了振作精神、迎难而上之外,肯尼迪总统根本没有第二个选择。
美国东部标准时间1961年4月12日深夜1:07,北约雷达站全程记录了苏联R-7火箭的发射过程;而在15分钟以后,位于阿留申群岛的一个无线电监测站则发现了R-7火箭与该地区人类定居者实时通话的确切证据。到了华盛顿当地时间4月12日清晨的5:30,莫斯科新闻电台正式宣布,苏联在空间科学研究领域取得了重大的突破性进展。随后,一位警惕性颇高的美国记者专门给位于佛罗里达州卡纳维拉尔角的美国国家航空航天局发射中心打了电话,当时,这名记者直截了当地询问对方:“美国有能力迎头赶上吗?”当时,美国国家航空航天局发射中心的新闻官约翰·帕沃斯本来试图在个人办公室内的狭窄单人床上抓紧时间休息几个小时,因为为了帮助美国国家航空航天局的单人飞船水星号尽快完成首次飞行,包括他在内的大批工作人员在相当长的一段时间内都需要日均工作16小时。黎明时分,当这名美国记者的电话打到约翰·帕沃斯的办公室时,尖锐的铃声打破了室内的寂静。约翰·帕沃斯的情绪非常糟糕,因为他对这样的电话毫无准备,这位美国国家航空航天局发射中心的新闻官朝着话筒大声吼道:“嘿,是谁打来的电话?现在我们大家伙儿都在睡觉!”令人遗憾的是,到了当天早上,各大新闻媒体的头版头条便出现了惊悚的标题:“苏联都已经把人送上太空了,可美国国家航空航天局的新闻发言人却在恬不知耻地说他们还在睡大觉。”
在那一年,苏联空军飞行员尤里·阿列克谢耶维奇·加加林27岁,他也成了历史上首位飞上太空的人,当时,他搭乘一艘名为“Vostok”(东方号)的小型太空舱飞出了大气层。在确认苏联成功发射了载人航天器之后,美国总统肯尼迪召开了一次不那么愉快的新闻发布会。一直以来,肯尼迪都是一个口才极佳、自信心极强的人,他甚至可以说是一个雄辩的演说家,然而在那次新闻发布会上,这位美国总统却表现得远不如平常那么自信。某位记者提出了如下问题:“总统先生,一位国会议员在今天明确表示,他已经对于美国在空间科学领域永远追在苏联屁股后面的状况感到无比厌倦了。那么,我们到底还能否赶上苏联?我们空间科学研究的前景到底怎么样?”当时肯尼迪总统回答道:“无论某些人再怎么心累,他也不可能比我更累。要想在空间科学研究领域赶超苏联,我们肯定还需要一定的时间才行。在所谓的好消息真正传来之前,我们得到的肯定都是坏消息。我衷心希望美国能够在自己更加擅长的其他领域去压倒苏联,而那些领域或许能够给整个人类带来更多、更加长远的利益。当然,我也必须承认,此时此刻,美国在空间科学研究领域的确是落后于苏联。”
纵观整个20世纪,加加林那次短暂的太空之旅都算得上是最为重要的事件之一。这种所谓的重要性,不仅是对于苏联,对于美国来说也同样如此。在苏联成功发射载人航天器之后,美国在极短的时间内便做出了积极的回应,各个方面的资源都开始向航空航天领域倾斜。实际上,大部分现代科学技术的结构、框架,几乎都是为了太空竞赛(Space Race)以及潜在的核战争而设计的。20世纪50年代,电子设备中的电路设计都过大、过重、过于脆弱,根本就无法应用于制造火箭或者导弹,也正是在那样的背景之下,微型集成电路片才应运而生。至于近年来早已深入千家万户的互联网,最初的雏形则是由高级研究计划署(Advanced Research Projects Agency,ARPA)建立的,旨在防御来自于对手通信攻击的网络。高级研究计划署是美国国家航空航天局的前身,除了其他事务之外,其最重要的工作任务便是制订出美国的未来空间计划。而在通信卫星出现之后,全球的通信产业也得到了蓬勃发展。总而言之,如果不是为空间科学研究服务的话,微型集成电路、互联网、通信产业或许依然能够发展起来,但可以肯定的是,它们的发展速度必定远远不及实际的情形。这一切的一切都是因为加加林——一位善良、和气的喷气式飞机飞行员,人类历史上第一个飞上太空的人。加加林成功飞上太空,意味着苏联向地球上最强大国家——美国发起了强有力的挑战,至少在空间科学研究领域是如此。
约翰·洛格斯登博士是美国华盛顿特区空间政策研究所的前任所长,他曾经向历任美国总统提出过建议,并且详尽解释了加加林飞上太空这一事件给美国民众心理带来的深远影响。约翰·洛格斯登博士说道:“在加加林飞上太空之后,美国与苏联在空间科学领域本来相对均衡的态势被瞬间打破了,因为一切证据都已经充分证明了一点,那就是只要他们愿意,苏联就完全有能力跨大洲发射核弹头,甚至能够轻而易举地攻击北美要塞的核心区域。这样一个残酷的现实,无疑已经在美国社会中引起了恐慌。一直以来,美国民众都坚定地认为苏联是一个非常落后的国家,那么既然如此,我们又怎么能被一个落后的国家击败呢?”
