科普 》 揭秘中國探月工程：月球密碼   》 第20節：起步維艱的美國探月      雙平 Shuang Ping

　　3. 起步維艱的美國探月
　　與蘇聯的輝煌相比，美國的起步顯得更為艱難。美國探月初期發射的5顆“先驅者”探測器幾乎沒有一個獲得成功，它失敗的主要因是，火箭沒有足夠的推力使之達到地球的逃逸速度並送到月球軌道，雖然“先驅者”4號勉強成功，但它飛越月球時距月球尚有近6000千米之遙，它的探測儀器基本沒有發揮作用。
　　美國的“徘徊者”係列探測器從1961年到1965年間一共發射了9次，是用“徘徊者”的身軀活生生地砸嚮月球，利用高速撞擊月球“壯烈犧牲”前的瞬間拍攝月球表面，並將拍攝的信息傳送回地球，目的是獲得月球形貌近距離照片，為在月面硬着陸提供參考數據。但“徘徊者”計劃就像它不太吉祥的名字一樣，在最初階段遭受了巨大的挫折，前6次發射它們總在地月間徘徊不前均告失敗，直到1964年7月“徘徊者7號”纔首次圓滿完成了任務，並在撞擊月球前嚮地面發送了4316幅高質量的月球面。其中，它的最後一幅面是在距月面僅426米高時拍攝的，揭示了不到1米大小的細節。“徘徊者8號”飛嚮了靜海內一個平坦的區域。它發現那裏的地形雖然是坡勢平緩的平，但到處都是月坑。看來，要為“阿波羅”飛船選擇又開闊又沒有月坑的區域是十分睏難的。“徘徊者”7、8、9號後來工作得比較順利，它們共發回了上萬幅照片。
　　“勘察者”計劃是繼“徘徊者”之後的一項大膽的月球軟着陸計劃。但“勘察者”的研製工作遇到了許多技術難題，造成了嚴重的進度延誤。面對計劃嚴重受阻，美國不得不將初步工作指標降低到“勘察者”飛行任務所需的最低水平——把975千克有效載荷送入月球軌道，並使科學有效載荷減少到45千克左右。該係列探測器共發射了7個，其中5個在月球上實現了軟着陸，一個在修正航綫時發生了滾轉而失敗，另一個在着陸時神秘失蹤。
　　1966年是月球探測好戲連臺的一年。在蘇聯的“月球9號”率先實現月球軟着陸後不到4個月，美國的“勘察者1號”探測器便以第二名的身份於6月2日輕柔地着陸在風暴洋內一塊平地帶，隨後成功傳回了11240幅圖片。“勘察者1號”發現了一片點綴着無數個月坑並散布着大大小小、形狀各異的岩石的荒。它沒有發現很深的軟土層，分析人員據此推斷月面的硬度足以支撐探測器和人體。此後的一年半時間裏，美國又連續發射了6個“勘察者”探測器，其中4個取得了成功。
　　在為阿波羅12號飛船尋找着陸地點的時候，美國亞利桑那大學發現了“勘察者3號”的準確降落點，藉助月球圖片作“嚮導”，1969年11月“阿波羅12號” 降落到離“勘察者3號”僅180米的地方。
　　1967年9月“勘察者5號”在靜海一個月坑的陡峭內坡上着陸。它攜帶了一臺阿爾法後嚮散射儀，該儀器對月面物質的化學成分進行了相當精確的分析，指出着陸區月表的化學成分類似於地球上的玄武岩。“勘察者5號”和6號在月球軟着陸並完成考察任務後，還進行了發動機的瞬間點火，以試驗火箭發動機會對月面産生什麽影響。發動機點火後，“勘察者”飛到了距最初着陸點幾米的新地點，從月面受到的侵蝕量不大這一點可以看出，發動機點火將不會給阿波羅飛船帶來嚴重問題。1968年1月發射的“勘察者7號”是這項計劃的最後一個探測器，它成功着陸在第𠔌月坑正北的一片高地上。
　　在“勘察者1號”升空後的兩個月，美國無人月球探測器傢族的第三個成員——“月球軌道器”開始了它的環月飛行旅程。“軌道器”的任務是對阿波羅飛船所有可能的着陸場進行拍照，測量月球周圍的流星體通量，並通過對探測器的精確跟蹤來確定月球的引力場。軌道器不僅完成了所有這些任務，而且取得了其他成果。“月球軌道器1號”於1966年8月發射，它對阿波羅飛船的9個主候選着陸場和7個次候選着陸場進行了大量拍攝，獲得了質量甚佳的中等分辨率照片，此外還獲得了一些月球背面的照片以及地球和月球的斜視照片。接下來的兩顆“月球軌道器”分別於1966年11月和1967年2月發射，它們拍攝了20個候選着陸場的優質照片，再次拍攝了月球背面和其他具有科研價值的月球特徵照片，另外還獲得了月球地形的斜視景象。在“月球軌道器3號”所拍攝的阿波羅飛船候選着陸場中，還從無數個月坑之間找到了閃閃發光的“勘察者1號”。由於針對阿波羅計劃的幾項主要目標在第3次任務結束時就已基本實現，所以“月球軌道器”第4次和第5次飛行主要都用於實現更廣泛的科學目標:第4次飛行期間對整個月球正面進行了拍攝，而第5次飛行則拍攝了月球正面36個有特殊科學意義的區域。此外，“軌道器”還拍攝了月球背面99％的區域，而且清晰度比此前利用地面望遠鏡拍攝的正面照片要好得多。
　　阿波羅飛船着陸場勘察工作取得了令人意外的結果，似乎月面上沒有一處很平坦無月坑的地方，找不到符合阿波羅飛船着陸場最初規定的地點。因此，美國宇航局對登月訓練設施進行了改造，以使航天員練習如何避開月坑，在相對平坦的地方降落。
　　根據“月球軌道器”獲得的信息，月球附近沒有對航天員安全構成威脅的輻射或流星體。通過對探測器軌道進行詳細分析發現，這些軌道有輕微的攝動，表明月球的引力場是不均勻的，由此推斷月球內部隱藏着一些質量密集區——“質量瘤”。這提醒阿波羅計劃的規劃人員在精確計算阿波羅飛船飛行軌跡時，要相應地考慮“質量瘤”引起的軌道攝動。發現和確定這些“質量瘤”，為登月艙高精度地着陸和準確交會提供了可靠性。
　　“徘徊者”、“勘察者”和“月球軌道器”是值得信賴的先遣隊，它們為“阿波羅”飛船的載人飛行打下了良好的基礎，美國人從此有了足夠的信心，“阿波羅”出風頭的時機終於來臨了。



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【資料來源】首都師範大學出版社
第1節：它肯定不是一個好去處(1)第2節：它肯定不是一個好去處(2)第3節：月球那些事兒(1)
第4節：月球那些事兒(2)第5節：月球那些事兒(3)第6節：月球上的名人公寓(1)
第7節：月球上的名人公寓(2)第8節：月球上的名人公寓(3)第9節：我們所知甚少的月球(1)
第10節：我們所知甚少的月球(2)第11節：我們所知甚少的月球(3)第12節：月亮消失會怎樣
第13節：艱難的探月歷程(1)第14節：艱難的探月歷程(2)第15節：艱難的探月歷程(3)
第16節：奔月初徵蘇聯一路歌(1)第17節：奔月初徵蘇聯一路歌(2)第18節：奔月初徵蘇聯一路歌(3)
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