太空行走與載人登月

郭紅鋒

人類自1957年10月4日發射第一顆人造地球衛星，便開啟了向更遠深空探索的旅程，去月球探測就是其中的第一步。在20世紀五六十年代，只有美國和蘇聯具備太空探索能力，他們先后向月球發射了多枚探測器，從繞月、落月到巡視，一步步向載人登月的更高目標發展。人類登月及其在月球上的活動，也可以說是“太空行走”。

圖1 人類首次成功登月

美國從1961年5月到1972年12月的登月工程（也稱“阿波羅計劃”），總共發射了17艘飛船（阿波羅1號至17號），前10次都是在不斷摸索和解決載人登月的各種技術問題，直到1969年7月21日，阿波羅11號飛船載著三名宇航員成功到達月球，其中兩名宇航員完成了人類第一次登月。美國宇航員阿姆斯特朗是踏上月球表面的第一人。在這一歷史時刻，他曾道出了一句被后人視為經典的話：“這只是我個人的一小步，但卻是整個人類的一大步。”

此后，美國又進行了5次載人登月任務，除阿波羅13號沒有成功但安全返回外，其余5次均獲得成功。整個項目歷時11年，先后6次搭載12名航天員成功登上月球。

宇航員們在月球表面看到了各種形狀、大小不一的巖石，還發現一些具有光澤的玻璃物質。特別是他們在漆黑的月空中看到碩大而明亮的地球，比在地球上看到的月球要明亮許多。

圖2 1968年，阿波羅8號宇航員威廉·安德斯在繞月軌道上拍攝了這張著名的“地出”

航天員們在月球上展開了太陽電池陣，安裝了月震儀、重力儀和激光反射陣列，還駕駛月球車在月面活動。他們分別在月球表面完成了月震實驗，鉆取了三米長的月球巖芯，還測量了月球內部發出的熱流，采集了月球巖石和月壤等。這一系列直到今天都無法超越的月球實地探測，也是人類到目前為止唯一在地球以外天體上的太空行走。

人類迄今為止安裝在月球上的所有激光反射棱鏡，目前只有美國的阿波羅11、14、15飛船和蘇聯的月球21號飛船安裝的共4個棱鏡還在工作中。月球正在以3.8厘米/年的速度遠離地球，這就是激光反射棱鏡觀測告訴我們的。

圖4 六次阿波羅載人登月宇宙飛船著陸點和當時著陸留下的各種設備（地震實驗裝置、上升艙等），在目前最高分辨率月球影像中的樣子

宇航員們放在月球上的月震儀記錄表明，月球和地球一樣，也有月殼、月幔和月核。月殼下面是月幔，月幔大致又分為三層。上兩層都是固態的，但具有可塑性。最下層月幔處于局部熔融狀態。月球的中心部分是月核，其溫度約為1000攝氏度，遠遠不如地核那么熱。對月球的探測還發現月球的質量分布不均勻，月球存在幾個被稱為“質量瘤”的重力異常區。

許多國家的科學家對宇航員取回的月球樣品進行了多項共同研究。研究發現月巖中有近60種礦物，其中有6種在地球上尚未發現，而地球上的全部化學元素都在月巖和月壤中發現了。科學家在這些樣品中沒有發現可供生命存活的月球有機物，也無古微生物的證據，但在月球樣品中發現了許多太陽活動事件的蹤跡。根據月球樣品的同位素分析測定，月球年齡約為46億年。

“阿波羅”工程耗費了極大的人力物力，但為完成這樣一項偉大壯舉所需要的多種高新技術，導致20世紀六七十年代產生了液體燃料火箭、微波雷達、無線電制導、合成材料、計算機等一大批高科技工業群體，帶動了整個科技的發展和工業繁榮，其二次開發應用的效益，也遠遠超過“阿波羅”計劃本身所帶來的直接經濟與社會效益。這些成果大大促進了美國微電子、集成電路、通訊行業的急速崛起，培養了大量的頂尖科研人才。總之，載人登月工程對人類社會發展具有重要推動作用。

中國的探月工程（又稱嫦娥工程）開始于2004年，分為“無人月球探測”“載人登月”和“建立月球基地”三個階段。目前已經完成第一階段的“無人月球探測”任務，共發射了嫦娥1-5號月球探測器，分別完成了繞月、落月和返回任務。

中國探月第二階段“載人登月”工程的關鍵技術早在2014年就開始進行了，包括空間站建設、航天器自主對接、航天員在軌工作和出艙太空行走、月球探測器在月面起飛、月球軌道交會對接、再入返回等，這些都是未來載人登月和返回的必要技術。這些技術的攻關和驗證，都是為未來載人登月打基礎。近期不少權威航天專家都表示了對中國人登上月球時間點的期待，預計2030年前后中國或將實現載人登月。

飛上月球，這是人類千百年來的夢想。中國古代就有飛天的畫卷和嫦娥奔月的神話，期待中國航天員在月球進行太空行走的那一天早日到來。

問題1：你想將來當一名航天員嗎？

問題2：你想到太空或月球去行走嗎？

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