回应挑战
对于苏联宇航员加加林成为历史上第一位飞上太空之人这一结果,全球反响极为强烈,而作为美国总统的肯尼迪,则对外界的这些反应感到非常不安。在白宫的椭圆形办公室里,肯尼迪总统一边来回踱步,一边向自己的顾问提出了这样的一个问题:“现在我们该怎么办?美国如何才能在空间科学领域迎头赶上?”当时,肯尼迪总统的科学顾问是杰罗梅·维斯内尔,他反对美国以任何鲁莽和冲动的方式来回应苏联所取得的这一伟大成就。不过在当时的历史背景下,作为美国总统的肯尼迪只想尽快做出强有力的回应,“如果有人能够告诉我美国如何做才能在空间科学领域赶超苏联,那么我希望尽快把这个人找出来。哪怕现在他只是一个看大门的,我也在所不惜,只要他知道怎么办就行。”值得关注的是,当时《生活》杂志的资深记者休·西迪刚好在白宫,而肯尼迪总统则有意用西迪能够听到的音量说出了上面的那番话。至此,肯尼迪总统一下子便成了美国空间科学研究领域最为重要的倡导者。
3天以后,肯尼迪总统再次遭到沉重打击。一支由美国中央情报局支持的、由1300余名流亡的古巴人组成的强大武装力量,在古巴的猪湾(Bay of Pigs)登陆,他们的目的是掀翻菲德尔·卡斯特罗在该国建立起来的共产主义政权。肯尼迪总统已经批准了这个计划,不过卡斯特罗麾下的古巴武装部队提前获悉了这一重要军事行动的情报,并且早早就已经埋伏在猪湾附近。最终,美国中央情报局策划的那次偷袭竟然演变成了一场灾难。当时,肯尼迪刚刚就任美国总统不到100天,在这个上任之后的短暂蜜月期里,本来外界希望他能够在公众面前发表自己对于这个国家的独特见解,然而一系列的打击使得肯尼迪政府的威信一落千丈。现在看来,当年肯尼迪总统在最短的时间内将自己、民众和整个美国的注意力转向空间科学技术的探索和研究,无疑是他试图恢复个人政治信誉的一种手段。一份1961年4月20日的重要备忘录显示,肯尼迪总统当天问了副总统林登·约翰逊这样一个问题:“如果我们能够在外太空建成一个空间实验室,或者完成绕月飞行,或者是发射火箭成功登月,甚至是发射单人载人航天器往返于地月之间……那么美国能否在空间科学研究领域击败苏联?或者可以干脆这么说,还有什么其他航天计划能够带来辉煌、积极的结果,并最终帮助我们打败苏联人吗?”
美国副总统林登·约翰逊是发展空间科学技术的坚定拥护者,为了回答肯尼迪总统提出的上述问题,他专门组织了一个专家团来进行论证。不过实际上,林登·约翰逊心中早有定数。事后,肯尼迪总统的科学顾问杰罗梅·维斯内尔评论道:“当时林登·约翰逊在房间内来回踱步,他对大家说,‘接下来我们要做出一个非常重要的决定。以你们来看,美国能否把人类送上月球呢?’在场的每一位专家的回答都是肯定的,‘没问题,肯定能行。’随后林登·约翰逊又说,‘感谢大家。’接下来,他就代表整个专家论证团队向肯尼迪总统做出了报告,并且强烈建议美国应该尽快启动载人航天器的登月计划。”或者用普利策奖获得者、历史学家沃尔特·麦克道格尔的话来说:“美国副总统林登·约翰逊递交给了肯尼迪总统一份报告,其中充满了各式各样的假设,其最终目的就是使对方相信,登月是可行的,甚至是无法避免的终极解决方案。”
在艾森豪威尔担任美国总统期间,林登·约翰逊是一位能量巨大的民主党参议员,一直以来都在坚定支持着该党派的施政主张。1958年,作为对苏联人造卫星计划的回应,美国正式成立了国家航空航天局,当时林登·约翰逊亲自监督了该机构的成立。而到了1961年,林登·约翰逊之所以力主推动登月计划,是因为他坚信一点:美国全力推进空间科学研究并推动登月计划,其意义和价值绝不仅仅局限于科学研究领域,甚至不仅仅是为了打破苏联在该领域的压倒性优势。实际上,林登·约翰逊更加希望通过推动登月计划来向全世界传达这样一个积极的信息:美国依然是这个世界上最为强大的国家。现在看来,林登·约翰逊的政治主张形成于20世纪30年代的罗斯福新政时期,他与相对务实的肯尼迪是截然不同的两类政治家。肯尼迪总统同样支持美国推动登月计划,因为当时发生的很多“意外”让他正处在水深火热当中,而全力推动登月计划无疑能够暂时转移公众的视线,那可谓是一个绝佳的“权宜之计”。在最终决定全面推动登月计划之后,肯尼迪总统做出了一次堪称人类政治史上最伟大的、最具煽动性的演说。
最终的决定,取决于美国国家航空航天局能否将他们的载人航天器送出地球、送上太空。5月5日,即加加林驾驶“东方号”飞上太空的23天以后,一枚小型的“红石导弹”(Redstone Missile)将美国宇航员阿兰·谢泼德送上了天空,不过当时的那次飞行并非是在绕地轨道飞行,而仅仅是一次历时15分钟的弹道飞行。与苏联东方号每小时1.75万英里的飞行速度相比,谢泼德所乘坐的水星号的最高时速仅有5000英里/小时。此外,东方号是绕地球进行轨道飞行,而水星号则是一次短距离弹道飞行,从发射地点到落入大西洋,它总共只飞行了320英里。然而即便如此,该次弹道飞行依然足以证明美国国家航空航天局的基本水平。虽然前景看似无比光明,肯尼迪总统却依然被该项计划的潜在预算吓得目瞪口呆,但他最终还是决定支持美国国家航空航天局的阿波罗登月计划。1961年5月25日,肯尼迪总统在国会进行了一次历史性的演讲,当时他慷慨激昂地说道:“我始终坚信一点,那就是我们这个国家,应该致力于实现这样一个目标——在10年之内,美国人应该登上月球,然后再安排其安全返回地球家园。到了那时,任何一项空间计划对于整个人类的影响力,都根本无法与美国国家航空航天局的阿波罗登月计划相提并论,无论在对于太空的远距离探索还是在困难程度以及预算规模上,我们的这项计划都是独一无二的。”
