【編者按】
今年是人類登月50周年。本文摘自新書《飛向宇宙深處》,該書力邀歐美頂尖科研院校學(xué)者及專業(yè)科普作家撰稿,為讀者解答各種宇宙謎題。其中,業(yè)余天文學(xué)家尼克·豪斯專訪了當(dāng)年執(zhí)行登月任務(wù)的美國宇航員巴茲·奧爾德林,回憶人類首次登月背后的故事。
《飛向宇宙深處》內(nèi)頁
差不多50年前,人類實現(xiàn)了有史以來最大的科技壯舉之一。這件事對于生活在2017年的很多人來說已經(jīng)很難理解了。當(dāng)時,肯尼迪總統(tǒng)設(shè)立了一個目標(biāo),就是讓一個人可以在月球表面著陸,并安全返回地球。9年后的1969年7月20日,美國國家航空航天局竟然真的做到了。
中間那幾年過得令人膽戰(zhàn)心驚。隨著1961年艾倫· 謝潑(Alan Shepard)完成了15分鐘的水星次軌道飛行,美國國家航空航天局在他們通往月球的道路上跨越重重阻礙,建立了一系列里程碑。他們失去了水星計劃中的一個太空艙,那時候在太空艙內(nèi)的宇航員格斯·格里索姆(Gus Grissom)險些溺斃。約翰·格倫(John Glenn)重返地球時,反推進火箭仍然連接在他的友誼7號太空艙上。其間,雙子星計劃也完成了許許多多成功的任務(wù)。在1966年的這項任務(wù)中,雙子星飛船的一個推力器失靈,造成飛船翻滾,差點失去控制,險些危及到了宇航員的生命。當(dāng)時的宇航員阿姆斯特朗控制住了飛船。而這位宇航員,就是在1969年邁出人類歷史性一步的偉大人物。此后,阿波羅計劃執(zhí)行了4次完整的航天任務(wù)。其中兩次在近地軌道飛行,另外兩次圍繞著月球軌道飛行,而只有一次任務(wù)對整個系統(tǒng)進行了測試。在1967年,阿波羅1號在發(fā)射臺發(fā)生了大火,導(dǎo)致格里索姆和他的兩名同伴愛德華·懷特(Edward White)以及羅杰·查菲(Roger Chaffee)不幸犧牲。美國國家航空航天局不得不承受巨大的悲痛,繼續(xù)前行。他們在很短的時間內(nèi)重新設(shè)計了整個月球指揮艙,也對登月艙(當(dāng)時被稱作登月模塊,LEM)作出了重大修改。
在勝利與悲痛的交織中,美國國家航空航天局在1969年7月16日做好了登上月球的準(zhǔn)備。但是,前幾年經(jīng)歷的考驗和磨難仍然沒有結(jié)束。阿波羅11號上有一支由3人組成的隊伍,他們分別是尼爾·阿姆斯特朗,巴茲·奧爾德林和邁克爾·科林斯(Michael Collins)。他們即將面臨的是人類歷史上最激動人心的一次太空飛行。
左起:尼爾·阿姆斯特朗、邁克爾·科林斯、巴茲·奧爾德林
我們還記得站在月球表面上的人說的第一句歷史性的話,那也是歷史上觀眾最多的一次電視節(jié)目。當(dāng)觀眾們看到從月球傳來的粗顆粒黑白畫面時,每個人都興高采烈。不過,阿波羅11號背后的故事還有很多,而那些故事可能并沒有這么廣為人知。
