飞向月球
月球是人类早期太空旅行的理想目标。首先,20世纪中期的科学和工程技术水平已经足够把宇航员送过去。此外,月球质量比地球小,用相同工程技术造出的火箭也足以把宇航员带离月球,进入绕月轨道,返回地球。(苏联向月球发射过多艘无人飞船,其中3艘将月球表面的样本带回了地球。)假如月球具有火星的质量,那早期技术便不足以克服月球重力,把宇航员带离月球返航。我们将在谈到火星旅行的时候详细讨论这一点。
往返月球向来是一项劳民伤财的事业。美国国家航空航天局在历次阿波罗任务中故意浪费掉的硬件不计其数。阿波罗宇航员先进入绕地轨道,最低两级火箭随即被抛弃,并在回到地球大气层时烧毁。第三级火箭推动一艘最初由四部分[5]组成的航天器脱离绕地轨道,快速穿过范艾伦辐射带,到达“地月转移轨道”,然后被抛弃。此时,只剩下指挥舱、服务舱和登月舱。(登月舱分为下降级和上升级,负责将两名宇航员[6]带到月球表面,再带回绕月轨道。)接近月球时,服务舱推进器启动,服务舱减速,进入绕月轨道。此时,登月舱与指挥舱和服务舱分离,并在登月舱火箭的作用下减速,降落到月球表面。
登陆的两名宇航员对月球的一小块区域进行探索,之后进入登月舱的上升级。上升级点火升空,把他们带回绕月轨道上的指挥舱和服务舱。登月舱的下降级大部分留在了月球表面。登月舱上升级与轨道器[7]对接,两名宇航员以及他们采集的东西一起回到指挥舱。然后,登月舱上升级被抛弃,服务舱推进器再次启动,三名宇航员驾驶指挥舱脱离绕月轨道,飞向地球。途中,服务舱也被抛弃,在地球大气层中被烧毁。指挥舱用降落伞降落在海上,再由直升机接走。
很明显,这种硬件使用方式十分低效,因为在离开绕地轨道的整个硬件系统中,指挥舱的质量仅占百分之几。这对7次阿波罗任务来说不是问题,但从经济性出发,未来的太空旅行无法接受这种方式。正因如此,等到你往返月球的时候,很可能各阶段使用的航天器都是可重复使用的。
将来你去月球需要经过这样几个步骤。首先,你要进入前文提到的近地轨道。你可以在近地轨道空间站里待上几天,让自己适应微重力环境。然后,你将乘坐航天飞机从绕地轨道到达绕月轨道。离开绕地轨道的关键是尽快穿过范艾伦辐射带,以尽量减少暴露在辐射中的时间。穿过范艾伦辐射带之后,你将飞向月球。从绕地轨道到绕月轨道的飞行大约需要3天。在此期间,你会处于失重状态,但航天飞机加速脱离绕地轨道和减速进入绕月轨道的几分钟除外。然后是对接过程。你可以与空间站对接,登陆器会在那儿等着你;或者你直接与绕月飞行的登陆器对接。不论哪种情况,登陆器都会把你带到月球表面。[8]返航可能就是把上面的流程反过来。
从地球飞往月球或从月球回到地球可能需要3~7天,你在月球上可以逗留几天到几个月。
本书评论