实际上,就在几个月以前,肯尼迪总统和他的政府官员们还依然在为美国国家航空航天局的领导人选而犯愁,因为似乎没有几个人愿意挑起这副重担。当时很多人都认为,美国国家航空航天局的级别不高,但是工作压力却非常大,成立之后该机构必定会面临极高的风险以及相对偏低的财务预算,看起来它似乎更像是科幻小说《大决战——公元2419》(Armageddon 2419 A.D)一书中主人公巴克·罗杰斯的一个实验室而已。当时,前后总共有17名高素质人才拒绝担任美国国家航空航天局的负责人,幸运的是,詹姆斯·埃德温·韦伯最终同意接受这一人事任命。韦伯与时任副总统林登·约翰逊非常熟悉,他接受了挑战,并且在最短的时间内集齐了政治、金融、财政、办公地点、技术资源等所有美国国家航空航天局开展工作所必需的资源。现在看来,韦伯几乎可以说是一位天生的政治人物,在他小心翼翼但又无比坚定的运作之下,美国国家航空航天局的业务和影响范围早已远远超出了佛罗里达发射场那一隅之地。美国国家航空航天局之所以将发射中心设在海边,很大程度上是出于技术方面的考虑,因为地球始终在保持自转,而且发射中心也必须远离建筑密集区域。随后,美国国家航空航天局又在得克萨斯州的一片尘土飞扬的灌木丛中建设了全新的任务指挥中心。这个决定并非是出于技术方面的考虑,因为韦伯清楚地知道,将美国国家航空航天局的任务指挥中心建在得克萨斯州这个决定,在政治层面上绝对是一招好棋。也正是在韦伯超凡脱俗的政治天赋以及无与伦比的管理之下,美国国家航空航天局才得以高速发展。
在整个20世纪60年代中期,美国国家航空航天局通过“双子座计划”向全世界证明,他们完全有能力做到任何事情。“双子座计划”的主体是一架双人空间飞行器,该计划当时所研究和衍生出的高新技术,目前依然在空间科学探索中被广泛应用,这其中便包括人们耳熟能详的太空行走、轨道会合、对接等。不过,1967年1月27日,第一艘阿波罗号宇宙飞船的全体成员不幸丧生,当时他们所乘坐的太空舱矗立在发射台上,正在准备进行例行的通信测试,然而在这个过程中却意外发生火灾,最终埃德·怀特、罗杰·查菲和维尔吉尔·古斯·格里索姆不幸罹难。而随后的事故调查结果显示,阿波罗号宇宙飞船的设计存在明显缺陷,而且美国国家航空航天局内部、各个制造承包商之间也都存在着管理失误。而之所以在多个环节都出现问题,最重要的原因之一是美国总统肯尼迪给美国国家航空航天局施加了太大的压力,以至于在登月计划截止日期之前,所有人的神经都绷得太紧,这才最终酿成了悲剧。
加速冲刺
在阿波罗登月计划中,阿波罗7号是最先成功完成载人飞行的宇宙飞船,1968年10月,它被土星1B号运载火箭发射到地球轨道。当时,总共有3名宇航员与阿波罗7号一道进行了绕地飞行,他们分别是任务指挥官沃利·斯齐拉,以及成员多恩·埃塞尔和沃尔特·库宁汉姆。阿波罗7号的成功绕地飞行,意味着美国国家航空航天局用于登月计划的宇宙飞船已经准备就绪。当然,只有宇宙飞船显然是远远不够的,因为它还依然需要火箭将其发射升空。不过,土星5号月球火箭在无人驾驶的试飞测试中遭遇了重大失败,因此要想把宇航员送上阿波罗8号,并且使用未经测试的火箭将其发射向月球,美国国家航空航天局肯定需要承受巨大的压力。更加要命的是,当时着陆舱的试验也出现了很多问题,因此,即便阿波罗8号能够飞到月球,它也无法在那个未知天体的斑驳表面上正常着陆。
我花了很多年的时间来进行刻苦的训练,我之所以这么做,就是为了飞上月球,更近距离地窥其真容。在我看来,这就是该项任务的本质。当我们返回地球之后,我意识到我们在那里发现了更加珍贵的东西:地球。我相信,之后的环保运动就是受到这一系列任务的极大鼓舞。仅就这一点而言,我们在阿波罗计划上所花费的几十亿美元就是相当值得的。
——阿波罗8号宇航员 比尔·安德斯
在阿波罗7号成功进行绕地飞行之后,美国国家航空航天局接下来便加快了阿波罗登月计划的推进节奏,一次又一次的飞行间隔非常短,频率之高令人目不暇接、难以想象。阿波罗9号在地球轨道上测试了美国国家航空航天局的蜘蛛号小型登月舱。1969年7月20日,阿波罗11号成功登上月球,人类终于实现了最重要且最古老的梦想之一。随后,几位美国宇航员又进行了月球行走。可谁又能想得到,在短短3年以后,人类对于空间探索、对于登上月球的努力却戛然而止,到了几十年后的今天,几乎一代人的时间都已经过去了,我们还依然看不到人类在空间科学探索领域的未来。