毫無疑問,他們的第一個任務(wù)就是坐上強有力的土星5號火箭離開地球。土星5號是至今為止世界上最高、力量最大的火箭。很多通過土星5號的推進進入宇宙的宇航員都說整個行程非常平穩(wěn)。尼爾·阿姆斯特朗曾說,雖然對于那些在可可海灘(Cocoa Beach)或者卡納維拉爾角觀看火箭發(fā)射的人們來說,火箭聲震耳欲聾,但是宇航員只能察覺到背景音稍稍增強了一些?;鸺龘u得厲害,感覺像是坐在起飛的大型噴射式飛機上一樣。然而,就算旅途很平穩(wěn),坐在那么多的火箭燃料上面總還是一次危險的體驗。
“我們永遠無法對太空任務(wù)習(xí)以為常,因為你要把3個人類放在超級大量的爆炸物之上?!卑⒉_11號登月計劃的飛行總監(jiān)吉恩·克蘭茲(Gene Kranz)這樣告訴我們。巴茲·奧爾德林說,宇航員們并沒有覺得緊張。他說道:“我們覺得我們有99%的幾率生存下來。任務(wù)中確實包含了許多危險,但是也有很多時刻,我們可以選擇中止任務(wù),不需要繼續(xù)做危險的事情?!?/p>
一旦進入宇宙,指揮服務(wù)艙必須旋轉(zhuǎn),然后與登月艙對接。登月艙就嵌在土星5號火箭的最后一級S-IVB上。當(dāng)兩艘飛船對接完畢后,它們一起飛向月球,在宇宙中拖著后面的S-IVB。
過了一段時間,宇航員們注意到飛船外面有一些奇怪的景象。好像有一道光跟著他們。當(dāng)邁克爾·科林斯用飛船上的望遠鏡觀察時,也無法辨認(rèn)出那是什么。它看上去像一串橢圓形。但是,將望遠鏡聚焦之后,人們發(fā)現(xiàn)它看上去其實是L形的。不過,這也有可能只是因為日光的反射。
宇航員們并不想把一個不明飛行物(UFO)追逐飛船的事告訴位于德克薩斯州休斯頓的任務(wù)控制中心。于是,宇航員們小心翼翼地向控制中心詢問S-IVB火箭級處于何處?!皫追昼姾螅麄兓卮鹆宋覀?。他們說S-IVB離我們大約有6000英里左右?!眾W爾德林回憶道,“我們真的不覺得我們當(dāng)時在看這么遠的一個東西,所以我們決定去睡覺,不再討論這件事。”
奧爾德林并不相信那是一艘外星人的飛船,他反而覺得那更像是太陽的反光。當(dāng)他們與登月艙對接時,飛船上的4塊金屬控制板會從火箭級上落下,陽光可能照在了其中一塊控制板上,從而發(fā)生了反射。
阿波羅11號花了4天時間飛向月球。在那里,阿姆斯特朗和奧爾德林爬進了登月艙“鷹號”。他們也向科林斯告別,因為科林斯會留在指揮艙中,圍繞月球軌道旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)“鷹號”在月球遠處飛行時,任務(wù)中心的氣氛變得很緊張?!澳菚r任務(wù)中心的氣氛極其嚴(yán)肅,在訓(xùn)練中我從沒見過這樣的緊張氛圍?!笨颂m茲說道,“那時,你會突然意識到這次是來真的:今天,我們就要登上月球了?!?/p>
幾乎就在剛剛脫離指揮艙的那一刻,問題發(fā)生了?!苞椞枴钡臒o線電通訊信號很差,連信號最好的時候,也只能聽清大概。但是,在這節(jié)骨眼上,他們已經(jīng)不能回頭了。就算出了什么差錯,他們也無法中止登陸月球了。
“當(dāng)時,我得確定我們是否獲得了足夠的信息,從而決定是繼續(xù)還是中止,要不要繼續(xù)下降至月球?!笨颂m茲說。就在計劃推動登月艙下降至月球表面原定時間的前5分鐘,無線電通訊還是時有時無。于是,克蘭茲要求飛行管制人員根據(jù)他們看到的最后一幀數(shù)據(jù)來告訴他應(yīng)該繼續(xù)任務(wù)還是中止任務(wù)。他們都說“繼續(xù)”。然后,事情就從糟糕演變成了一場災(zāi)難。
