1969年7月20日,阿波罗11号的登月舱落在月球静海。回到舱内摘掉头盔时,宇航员闻到一股刺鼻气味——像刚打完枪的火药味。那是月尘。它在没有空气的真空里躺了不知多少亿年,一接触舱内湿润的氧气,就“变味”了。
五十多年过去,那批样本还锁在实验室里,人类却再没送任何人上去过。最后一次是1972年12月的阿波罗17号。此后至今,月面没有新脚印。
38万公里,到底有多远
地月平均距离约38.4万公里。这个数字听上去抽象,换个说法:光走一趟要1.28秒。你朝月亮喊一声,2.6秒后才有“回声”——当然,真空里传不了声音。
换成高铁,时速300公里不停不歇,大约要跑53天。绕地球赤道一圈约4万公里,这段路相当于绕地球约9.6圈。
不是直线飞过去
很多人以为登月是“点火、加速、对准月亮”。其实火箭并不直接扑向月球,而是先进入一条环绕地球的椭圆轨道,等到最合适的时机再点火,把自己甩进一条中途可修正的地月转移轨道。像坐公交换乘:你得在站台等到车来的那一刻,早一步晚一步都上不去。
这个时机叫发射窗口(允许发射的时间区间)。月球在绕地球公转,地球又在自转,发射场每天所处的位置都不一样。窗口不合适,就等下一次。
更根本的限制是速度。要摆脱地球引力束缚,需要约11.2公里/秒的逃逸速度(让物体刚好不再掉回地球的速度)。阿波罗飞船的地月转移轨道注入速度约10.9公里/秒,略低于逃逸速度——它不逃出地月系统,只是沿着一条会被月球引力捕获的弧线飞过去。
那台电脑,不如你的电饭煲
阿波罗飞船的导航计算机(AGC,阿波罗导航计算机)主存只有约2千字,程序存在约3.6万字的只读存储器里。换算成今天的单位,总共几十KB,比一张手机照片小得多。它没有屏幕,没有鼠标,靠一串数字键盘输入。
任务却很硬:算轨道、控姿态、管推力。真正的关键始终是人。1969年下降最后阶段,计算机连续报警(1202、1201程序警报),原因之一是交会雷达被意外打开,占用了算力。宇航员切到手动,把登月舱一点点放到月面上。
脚印能留多久
月球没有大气,没有风,也没有液态水。不会有雨冲刷,不会有风抹平。脚印理论上能保存很久。
但“很久”是多久?微陨石持续撞击月面,会把表层物质一点点削掉。这个过程有多快,目前尚无定论——不同模型给出的估计从几十万年到数百万年不等。
顺便纠正一个常见说法:从地球用望远镜能看见月面上插的旗子。不能。地面最大的望远镜也分辨不出月面上米级的物体。
为什么停了半个多世纪
阿波罗计划6次成功着陆,12名宇航员走上月面,带回约382千克月球样本。代价同样惊人:整个计划按当年美元计约250亿,折算成今天的购买力是千亿美元量级。
停下来的原因并不神秘。目标达成了,预算收紧了,政治动力消退了。它更像一场竞赛,而不是一项能长期运转的科研基础设施。
现在回去,图什么
这次的不同在于“留下来”的意图。阿尔忒弥斯计划(美国主导的载人重返月球计划)把着陆区定在月球南极附近。那里有永久阴影区——常年照不到阳光的陨石坑底部,温度低到约零下200摄氏度,被认为可能封存着水冰。
水冰的价值在于:电解后能得到氢和氧,既可以是火箭燃料,也可以供人呼吸。如果能在月球上“就地取水”,从地球运货的成本就能大幅下降。
至于常被提到的氦-3(一种可能用于聚变的轻同位素),目前仍属推测:月壤里确实有氦-3,但能烧它的聚变技术还没实现,开采是否划算更是尚无定论。
回到那股火药味
月尘的气味至今没有定论。有人认为,是月尘表面未氧化的铁纳米颗粒接触空气后发生反应;也有人认为,与月尘极高的化学活性有关。它只是个细节,却说明一件事:登月带回来的不只是岩石,还有一堆课本上没有的问题。
五十多年后,下一批脚印打算踩在月球南极。那里的土,闻起来会是什么味?
延伸阅读
- 《月球上的人》(A Man on the Moon,安德鲁·柴金 著)——阿波罗计划的口述史。
- 纪录片《为了全人类》(For All Mankind,1989)——用NASA原始任务影像剪成的登月实录。
- NASA 阿波罗计划官方档案页(nasa.gov:The Apollo Program)——任务报告、影像与样本资料。