在未来,如果人类决定探索未知的宇宙深处,那么我们的目的绝对不应该仅仅局限于‘征服新世界’,或者是‘在其他星球上复制我们庞大的购物中心’。我始终认为,人类应该到宇宙深处去尝试努力探索自身的奥秘,用更加睿智和欣赏的眼光来审视我们所离开的世界。
——阿波罗8号宇航员 比尔·安德斯
迈克尔·柯林斯是阿波罗11号的指挥舱飞行员,他在自己那部著名的回忆录《传播火种》(Carrying the Fire)中明确表示,当集中精力于发射按键、准备将宇宙飞船从地球轨道发射至太空深处的那一刻,他曾经考虑过在完成这一工作环节之后,自己到底应该说些什么。“如果接下来我们将彻底离开地球引力场的范围,随后我们应该说些什么呢?当时,我和我的战友们就好像是克里斯托弗·哥伦布,或者说像是那些刚刚爬出泥泞沼泽、第一次踏上陆地的原始爬行动物。或许我们应该回顾历史,说一些有意义的豪言壮语。然而事实却是,当时我和我的战友们只是说了一些专业的技术术语。”如果连一位宇航员都对于自己的专业术语感到乏味了,那么可以想象的是,当时他的这一情绪肯定会给整个人类带来一定的消极影响。在1969年那个划时代的夏天,美国著名小说家、记者诺尔曼·梅勒尔参观了美国国家航空航天局位于佛罗里达州的发射中心,他在那里看到一支精英专家团队正坐在各自的控制仪表面板前。这支专家团由一众白人男子组成,他们均穿戴整齐,大多都身着白衬衣、系黑色领带。诺尔曼·梅勒尔回忆称,当那些技术专家团成员准备将阿波罗11号发射升空的时候,他们的语气非常坚定。不过梅勒尔认为,“那些人只是该项复杂系统工程当中的一个组成部分而已,集体的力量才是使他们如此气定神闲的最重要原因。更加要命的是,他们总是说着只有美国国家航空航天局内部人士才能听懂的专业技术性语言,我很难用计算机录入他们所说的话”。可以肯定的是,无论是美国国家航空航天局还是他们的宇航员,都没有接受过艺术、文学、诗歌等文化领域的训练和熏陶,但问题是,全世界都渴望全方面地深入了解和评价阿波罗登月计划所取得的伟大成就,而要想做到这一点,诗歌无疑是最为恰当的一种表达方式。正如迈克尔·科林斯在成功返回地球之后所说的那样:“今后如果阿波罗宇宙飞船再次升空的话,我认为至少应该带上一位诗人、一位牧师和一位哲学家,因为只有如此,我们才能真正弄清楚自己正在经历的和看到的到底是什么。”
光阴荏苒。在时隔50年之后,今时今日的我们,肯定要比当年更能欣赏双子座计划和阿波罗计划这两项美国国家航空航天局制订并实施的空间探索计划,也更能理解它们的伟大之处。即便是在阿波罗13号的事故引发了公众的恐慌之后,美国国家航空航天局在空间科学技术、设备制造方面依然远远领先于那个时代。从我们的角度来看,这一切都显得比较尴尬,因为现今这一代过于依赖个人平板电脑和智能手机的人们,的确很难理解带有开关、刻度盘的导航计算机为何物,至于表面包覆着一拳就能被轻易打穿的银箔、金箔的月球车,就更加超出如今人们的认知范畴了。一言以蔽之,阿波罗计划制订与实施的那个时代,与现如今是截然不同的两个时代,不过其最终的成功依然对现代人有着巨大的现实意义。随着人类社会的不断发展,如今的人们越发沉迷于安逸享乐、倾向于规避所谓的风险。而阿波罗计划的成功却向世人证明,只有不断挑战极限,我们才能把事情真正做到尽善尽美。
无论如何,阿波罗计划中那些有如古董一般的技术,现在看来依然有其令人惊讶之处。2007年4月,参观美国国家航空航天局博物馆展品的游客们发现,那些由于美国空间探索的长期停滞而始终未能得到用武之地的古董级设备,也并非毫无用处。一队令人肃然起敬的技术工作者,像电影《夺宝奇兵》中所描述的那样,小心翼翼地拆除了一艘当年阿波罗计划备用航天器的舱门(当然,《夺宝奇兵》是寻宝,而这些技术工作者则是试图探索50年前的科学技术水平),他们从中得到了很多发现。
这是一个用于1975年阿波罗—联盟号对接任务的备用设备,该项任务的推进和实施意味着冷战时期美苏两个超级大国在空间领域激烈竞争的正式终结。令人惊讶的是,该设备内的所有工作系统都完好无损,在得到美国国家航空航天局的批准之后,这个调查小组拆除了该航天器内的一个工作单元,那也是最令他们感兴趣的一个部分。实际上,这些科学技术工作者之所以会进行此次调查工作,是为了解开一个他们心中长期存在的谜团——一些50年前的空间科研工作者,居然能够打败现代航天工业精英人才。具体来说,在阿波罗号宇宙飞船完成外太空探索任务、返回地球的过程中,当它在重新进入到大气层之前,太空舱必须要与圆柱状的服务舱彻底分离。由于服务舱承载了宇宙飞船内绝大部分的空气、水、电力供应设备以及推进燃料,这就要求无数的电力线路、流体电缆、数据管道必须要在瞬间便彻底断开。那么在几十年前,老一辈的科研工作者和工程师,到底是如何在极短的时间内绝对可靠地做到这一点的呢?