飛船的導(dǎo)航計算機是在查爾斯·德雷珀(Charles Draper)的幫助下,于麻省理工大學(xué)(MIT)研發(fā)的(該實驗室現(xiàn)在以他的名字命名)。這臺計算機是世界上第一個使用集成電路的一個2兆赫的系統(tǒng)。它的固定內(nèi)存是一個精心設(shè)計的“核心繩”(Core Rope)。它是由一系列的小環(huán)組成的?!靶±咸珎儭焙蜋C器一起將代碼編進小環(huán)里或是讓代碼沿著小環(huán),告訴計算機1或0的值。如果麻省理工大學(xué)的代碼編得不對,“程序員”需要費力地查看已編的核心繩來修復(fù)問題。
當(dāng)宇航員們接近月球,準(zhǔn)備登月時,電腦響起了各種警報?!安还芪覀兛词裁葱畔ⅰ伎床灰姟?,它都反而給我們警報的編號?!眾W爾德林說道,“這令人很不安,也讓我們分心。我們并不知道這些警報意味著什么?!?/p>
當(dāng)阿姆斯特朗試圖手動降落登月艙時,1201和1202號警報開始閃爍。這兩個警報都顯示是亂碼(實際上也是同一個錯誤)。好像沒有人知道這兩個代碼是什么意思,除了兩個人:杰克·加曼(Jack Garman)和史蒂夫·貝爾斯(Steve Bales)。加曼是美國國家航空航天局的一個電腦工程師,他在測試運行中遇到過這串代碼。貝爾斯是阿波羅號的指揮官。引起這些警報的原因是登陸雷達出現(xiàn)的一個問題。登陸雷達盜取了寶貴的計算周期,而節(jié)流控制算法又幾乎沒有起到作用。計算機的內(nèi)存僅有72千字節(jié)。如果使用現(xiàn)代文字處理器,這點內(nèi)存可能剛好夠?qū)懸痪湓?。因為輸入的命令過多,計算機的內(nèi)存還在掙扎。加曼知道,任務(wù)可以繼續(xù),也可以讓計算機來處理各項事務(wù)。計算機有一個設(shè)置任務(wù)優(yōu)先順序的例行程序,這個程序為很多現(xiàn)代代碼打下了基礎(chǔ)。通過這個程序,計算機可以先不管排序低的任務(wù),而優(yōu)先那些對于登月很重要的任務(wù)。
當(dāng)“鷹號”通過自動駕駛接近月球表面時,阿姆斯特朗和奧爾德林意識到窗外的景色對他們來說看起來很陌生?!拔矣X得我們走得好像有點遠了?!卑⒛匪固乩试u價道。他指的是“鷹號”越過了它原本計劃的登陸地點。在他們前面有一個火山口,里面隱約可以看見一片巨礫田。這些巨礫有房子那么大,看上去十分危險。如果他們降落在任何一塊巨礫上,都可能損壞甚至徹底毀掉“鷹號”。阿姆斯特朗開始手動控制飛船,用推進器讓“鷹號”飛躍巨礫田。但是,現(xiàn)在燃料開始越來越少,也沒有回頭路了。阿姆斯特朗必須在幾分鐘內(nèi)找個地方降落“鷹號”,不然的話他們的燃料會用完,飛船也會墜毀。
“在訓(xùn)練中,我們從來沒有如此接近燃料用盡的狀態(tài)。”克蘭茲說道,“我們有一個秒表用來計時,一名飛行管制人員會報時,告訴我們?nèi)剂线€可以用幾秒鐘。”
