人类探月那些事儿 一百多个探测器成败各半

中国国家航天局有关人士在11月举行的亚太空间合作组织大会期间透露，嫦娥四号月球探测器计划于12月初发射。国防科工局探月与航天工程中心主任刘继忠此前曾表示，嫦娥四号任务有望实现人类探测器首次造访月球背面，首次实现人类航天器在地月L2点对地对月中继通信，或将获得一批重大原创性科学研究成果。

 

月球是距离地球最近的天体，也是人类开展深空探测活动的第一站。全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩向科技日报记者介绍，1959年至2017年年底，人类共发射132个月球探测器，其中美国60个，苏联64个，中国4个，日本2个，欧洲1个，印度1个，成功率约为50%。

 

苏联 拉开人类探月序幕

 

1959年1月2日，苏联经历了“月球计划”三次任务失败后，终于成功发射“月球一号”，拉开了人类探月的序幕，同时也在美苏探月竞争中占得了先机。

 

2天后，“月球一号”从大约6000公里外掠过月球，成为人类首个飞越月球的探测器。此后它以450天为周期围绕太阳公转，变成了一颗人造行星。

 

同年9月12日，苏联发射了“月球二号”，飞行2天后撞击月球，成为世界首个在月球表面硬着陆的航天器。10月4日，“月球三号”升空，3天后传回了月球背面的照片，覆盖了月球背面约70%的面积。

 

到1976年，苏联先后发射了24个“月球”系列探测器，开展了巡视探测、采样返回等活动。此外还发射过“宇宙”“探测器”系列月球探测器。

 

除了多次无人探月活动，苏联于1962年启动了载人绕月/登月计划，打算在1967年实现载人绕月飞行、1968年将航天员送上月球。

 

不过，自从1961年航天员加加林进入太空后，苏联的航天技术发展开始有些力不从心。至1965年，虽然他们完成了多次月球探测任务，获取了大量月球照片和资料，但用于登月的飞船和火箭系统研制进展缓慢。

 

1967年，航天员弗拉迪米尔·科马洛夫独自乘坐“联盟一号”飞船，完成了一天一夜的太空飞行。然而4月24日，飞船出现了一系列故障。据资料显示，当时飞船右侧太阳能池阵不能工作、无线短波发射器无法使用、飞船姿态失控。在紧急自动返回失败后，飞船只能用危险的紧急弹道手动强制返回。由于姿态不正，飞船的主降落伞和备用降落伞缠绕在一起无法打开，最终以每秒上百米的速度坠毁，科马洛夫悲壮牺牲。

 

1968年，探月竞争进入白热化，苏联连续发射“联盟二号”“联盟三号”以及“探测器五号”“探测器六号”，以求挽回局面。但到了1969年，其发射的月球车升空后爆炸、N-1火箭首飞坠毁、月表样本采集探测器发射失败，一连串惨痛失利，让苏联的登月计划遭受重创。

 

美国 后发先至登上月球

 

在这场探月竞赛早期，美国一直处于下风。先后实施过“先驱者”“徘徊者”“勘察者”“月球轨道器”“探险者”等探月计划，到阿波罗计划实现载人登月时，美国完成了对苏联的反超。

 

1961年5月25日，时任美国总统肯尼迪向世界宣布，美国要用10年时间，实施雄伟的阿波罗载人登月计划。这一决定给美国此前缓慢推进的航天发展带来了强大激励。

 

1962年，美国国家航空航天局（NASA）完成了“土星”重型火箭的设计，并对登月轨道进行了研究。1965年至1966年，美国从“双子座”载人飞行、“勘察者”计划、“月球轨道器”计划中掌握了载人空间飞行、空间对接、轨道机动、月面登陆等关键技术，为登月储备了大量数据。1968年，“阿波罗8号”完成首次绕月飞行；1969年，“阿波罗10号”完成载人登月前的最后一次载人飞行任务。

 

1969年，在苏联连射连败的哀乐声中，“阿波罗11号”飞船迎来了发射倒计时。美国东部时间7月20日22时56分，航天员阿姆斯特朗爬下“阿波罗11号”的舷梯，用脚上的九号半靴子在月球表面踩下了深深印记。他说出了那句人类航天史上的名言：“对个人来说这是一小步，但对人类来说这是巨大的飞跃。”

 

阿波罗计划也并非一帆风顺，1970年发射的“阿波罗13号”飞船就遭遇了意外。4月11日，航天员吉姆·洛威尔、杰克·斯威格特、弗莱德·海斯搭乘该飞船升空，第二天服务舱发生爆炸，造成水、氧气外泄，同时损坏了池组及二氧化碳过滤设备。地面指挥中心命令飞行乘组放弃登月，转移到没有受损的登月舱，绕到月球背面利用弹弓效应返回。这次事件中，数以万计的科学家自发投身于拯救行动中，帮助航天员解决了一道道难题，最终使飞船溅落于南太平洋，创造了航天史上的一次伟大奇迹。

 

从1969年到1972年，美国共完成6次载人登月，将12名航天员送上月球，带回了382公斤月球样品，获取了大量科学数据。

 

庞之浩表示，在这场以政治目的为主、科学目的为辅的探月竞争中，苏美两国共发射上百个形态各异的月球探测器，掀起了人类首次探月高潮。虽然是以政治目的为主，但这场竞争也促进了航天技术发展，带动了一系列新技术的创新与推广应用，大大提高了人类对月球、地球和太阳系的认识，取得了划时代的成就。

 

日本 “探月俱乐部”第三个成员

 

上世纪70年代中期，美苏冷战形势逐渐缓和。苏联退出了载人登月竞争，美国也从狂热中冷却，停止了登月活动。

 

“当时有一种说法：每发射一艘用于登月的‘土星五号’重型火箭，相当于烧掉一艘航空母舰。”中国航天科工二院研究员杨宇光告诉记者。

 

庞之浩介绍，一枚“土星五号”火箭造价高达5亿美元，一艘阿波罗登月飞船比等重黄金贵十多倍。阿波罗计划历时11年，耗资255亿美元，为实施该计划，NASA每年预算占到美国政府总预算的4.5%左右，平均每个美国家庭要负担400多美元。这让美国承受了巨大的经济压力。

 

由于这是一项“不惜代价”的工程，且技术难度极大，因此除了性价比低，其可靠性也不高，承担着很大风险。杨宇光认为，该工程技术途径比较冒进，一些设备冗余，从安全性角度来看十分冒险。