在这艘阿波罗宇宙飞船里,科研调查小组发现了一个小小的“爆炸闸刀”装置,所有电线、电缆、管道都通过该装置整齐划一地缠绕在一起。在返回舱与推进舱脱离之前,该“爆炸闸刀”装置能够像切黄油那样把金属、塑料材质的管线瞬间切断。此外,该装置还有一个备用装置,一旦第一装置工作失败,由独立电力系统供电的备用装置就会立刻进入工作状态。令人惊讶的是,这套装置的大小仅与一个汽车电瓶相仿。这样看来,即便是在时隔几十年之后的现如今,阿波罗计划依然能够给我们带来很多启迪,特别是当美国国家航空航天局正在为全新的太空探索之旅进行积极准备的此时此刻,就更是如此。实际上,即将揭开面纱的猎户座计划宇宙飞船,看起来就像极了阿波罗宇宙飞船的同胞兄弟。
今时今日,我们总是能够听到这样的说法,“阿波罗宇宙飞船上搭载的导航计算机,其工作能力还不如现在的一块现代化数字手表。”不过,在得出这一结论并大肆宣扬之前,或许我们应该定义一下何为“工作能力”。因为在空间科学研究领域,阿波罗宇宙飞船上搭载的导航计算机,是人类有史以来发明出来的最强大的计算机之一,它从一个复杂的陀螺惯性导航系统那里采集数据,此外还要与一台天文光学望远镜和两台雷达测距仪相互配合;更加重要的是,该导航计算机还能够帮助宇航员、推进器、运载火箭协同工作,以便能够将人类送往更加遥远的宇宙深处。
在坚固耐久与灵巧精致之间,美国国家航空航天局无疑更加欣赏前者。1969年11月,阿波罗12号在发射升空之后不久便被闪电击中,当时舱内甚至因此而短时间停电。然而即便如此,阿波罗12号所搭载的导航计算机依然不辱使命,它在不到1秒钟的时间内便重新恢复了工作状态。毫无疑问,阿波罗系列宇宙飞船上所搭载的导航计算机,是一套非常值得信赖的工作设备。当然,人类要想一次又一次地完成外太空的探索之旅,必须要有这样一套值得信赖的计算机工作系统才行。事实证明,伟大的技术比复杂的技术更重要,这是阿波罗计划留给我们的另一个经验教训。
是否还有必要将人类送上太空?
关于阿波罗计划的讨论,经常会让人们开始思考太空探索中一个非常重要的问题:我们真的还有必要把活生生的人送往宇宙深处吗?人类发射的空间探测器,已经给我们展示出了一个广阔的领域,其边界范围更是远远超过了地球。在未来,人类完全可以通过这样一种方式来探索更加遥远的宇宙。今时今日,人类已经可以深入探索太阳系了,而国际空间站只是我们进行太空探索的第一阶段而已。当我们在空间探测器拍摄到的高解析度照片上看到火星上的峡谷时,谁不希望自己有朝一日能够亲自站在那里,然后用自己的肉眼目睹那一切呢?50年以前,这样的梦想还只能出现在科幻小说中。可以肯定的是,今后如果人类继续探索外太空,那么我们人类本身必须要亲自参与其中,否则的话,那样的努力根本就不应被视为一种真正意义上的人类冒险。
亚瑟·C.克拉克坚信,“有朝一日,人类不需要乘坐宇宙飞船进行星际旅行,因为我们本身就是宇宙飞船”。从某种意义上来说,现在人类就已经实现了这一目标。空间探测器当然能够拓展我们的视野,能让我们到达更加遥远的未知之地,也能让我们通过遥控机械臂、机械手来提取其他天体上的土壤样本。那么,这是否就意味着,人类已经不再需要冒着千难万险、亲自到达另外一个天体,不再需要用自己的双手(哪怕是戴着手套)去感受那里的土壤了呢?从逻辑上来说,用空间探测器而不是人类本身去亲自进行外太空的探索,无疑是最为安全和经济的一种方式。不过可以肯定的是,本能和情感使得我们当中的相当一部分人,绝对无法认同这样的观点,否则,美国宇航员、俄罗斯宇航员、中国宇航员,乃至是其他私人探险家根本就没有必要离开地球、深入宇宙了。当然,肯定有人持有不同的看法,他们会从经济性、政治利益等多个角度来阐述自己的观点,不过无论如何我们都无法想象,“宇航员”这个行当会在未来世界中彻底消失。设想一下,如果在未来的某一天,人类再也无法将我们当中的某一个个体送出大气层、送往无边无际的宇宙深处的话,那么当时地球上肯定发生了某些恐怖的事情。
照相机的故事
人们无论走到哪儿,都希望记录下自己的所见所闻,并且也非常愿意与其他人分享自己的所思所想。在进行外太空的空间探索任务时,科学家们经常会得到很多复杂的数据,比如温度、辐射量、光谱分析、矿物元素含量等。不过对于绝大多数人来说,他们对于人类空间探索成就的了解,都是通过更加简单、直接的方式——照片——来获得的,毕竟这更加直观。当美国国家航空航天局首次准备实施水星计划时,7名宇航员几乎没有想过是否需要携带和使用胶片相机的问题,因为当时上至美国总统肯尼迪、下至美国航空航天局的每一位普通工作人员,他们的当务之急都是尽快把美国宇航员送上太空,以便能够给予苏联强有力的回击。在水星计划的宇宙飞船的设计初稿中,甚至都没有窗户的存在,因为从结构力学角度上来说,窗户的存在会影响到整个宇宙飞船的坚固性。
