福建事业单位科技知识:国际探月历程

2019-10-09 09:59
和记娱乐 来源:和记h88
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  月球是地球唯一的天然卫星,也是太阳系第五大卫星;它与地球的关系在太阳系中极为特殊,其质量达到了地球的八十一分之一,而太阳系其它的卫星远远达不到这样大的比例。实际上,地球和月球在围绕着它们的共同质心转动,因此,在天文学上专门将地球和月亮称为“地月系统”并作为一个整体去研究。月球的存在对于维持地球自转轴的稳定非常重要,而月球引力引起的潮汐作用甚至比太阳还要大。由于“潮汐锁定”的原因,月球的自转和公转速度相同,使得它总是只有一面朝向地球。

  对于月球形成的原因,目前有很多种。目前主流的观点认为月球是在45亿年前一颗火星大小的与地球大碰撞之后形成的。国际探月主要是美国和前苏联进行的,进入21世纪,我国的“嫦娥工程”稳步推进中。

  古代的天文学家很早就开始观测、研究月亮,1609年,伽利略首次用天文望远镜观测月亮,使人类对月球正面的地形开始有详细的了解。但真正的飞越是在二十世纪人类进入太空时代之后才开始的。

  1957年,前苏联发射人类第一颗人造卫星,解决了将人造物体发射到太空的基本技术之后,马上就开始着手向月球发射探测器。发射人造卫星的运载火箭只能将物体送到近地轨道,因此需要在原来运载火箭的基础上增加一级,将探测器送到地月转移轨道。最早的发射是从1958年开始的,但经历了多次失败后,前苏联才在1959年1月2日成功发射月球1号,经历34小时的飞行之后,从距离月球5965公里的地方掠过。实际上,前苏联发射了很多的探月飞行器,但仅对取得成功或部分成功的任务命名并予以公布。最初月球1号的任务是撞击月球,但并没有达成目标。最终这一任务是月球2号在1959年9月14日完成的,它成为人类在外星球实现硬着陆的第一个物体。之后,前苏联马不停蹄地实施了第一次从月球背面拍照的任务——月球3号。由于那个年代还没有数码技术,月球3号上携带了老式的机,拍摄后在探测器上显影,然后用电视摄像机扫描并把信号传回地球。1959年10月,月球3号获得了月球背面的图像。这对人类来讲可说是意义非凡,体现了科学与工程上的重大成就。赫鲁晓夫甚至拿着月球背面的照片去和美国总统炫耀。

  载人登陆月球,首先要掌握月面软着陆技术和绕月飞行技术。由于月球基本上没有大气层,从地月转移轨道飞向月球的探测器只能依靠自身携带的火箭发动机进行减速,最终实现以接近于零的速度降落到月面。前苏联设计的月球9号探测器在1966年1月31日发射,在距离月面75公里时开始制动,工作48秒后,在距离月面250米时将速度降到零。之后着陆器利用反推发动机缓慢降低到距离月面4米高度,由一根探针触发两个气囊充气,在气囊的下降落到月面。

  实施月面软着陆在人类太空时代的早期常困难的。前苏联共进行了12次尝试,只成功两次。美国直到1966年6月才由勘察者1号实现第一次软着陆。但这一时期的飞行任务为后来者积累了宝贵的经验,月球9号所使用的气囊技术,现在依然在被火星探测器使用。

  1966年3月31日,前苏联发射了月球10号探测器,成为第一个人造月球卫星。它在月球轨道运行56天,绕飞行了460圈。所携带的磁力计、伽马射线光谱仪和红外辐射计等设备积累了大量的探测数据。而美国也在同一年8月发射的月球轨道器1号任务中实现了类似目标。

  人类载人航天史上最宏伟的篇章,当属二十世纪六七十年代的登月竞赛。美国通过实施“水星”计划,掌握了载人天地往返的基本技术。通过“双子星”计划,掌握了载人登月所必须的舱外行走和交会对接技术。最终通过“阿波罗”计划实现了载人登月的目标。

  当时的载人登月可以有多种方案选择,最终美国选择了“月球轨道交会”方案,也就是由一枚火箭一次将用于天地往返的指令舱/服务舱和用于登月的登月舱送到月球轨道,登月舱实施登月后与指令舱/服务舱在月球轨道交会对接,抛弃登月舱后由指令舱将乘组送回地球。

  1968年12月,土星五号火箭将“阿波罗8号”飞船发射到绕月轨道,这是人类历史上第一次离开近地空间,近距离观测月球。1969年7月20日,阿波罗11号终于将阿姆斯特朗和奥尔德林送上月球,实现了载人登月的伟大。之后又连续实施了6次载人登月任务,其中阿波罗13号虽然因服务舱故障登月失败,但却将航天员安全地抢救回地球,被誉为“虽败犹荣”。

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