文 / 闻新 张小凤 图 / 彭通 唐釥鉴
登上月球是人类有史以来的梦想,100多年前著名作家儒勒·凡尔纳创作出一部长篇小说,设计了一门“哥仑比亚大炮”,把三个人送上月球的计划。但直到150年后,人类才成功实现了这一大胆的设想。1969年7月21日,美国宇航员阿姆斯特朗乘坐“阿波罗11号”飞船成功地登上月球,道出了一句至今还流行话语:“这是我个人的一小步,却是人类的一大步”。
登月航天员在执行任务之前,首先需要详细地了解月球本身,学习月球的深层次知识,如月球的表面特征,以及月球的温差、公转、自转、磁场等。这些知识是航天员成功执行任务的基础。如阿波罗11号航天员驾驶登月舱着陆静海的瞬间,发现原计划着陆地点是个深坑,于是紧急手控登月舱,安全地着陆到附近的平坦区域,否则落入月球深渊就回不到地球了。在登月之前,要对月球的重力和土壤环境有着足够的认识,如登上月球身体轻飘飘、走路像踏在弹簧上、脚下满是尘埃,回望地球可以看到美丽的蓝色星球等。
人类在登月前,航天员要充分认识和准备在月球表面上如何使用各种采样与勘探的机械设备,如为取得月面岩石等样品,需要用钻机、钻头、岩心管、钻杆等工具。阿波罗12号和阿波罗17号飞船的航天员都曾利用登月舱的钻机对月球表面进行钻探取样。
航天员在月球上工作需要经过技能训练。如阿波罗17号飞船登月后,航天员利用干式作业的月面钻机,在月表钻了3个深度为2.5米~3米的钻孔,并在其中两个孔内安装了测温探头,以用来探测月壤的热量;在另一个孔中用取心管和钻头取得月壤和月岩样品。
走下登月舱的扶梯,是航天员出舱的重要环节,需要建立与月表环境相似的实验场地。综合多方面因素,沙漠最适宜模拟月表环境。别小瞧走下扶梯这个动作,第一个登上月球的阿姆斯特朗,花了9分钟才走下仅仅有九个阶梯的登月舱扶梯,为什么这么慢,至今还是一个疑问。科学家认为不是因为地面训练不到位,因为这个动作在执行任务之前,阿姆斯特朗已经重复上千次了。
舱外活动是航天员在飞出地球大气层后,出舱所执行的任务。目前舱外活动主要指太空行走以及一些月表活动。上太空之前,航天员必须按照具体任务的内容,在地球上对舱外活动中的每个动作进行模拟训练。模拟训练的场地有室内实验室、沙漠和水下实验场,训练内容主要包括出舱、舱外作业和返回这三个过程。模拟实验将告知登月的航天员如何走出舱门并在月球表面行走。
月球车是一种能在月球表面行驶的专用车辆,它能用于月表探测、巡视和采集样品等多个复杂任务,包括无人驾驶月球车和有人驾驶月球车两种。有人驾驶的月球车可以扩大航天员的活动范围从而节省航天员的体力,还可便于航天员随时存放收集到的月岩和月壤样品。在地面的沙滩上,航天员通过操控手柄驾驶月球车,实现向前、向后行驶,以及转弯和爬坡等。月球车驾驶训练较为不易,有时可能会发生翻覆的事故。另外,月球车上还配备了彩色相机和通信设备,航天员还要学会向地球实时传输月表工作的图像,以及从月球返回地球时登月舱上升喷气的图像。
月球表面的样品采集不是简单地将石子和土装满箱子,而是要根据登月舱带航天员和样品离开月球时所能承受的重量,利用样本秤仔细称量样品的质量。航天员采集样品时有专门的工具,典型的有夹钳、月面耙、采样铲和采样管等。这几种工具安装有延长把手,方便航天员在穿着舱外航天服工作的情况下,不用弯腰或下蹲就能完成样品的采集。其中夹钳方便夹取约拳头大小的样品,采样铲便于采集体积过小而不易用钳子夹取的样品,也可用于收集泥土,表面采样器还可以收集更加微小的样品。
登月航天员的航天服有两种颜色,分别是桔红色和白色,它们都分别有什么作用呢?其实两者的使用环境有所不同。桔红色航天服只在登月航天器通过大气层的升空和返回过程中穿带,它的作用是保护航天员在飞船出现意外时免受伤害。桔红色航天服有水和空气供应系统,装配有应急生存物资以及降落伞,桔红的颜色也便于救援人员对从月球返回航天员的搜救。而白色航天服主要用于登月航天员执行舱外活动时穿戴,它能提供水、氧气、适当的压力和温度,在舱外环境中阻隔太空辐射,保护航天员的安全。