人類探測月球背面數(shù)十年

張亦馳

嫦娥四號月球探測器近日成功降落在月球背面，并通過“鵲橋”中繼星傳回世界第一張近距離拍攝的月背影像照片。在慶賀中國取得的這個“人類第一次”的同時，西方也不無遺憾地感慨，當年美蘇也都探索過月球背面，最終卻因為種種原因，錯失了與月背的“親密接觸”。

蘇聯(lián)：第一張照片效果很差

上世紀五六十年代，航天技術的強大代表著一個國家甚至一種制度的強大與優(yōu)越，美蘇無不投入巨資展開航天競賽。蘇聯(lián)在成功發(fā)射人類第一顆人造衛(wèi)星后，就把目光投向月球，先后完成探測器的近月飛行和撞擊月球，緊接著就著手瞄準月球背面。

1959年10月4日，蘇聯(lián)第三顆月球探測器“月球3號”發(fā)射升空，它專為拍攝月球背面而研制。為搶先拍攝到月球背面，蘇聯(lián)用盡了手里的一切資源。由于探測器飛往月球的過程中會穿越輻射帶，太空輻射將導致普通膠片失效，當時蘇聯(lián)還不能制造防輻射的膠片。正為此發(fā)愁的蘇聯(lián)得到了美國送來的“意外大禮”。當時美國頻繁從歐洲釋放高空偵察氣球飄到蘇聯(lián)進行偵察，它使用的膠片就是防輻射的。于是蘇聯(lián)將落在本國的這些氣球中的膠片收集起來，用于太空項目。

莫斯科時間10月7日6時30分，位于月球背面上空的“月球3號”探測器的攝像系統(tǒng)投入工作，在40分鐘時間內(nèi)，它用兩個鏡頭拍攝了29張月球背面照片。俄紐帶新聞網(wǎng)回顧說，當時月球背面第一次向人類展示了探測它的風險——由于月球遮擋了地球的無線電信號，蘇聯(lián)科學家與“月球3號”失去聯(lián)系，只能焦急地在指揮大廳里等待。幸運的是，短暫等待之后，“月球3號”探測器恢復了通信，向地球傳回第一張月球背面的照片。這張照片的效果很差，除了看到月背幾個巨大的陰影外，看不出任何細節(jié)。蘇聯(lián)科學家只能猜測，這些陰影是“巨大的撞擊坑”。

蘇聯(lián)航天部門研究后認為，照片效果差可能是因為地面無線電信號的干擾。為此蘇聯(lián)專門在黑海實行無線電靜默管制措施。終于在第五次嘗試時，信號得到極大改善，29張照片中17張可以使用。這些照片顯示，月球背面布滿坑洞。

1965年7月18日，蘇聯(lián)再次發(fā)射“探測器3號”探測器，它原本用來拍攝火星，但因為錯過發(fā)射窗口，臨時調(diào)整用來為月背拍攝。它的照片質(zhì)量更高，清晰顯示月背密密麻麻的隕石坑。蘇聯(lián)根據(jù)這些月背照片出版“月背地圖集”，并發(fā)布了第一張完整的月球地圖。憑借對月球背面的這兩次拍攝，蘇聯(lián)還搶先命名了月球背面很多地點，讓美國極其惱火。

美國：肉眼看到月背

蘇聯(lián)獲得的成功極大地刺激了美國。1962年4月26日，美國國家航空航天局（NASA）的“徘徊者 4號”探測器成為第一個撞擊月球背面（所謂“硬著陸”）的探測器。它原本計劃近距離拍攝月球并在月球表面硬著陸，但由于搭載的計算機出現(xiàn)故障，這次成功的撞擊未能發(fā)回任何科學數(shù)據(jù)。直到1966年至1967年實施的無人月球軌道器計劃，美國才第一次真正全面和詳細地對月背進行繪制調(diào)查。

而人類首次用肉眼直接看到月球背面，則要等到1968年“阿波羅8號”任務期間。執(zhí)行任務的航天員威廉·安德斯這樣描述月球背面的景色：“背面看起來像我的孩子們在上面玩了一段時間的沙堆”。

從那之后，“阿波羅10號”到“阿波羅17號”的所有任務組成員觀察到了月球背面，并通過多個月球探測器拍攝到月球背面。

“阿波羅”計劃留下遺憾

當然，人類并不滿足于僅僅看到月球背面或者發(fā)射探測器撞擊月球背面。科學界一直設想把望遠鏡布置在月球背面，獲得前所未有、不受干擾地深入觀察宇宙深處的清晰視角。

在“阿波羅”計劃的后期，科學家已經(jīng)考慮在月球背面軟著陸了。“阿波羅17號”的任務組航天員、地質(zhì)學家哈里森·施密特就積極游說NASA，讓他們著陸于月球背面的“齊奧爾科夫斯基”隕石坑。但在月球背面降落面臨著更大的風險。“阿波羅16號”的航天員查理·杜克則這樣描述月球背面之旅：“我們與地球失去了聯(lián)系，也沒有信號……月球的背面非常崎嶇。我可不想在月球背面著陸。”在月背航行的航天器不能與地球建立直接的無線電通信，如果航天員在月背出現(xiàn)問題，得不到地球的任何技術援助。

地面指揮中心同樣感到緊張。當“阿波羅8號”繞月球背面飛行時，對地信號中斷了約10分鐘。“它只能在人類從未去過的地方孤身奮戰(zhàn)，在此期間，服務艙的主發(fā)動機要點火。對于任務組人員和任務控制中心來說，失去聯(lián)系的時間非常令人擔心。”因此，要想在月球背面著陸，首先要解決通信問題。當時這個問題在技術上并非無解。NASA科學家就提出了類似中國“鵲橋”中繼衛(wèi)星的方案，在月球遠端的拉格朗日L2點附近部署一顆通信衛(wèi)星，提供通信中繼服務。

在“阿波羅”計劃最后幾次發(fā)射任務時，登月競賽中明顯落后的蘇聯(lián)放棄了對月球背面的進一步探測，美國國會和民眾也對于這種耗資巨大的太空競賽失去了興趣。在“阿波羅17號”的降落地點選擇時，施密特提議先將一顆衛(wèi)星發(fā)射到L2點，確保航天員的下降和月球表面行動期間的通信順暢。另一種方案是使用為五角大樓建造的軍事通信衛(wèi)星。當時有兩個備份衛(wèi)星已經(jīng)建造好。但NASA發(fā)現(xiàn)，無論哪個方案都需要足夠的錢。

NASA的規(guī)劃者以增加風險和缺乏資金為由拒絕了登陸月背的建議。當時“阿波羅”計劃總共花費了240億美元，而1969年美國國民生產(chǎn)總值才9300億美元。更關鍵的是，在載人登月競賽上，美國完勝蘇聯(lián)，已實現(xiàn)政治目的。美國政府需要的是一個更保險的結局，“哪怕有一點小小遺憾”。

冷戰(zhàn)期間的美蘇探月高潮盡管取得了一系列輝煌的成果，但這種政治驅動的太空競賽熱情“來得快去得也快”。1976年后，美蘇都放棄了月球背面的登陸計劃。直到40多年后，中國的嫦娥四號實現(xiàn)了登陸月背這個“人類歷史上的第一次”。▲