如果說控制中心的氣氛十分緊張,那么在“鷹號”上的阿姆斯特朗和奧爾德林可以說是一切都在掌控之中了。在燃料僅剩13秒飛行時間時,阿波羅11號安全地降落在了靜海(Sea of Tranquillity)之上。宇航員們創(chuàng)造了歷史。阿姆斯特朗用無線電通知了地球家園:“休斯頓,已到靜?;?。”鷹號“已著陸”。奧爾德林私底下拿出了一個小杯子,一些紅酒和面包,說了圣餐禱告。那時的紅酒所受到的引力只有地球引力的六分之一,在杯子中翻騰起來。讀完《約翰福音》中的一個章節(jié)后,奧爾德林說了幾句話,阿姆斯特朗畢恭畢敬地在一旁觀看。在阿波羅8號的成員讀過一段《創(chuàng)世紀(jì)》之后,一位無神論者馬達琳·歐海爾(Madalyn O’hair)曾用法律手段威脅過美國國家航空航天局。因此,奧爾德林誠摯的圣餐典禮并沒有傳到電視上。盡管如此,奧爾德林一想到在月球表面吃的第一口食物、喝的第一口飲品都是圣餐里的餐飲,就感到很滿足。
原本計劃是讓宇航員們睡一會,但是他們的血管里充滿了腎上腺素的沖擊,根本睡不著。因此,在7月21日凌晨2點39分,阿姆斯特朗爬向了艙門,走下了梯子,在月球表面踏了第一步。就在那時,他說出了那句流芳百世的話:“這是一個人的一小步,卻是人類的一大步?!?/p>
從登月艙出來后,阿姆斯特朗和奧爾德林只有幾個小時的時間來完成任務(wù)。他們不僅要收集珍貴的巖石樣本,還要在月球表面部署一系列實驗。他們部署了太陽風(fēng)實驗、一個至今仍然用來測量地月距離的激光反射器、一些測震儀和其他很多實驗。阿姆斯特朗曾說他當(dāng)時就像一個在糖果店里的5歲小孩,沒有足夠的時間來完成所有他想做的事。
站在月球上一定是一次難以置信的體驗。據(jù)奧爾德林描述,當(dāng)時他周圍的景色帶著一種“壯麗的荒涼”。他還說,“如果你看向地平線,你可以看得很清楚。因為那里沒有大氣層,也沒有煙霧或是其他任何東西模糊視線?!?/p>
當(dāng)時,阿姆斯特朗在月球上走來走去,搭建實驗儀器,并收集一些巖石。與此同時,奧爾德林在月球表面來回跳動,測試在這樣低重力的環(huán)境下,如何才能最自如地移動。登月時拍攝的大多數(shù)照片都是奧爾德林在月球表面的樣子;僅有5、6張拍攝的是阿姆斯特朗,而且沒有一張是清楚的。那是因為在月球漫步的大多數(shù)時間都是阿姆斯特朗拿著照相機。
在月球表面時,美國國旗也出現(xiàn)了很可怕的問題。國旗自帶一根伸縮臂,可以代替風(fēng),讓國旗張開。兩名宇航員鉚足了勁,想讓伸縮臂完全伸展開來,可是它就是無法完全伸開。因此,美國國旗上其實有一個小小的皺褶。他們還發(fā)現(xiàn),旗桿好像永遠插得不夠深。到最后,他們只能讓旗桿剛好保持直立。兩名宇航員都很擔(dān)心國旗會在電視直播中倒下來,說不定就在尼克松總統(tǒng)與他們通電話的時候倒下。不過最后,旗桿在電視直播和電話通話中都保持著直立狀態(tài)。
在兩位宇航員在收集完巖石后,艱難地爬回了登月艙。在那里,他們?nèi)∠铝俗约旱难プ雍捅嘲?,開始把所有不重要的東西都扔回月球表面,包括他們的尿袋、廢棄食物包裝、空相機等等。對宇航員們來說,這些東西只是阻礙,他們并不需要這些。
這時,人們還有時間迎接最后一個危機。由于登月艙內(nèi)部非常狹窄,一名宇航員在穿著笨重的太空服移動時,不小心撞壞了斷路器的開關(guān)。斷路器可以給上升火箭點火,帶他們回家。