第一代美国宇航员无一不是志存高远的飞行员,当时他们都毫不含糊地否定了在宇宙飞船上设计舷窗的实际意义。1962年2月,约翰·格伦被送入地球轨道,当时他随身携带的是一架日本美能达公司制造的35毫米Ansco Autoset自动照相机。不过实际上,约翰·格伦当时几乎没有太多时间用到自己的这架照相机。此外,20世纪60年代的国际政治环境依然非常紧张,如果美国宇航员在太空拍摄地球照片的话,那么其他国家有可能认为美国在对自己的国家进行间谍侦察,因为毕竟在外太空所拍摄到的照片是没有国界之分的。在水星计划实施的同时,美国政府还同时推进着其他几个高度机密的监视卫星计划,这些计划所需的预算和资源丝毫不逊于美国国家航空航天局的太空探索计划,因此总体来说,当时美国国家航空航天局在相机使用这个问题上,持非常保守、谨慎的态度,因为这的确是一个非常敏感的问题。不过,人们很快就意识到了一点,那就是在举国瞩目下进行空间探索工作的宇航员们,当然应该被允许携带照相机。1962年10月,在水星计划的轨道飞行任务中,沃利·斯齐拉带上了自己从商店购买的哈苏-550C相机,在经过几次使用之后,他就立刻喜欢上了在太空中拍摄的感觉;与此同时,整个美国也都意识到了一点,那就是在探索外太空的过程中,宇航员们带回的照片具有巨大的科学意义和社会价值。在人类对外太空进行探索的过程中,居然有那么一段时间是将照相机排除在外的,现在看来,这简直是一件不可思议的事情。
在阿波罗8号上,美国宇航员首次使用了哈苏-EL相机,当时他们采用了以电池供电的电动机来缠绕胶片,只要按下按钮就可以打开快门,这样的设计大大加快了宇航员拍摄照片的整个过程。在阿波罗8号上,每一个可更换的胶片仓都可以容纳足够多的Ektachrome系列160色彩色胶卷,或者是Panatomic-X系列的黑白胶卷,这两款胶卷都是由美国柯达公司专门为美国国家航空航天局开发的超薄系列产品。而从阿波罗11号开始,哈苏-EL相机的升级款——哈苏-500EL相机正式投入了使用,在该款相机的胶片仓与相机机身之间,安装着一个刻有网格标记的透明玻璃板,通过上面的网格,照片分析师就可以校准取景框中拍摄目标的距离和高度。后来,那些纤细的黑色十字格纹,也因此成为阿波罗宇航员所拍摄照片最具标志性和辨识度的特征之一。
当然,现如今的哈苏公司也早已走上了数字化道路,所推出的最新型相机能够拍摄出清晰度和图像分辨率都令人难以置信的高质量照片。不过可以肯定的是,无论哈苏公司在未来能够制造出何种伟大的产品,该公司最为骄傲和自豪的成就,依然是在人类对外太空进行探索和追求的过程中,自己曾经发挥过至关重要的核心作用。
太空上的“双胞胎”
现在看来,在美国国家航空航天局设计、制造出来的所有宇宙飞船当中,双子座飞船堪称是“运动明星”:它拥有两个海鸥翼门(即隼翼门),这是宇航员用来进行太空行走(或者弹射逃生)的通道;此外,它的推进工作单元也异常复杂。更加重要的是,双子座飞船还是历史上第一艘拥有舰载计算机的宇宙飞船,该计算机主要用来计算火箭发射的相关数据。当然,以当今的标准来衡量,双子座飞船的舰载计算机肯定是与现代标准相去甚远的,对此,宇航员约翰·扬给出了一个不那么讨人喜欢的描述:“想象一下,在一个盒子里,摆满了乱七八糟的衣架,那是怎样的情景?它基本上就是连接数千个单个晶体管的线路,内存节点用的是微型电磁铁,与现今的微处理器相比非常粗糙。”然而,也正是这台只拥有不到16K内存以及基本功能的计算机,使得双子座飞船能够改变轨道,并与其他太空舱进行对接,而这些都是任何一次空间科学探索中最为基本的且不可回避的环节。在正式实施登月计划之前,美国国家航空航天局的宇航员们必须反复练习太空舱的对接,而双子座飞船则成了他们的学习教具。
在经过了两次成功的无人驾驶飞船试射之后,双子座Ⅲ号飞船于1965年3月23日发射升空,宇航员维尔吉尔·古斯·格里森和约翰·扬进行了时长为5个小时的测试飞行。这次载人试飞的结果证明,在首次载人飞行中,机器设备的表现要比人类更好、更完美,然而即便如此,任务控制中心依然对于双子座飞船上的舰载计算机充满了不信任。格里森被告知,在对太空舱着陆地点进行分析计算时,如果双子座飞船的舰载计算机得出的结果与之前美国国家航空航天局预测的地点不一致的话,在重新进入大气层以后就不要再使用该计算机了。果不其然,在这个具体问题上,舰载计算机的计算结果的确与美国国家航空航天局之前的预测并不一致,因此格里森关掉了双子座飞船上的舰载计算机。可最终的结果却是,双子座Ⅲ号在大西洋上的落海地点距离最近的救援船都还有60多英里远。约翰·扬事后回忆称:“几天以后,美国国家航空航天局回测了所有相关数据,在那之后我们才得知了事情的全部真相。如果当时我们没有关闭双子座飞船上的舰载计算机的话,那么我们的太空舱就会直接落在救援船的旁边。”
1965年6月,吉姆·麦克迪维特的副驾驶埃德·怀特走出了双子座Ⅳ号飞船,那也是美国历史上的第一次太空行走。埃德·怀特在太空舱外总共漂浮了大约半个小时的时间,当时他与太空舱之间仅以一条纤细的脐带缆绳相连接。埃德·怀特事后回忆道:“那种感觉实在是太棒了!我当时甚至再也不想重新回到飞船了。”虽然宇航服的过度膨胀给他的回归增加了些许难度,不过,埃德·怀特最终还是成功地回到了双子座飞船。
双子座计划所使用的太空船,是由被改装过的泰坦导弹发射到地球轨道上的。最初,泰坦导弹的设计用途是携带核弹头。无独有偶,苏联最初也是把导弹改装成了太空发射器,才把加加林送上了外太空。
危险的对接
1966年3月16日,尼尔·阿姆斯特朗、戴夫·斯科特乘坐双子座Ⅷ号飞船升空,他们那次飞行的最重要任务,是与一艘之前发射的阿金纳号飞船进行空间对接,那是一艘无人驾驶的飞行器。当时,尼尔·阿姆斯特朗驾驶双子座Ⅷ号首次尝试对接,但不久以后他报告称:“我们碰到了一个非常严重的问题,我们的飞船发生了翻滚!”尼尔·阿姆斯特朗在第一时间返回了太空舱,结果他发现翻滚的情况变得越发严重。当时,推进器的开关被卡在了“开”的位置上,双子座Ⅷ号正是因此而彻底失去了控制。危急关头,阿姆斯特朗、斯科特两人几乎不可能保持头脑冷静,阿姆斯特朗随后做出了一个大胆的决定,他切断了所有对接和控制推进器的电源,并且盼望着这样的操作能够让失控的推进器停下来。事实证明,阿姆斯特朗的决定是正确的,不过这一做法带来的结果却是,他与斯科特只能操控一些小型的返回控制推进器了。最终,阿姆斯特朗成功地控制住了双子座Ⅷ号,随后他发现大部分燃料已经消耗殆尽。最终,阿姆斯特朗仅凭一点点剩余的燃料,完成了双子座Ⅷ号的溅落(特指航天器坠入海中)。他的这次伟大的表演,也让美国国家航空航天局坚信,在未来的登月任务中,这个人就是那个始终能够保持头脑冷静、始终能够在紧要关头做出正确决定的人。
现在看来,双子座计划是一项充满了戏剧性的航天工程计划。比如,1966年6月,汤姆·斯塔福德和吉恩·塞尔南驾驶双子座Ⅸ号飞船升空,当他们操控飞船接近目标飞船并试图完成对接任务的时候,突然发现其前端的整流罩尚未正确分离,这一细节直接导致对接装置结构件出现故障。后来,斯塔福德将那艘畸形的太空船称为“愤怒的鳄鱼”。
当然,双子座计划依然意义非凡,因为正是通过该计划,美国国家航空航天局的宇航员们才能够熟练掌握交会、对接的技术要领,而在接下来任何一项由多艘太空船协同完成的外太空探索任务中,这都是非常关键的一项工作和技术环节。此外,双子座计划还解决了美国宇航员在太空行走中存在的一些问题,例如,美国国家航空航天局在飞行器上每隔一定距离都安装了扶手和脚蹬,结果证明,这样的改变能够让太空行走变得更省力、更高效。
我们之所以决定在这片全新的领域中启航,是因为我们要去探索新的知识和争取新的权利,而且我们必须要完成这些任务,并将它们用于促进全人类的进步。就像核科学和所有技术一样,空间科学本身并无道德可言,它的善恶最终取决于人类;而只有在美国在这一领域占据核心位置的情况下,我们才能发挥出更加重要的作用,才能决定这片新的领域最终是成为和平的海洋,还是成为又一个恐怖的新战场。
——约翰·肯尼迪总统,1962年9月12日
这是双子座Ⅳ号的内部视图。1965年6月3日,爱德华·怀特进行了美国历史上的第一次太空行走,他当时就是从这里迈出的关键性一步。目前,双子座Ⅳ号永久展示于美国华盛顿特区史密森国家航空航天博物馆。
这张双子座模拟装置接近模拟目标的延时照片展示了该项目的主要目标:掌握轨道会合的艺术。
1965年1月,宇航员维尔吉尔·格里森(左)和约翰·扬穿着无绒衣,在双子座Ⅲ号飞船上进行了一次通信测试。当时,这艘飞船刚刚被送到位于佛罗里达州的美国国家航空航天局肯尼迪航天中心。
1965年6月3日,双子座Ⅳ号的副驾驶埃德·怀特进行了美国历史上的第一次太空行走。尽管他的宇航服在真空中发生了膨胀,他在完成太空行走之后发现很难重新回到飞船中,但他依然认为,这是一次令人兴奋不已的经历。
如果我们最终遇难的话,我们希望人们能够坦然接受,因为毕竟我们从事的是一项高风险的工作。
——宇航员维吉尔·格里森,1965年3月
在浩瀚的太空中与另外一艘飞船会合:到底哪个国家会首先尝试这种重要的轨道技术呢?