這是本次任務(wù)中真正的緊急時刻?!叭绻仙鸺捎谀承┰驘o法運作,根本沒有辦法去營救宇航員們。”克蘭茲說道。阿姆斯特朗和奧爾德林將會滯留在月球上。所有人都深感擔(dān)憂,尼克松總統(tǒng)連發(fā)言稿都準(zhǔn)備好了。任務(wù)中心準(zhǔn)備在牧師說完“將他們的靈魂寄托在最深處”后,關(guān)閉與阿姆斯特朗和奧爾德林的聯(lián)線。沒有了那個斷路器,宇航員們只能面對他們寂寞的命運。然而,他們的訓(xùn)練讓他們不會輕言放棄?!拔覀儠人劳鰜砼R的時候再去面對它,而不是徒然擔(dān)心。在用完我們所有的氧氣之前,我們會拼命嘗試,就像我們可以解決這個問題一樣?!眾W爾德林說道。
最后,解決方法出人意料的簡單。奧爾德林把一支筆的一端用力刺進壞掉的開關(guān)所在的位置。就這樣,他把斷路器推了進去。上升火箭成功點火,兩位月球漫步者踏上了回家的旅途,并與控制艙里的邁克爾·科林斯會合了。當(dāng)“鷹號” 起飛時,美國國旗終于還是被吹倒了。至今為止,它都平躺在月球表面。太陽的輻射已經(jīng)褪去了國旗的顏色。
在第一次成功登月后的50多年里,關(guān)于登月的故事還是層出不窮。這些故事不僅僅來源于宇航員們的想法,還來源于其他400000個做過登月任務(wù)相關(guān)工作的人。從卡納維爾角的“掃地工人”,到飛行總監(jiān)和飛行管制人員(如果沒有他們,這次歷史性的登月可能根本不會發(fā)生),都有自己的故事。我們不知道何時才會重返月球,但這些故事就是我們現(xiàn)在所知曉的全部了。
在月球表面,阿姆斯特朗為巴茲·奧爾德林拍攝的一張照片
“有人說我是故意不給尼爾拍照片?!?/p>
返回地球后,由于登上月球的第一人幾乎沒有什么照片,讓很多人懷疑奧爾德林的動機。
傳言說,奧爾德林沒有拍阿姆斯特朗在月球上的照片是為了報復(fù)他,因為大家都把阿姆斯特朗譽為第一個踏足月球的人。然而,據(jù)奧爾德林自己所言,在插旗儀式的時候,他正準(zhǔn)備要拍一張阿姆斯特朗的照片。那時,尼克松總理剛好來電話了,他倆便轉(zhuǎn)移了注意力。奧爾德林說:“當(dāng)我們逐步開展月球作業(yè)后,大多數(shù)時候尼爾都拿著照相機,所以大部分在月球上拍的照片里面的宇航員都是我。直到我們回到地球,在月球接收實驗室(Lunar Receiving Laboratory)瀏覽照片時,我們才發(fā)現(xiàn)尼爾的照片太少了。這可能是我的錯,但是在我們的培訓(xùn)中,從來沒有模擬過拍照這件事?!?/p>
在2012年阿姆斯特朗去世之前,尼爾曾為奧爾德林辯護道:“我們沒有花任何時間擔(dān)心誰拍了什么照片。對我來說,只要照片是好的,拍誰都無所謂……我覺得奧爾德林沒有理由要拍我,我也從來沒有覺得他應(yīng)該給我拍照?!?/p>
奧爾德林說:“當(dāng)我回到地球時,有人說,'沒有一張是尼爾的照片 '。我當(dāng)時在想,‘難道我現(xiàn)在還能做些什么補救嗎?’我感覺很糟糕。之后,又有人說我可能是故意這么做的……面對這種指責(zé),你怎么和顏悅色地去和他理論?
《飛向宇宙深處》,【英】阿普麗爾·馬登/編著 李詩聰/譯,中國畫報出版社2019年8月版。