1962年8月11日,也就是第一次载人“双子座”飞行任务开始的两年之前,苏联宇航员安德里安·尼古拉耶夫随东方号太空舱被发射升空。此前,被载入史册的尤里·加加林也是乘坐的同一型号的太空舱。8月12日,帕维尔·波波维奇乘坐另外一架东方号太空舱升空。两位宇航员在不同的飞行器中先后同时身处太空,这还是有史以来的头一遭。苏联方面将前后两次发射时间控制得非常精准,如此一来,两架东方号太空舱之间的距离只有几英里。形象地说,苏联俨然是在太空中进行了一次飞碟射击,克里姆林宫方面则将其称为“太空会合”。
随后,两艘飞船在太空中拉开了距离,由于东方号上并没有装配动力推进器,因此它们无法再次拉近距离。然而即便如此,苏联方面所完成的这项工作依然具有极大的“欺骗性”,以至于西方的一些航天专家被彻底愚弄了,他们认定苏联当时已经掌握了真正的交会技术。
1965年12月,双子座Ⅵ号的宇航员吉姆·斯塔福德和沃利·西拉驾驶着他们的飞船逐渐接近了双子座Ⅶ号,随后他们看到吉姆·洛威尔和弗兰克·鲍曼正透过另一艘飞船的窗户朝他们微笑。后来西拉说:“苏联绝对没有完成过空间会合。当时两架东方号近距离飞行,最多只能算是‘短暂的一瞥’,就像在车流呼啸而过之前,你透过车窗看到人行道上的一个漂亮女孩儿。而有了双子座,我们就可以穿越车流打招呼了,从严格意义上来说,这才是你们所说的‘会合’。”
这是在1965年12月进行第一次太空会合时,从双子座Ⅶ号上所看到的双子座Ⅵ号的情形。苏联声称,他们曾经完成过类似的任务,然而事实却是,当时苏联并没有真正拥有这样的能力。
这是透过双子座Ⅵ号的一扇舱门的玻璃窗拍摄到的双子座Ⅶ号的照片。当时,双子座Ⅵ号正在距离地球160英里的高空中与双子座Ⅶ号会合。
这是双子座Ⅶ号的后视图。当时,双子座Ⅵ号与双子座Ⅶ号在共享的轨道上滑行,两者相距不到40英尺。值得关注的是,当时这两架飞行器都在以每小时1.75万英里的速度高速飞行。
这是经过改装后的阿特拉斯导弹,在水星计划推进期间,美国国家航空航天局首次将其作为发射器。在双子座计划推进期间,美国国家航空航天局用改装过后的阿特拉斯导弹,将无人驾驶的阿金纳号无人飞行器发射升空,以便与双子座飞船进行对接。
一个近乎致命的推进器问题将两名宇航员置于极度危险之中。本图是在危机时刻出现不久之前,从双子座VIII号看到的阿金纳号无人飞船对接环的情况。
1966年3月16日,阿金纳号无人飞船正耐心地等待尼尔·阿姆斯特朗和大卫·斯科特进行第一次对接。然而在几秒钟之后,双子座VIII号却突然失控。
双人座VIII号的指令长尼尔·阿姆斯特朗平静地处理了一个潜在的可怕情况。作为一名飞行员,无论在大气层内还是在太空中,阿姆斯特朗都显得镇定自若。
这是在双子座Ⅸ号上,宇航员吉恩·塞尔南为任务指令长汤姆·斯塔福德拍摄的照片。事实证明,那是一次难度极大且结果令人沮丧的任务。
按照斯塔福德的说法,双子座IX号-A的对接目标飞行器简直就是一条“愤怒的鳄鱼”。当时,该飞行器的前部护罩未能正常开启,对接任务也因此而未能完成。
在艰苦的太空行走过程中,吉恩·塞尔南在筋疲力尽的情况下匆匆抓拍了几张双子座Ⅸ号的照片。接下来,美国国家航空航天局需要引入扶手、脚蹬,以便让宇航员能够更加轻松地完成太空行走。
在巴斯·阿尔德林顺利地进行双子座Ⅻ号太空行走期间,一道光束幸运地照射到他的面部,当时金色的遮阳板已经升起,这使得我们可以透过面罩看到他的面孔。
在随双子座VIII号紧急返回地球之后,大卫·斯科特(左)、尼尔·阿姆斯特朗看起来心情愉悦。
佩特·康拉德小心翼翼地走出“双子座”Ⅺ号,水中的绿色染料能够起到帮助救援直升机定位的作用。