美國阿波羅登月計劃是騙局還是超越了未來?嫦娥五號即將證明

2020年12月18日14:15:07 科學 1853

阿波羅騙局?

經過十幾年的漫長等待,我們的嫦娥5號終於要踏上征途,去完成「繞、落、回」的最濃重一筆,許多朋友都不由得發出這樣的感嘆:「真是不容易呀!」

但是轉回頭一想,這樣的事情,早在51年前美國人就超額完成了。1969年7月,美國的阿波羅11號飛船就已經成功登陸月球,兩名宇航員在月球表面蹦蹦跳跳兩個半小時,拍了電視做了直播之後又搬了6公斤的石頭和土壤回到地球。要知道,這一切都是在有人的狀態下完成的,並且在此之前美國連一次無人月面返回實驗都沒有做過。

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奧爾德林在月球上設置科學儀器

是不是很神奇?相比之下,半個世紀之後的嫦娥5號要弱爆了對吧。那麼,美國人是如何做到的呢?果真如某些人所說,阿波羅計劃是一場騙局嗎?

巨無霸火箭後無來者

土星五號,這是一個如雷貫耳的名字,它的總高度達到110.6米,發射總重量達到2970噸,能一次把140噸(超過2輛M1A2主戰坦克)重的載荷送到近地軌道。到目前為止還沒有任何一枚火箭能夠超越土星五號,包括美國人自己,幾十年來都無法再造出一枚這樣的超重型運載火箭

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土星五號一次推兩輛重型坦克很輕鬆

土星五號最初設計的指標是要向月球發射重達41噸的飛船,但經過多次改進設計,到阿波羅15號時,土星五號已經能將48.6噸的航天器組合體送到環繞月球的軌道。

土星五號如此強大的推力來自於5台Rocketdyne F-1發動機,這種發動機高達5.8米,乾重8.4噸,使用液氧煤油為燃料,單台推力達到6.77兆牛。如此強勁的火箭發動機至今也是無法複製,F-1退役後,美國再也沒造出來過

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德國人馮·布勞恩與F-1火箭發動機合影

阿波羅飛船

阿波羅飛船是迄今為止人類打造的第一款載人登月的飛船。在阿波羅11號之前它從來沒有登上過月球,從來沒有進行過月面上的任何試驗,也沒有嘗試過從月球上返回和環月球軌道的交會對接。因此許多工作對於阿姆斯特朗機組來說全都是「大姑娘坐轎」頭一回,與大姑娘不同的是,美國這三個宇航員要拼上自己的性命,完全信任總設計師、德國科學家馮·布勞恩和地面上參與設計和飛船建造的幾十萬人。

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阿波羅飛船組合體充滿科幻感

別看阿波羅飛船的外表極其炫酷,即便是放在今天,它所顯示出的科技感也依然無船能比。但是你如果進入到飛船的艙內,看到的卻是另外一番情景。它沒有顯示器,你找不到哪怕任何一塊顯示圖像的屏幕,除了小小的觀察窗和指示姿態的陀螺儀,其它就是大大小小密密麻麻一排排開關和指示燈。在從月球表面返回前,奧爾德林不小心碰斷了其中一個斷路器開關柄,差點兒害兩個人都死在月亮上,好在宇航員是聰明的,他們最後用筆尖戳開了開關。

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阿波羅飛船指令艙

飛船上的計算機

60年代的飛船上有計算機嗎?當然有。為了阿波羅計劃,美國最頂尖的大學和企業一起推進了計算機科學的快速發展,其中IBM公司為土星五號製造了「運載火箭數字計算機(LVDC)」,它的主頻為2M,總內存16384位元組,重32.9公斤,安裝在火箭上部的控制系統對接環內。

而在飛船內部則安裝了兩台由麻省理工學院研發、雷神公司製造的「阿波羅導航計算機(AGC)」,指令艙和登月艙各一台。上圖左上方灰色帶按鈕的就是AGC,登月艙里也有一台一模一樣的。

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飛船著陸器操控台上的AGC計算機面板

這兩台用于飛船導航彈道計算的計算機性能如何?它的CPU里總共只有12300個晶體管,運存2K,只讀存儲器36K。它的運算能力還不如我們今天音樂賀卡里的晶元,而隨隨便便一個表情包就能把它的存儲器佔滿。

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計算機愛好者拆開了一台AGC存儲器

AGC的體積是龐大的,它的磁芯存儲器相當於一個中號行李箱。密密麻麻的線路需要經驗豐富的紡織女工來穿。而為了在這些線路中存儲36K的控制程序,麻省理工學院的程序員們花了整整5年時間,硬是把一人高的源程序濃縮成不到36K的代碼,好塞進那體積龐大容量又小得可憐的ROM裡頭。

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這麼厚的控制程序要濃縮成36K代碼,你信嗎?

麻省理工學院直到1966年計算機交付前仍然沒能把程序里的bug消除乾淨,最後是在IBM的幫助下勉強完成了數據計算,避免了阿波羅計劃的流產。即便如此,阿波羅11號在降落月球時還是處理不過來雷達數據,宕機了,最後不得不依靠阿姆斯特朗手動操作完成降落

你可能會認為,既然宇航員這麼厲害,還要什麼計算機,直接由宇航員把飛船開到月球完事了。這種想法很天真,實際上月球距離地球平均達到38萬公里,差之毫厘失之萬里,沒有計算機計算軌道是到不了月球的。

宇航員的訓練

考慮到當時計算機的算力實在太差,所以NASA還是對宇航員進行了長時間嚴苛訓練,以他們的經驗來充當計算機的備胎。這一招在整個阿波羅計劃中都被證明是有效的。

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宇航員需要記住月球表面地形地貌

在阿波羅計劃實施前,美國向月球發射了幾顆軌道探測器,用來拍攝月球表面的情況,同時讓科學家們確定在月球表面的著陸地點。在拿到照片並確定下來著陸區後,NASA找來畫師(沒錯就是畫畫的),把探測器拍下的沿途月球表面的圖像畫在牆上。

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畫師將月面地形畫在牆上

然後再由宇航員坐在模擬艙里,對著儀錶板和巨大畫布,手握操縱桿一遍一遍地「飛」,好讓他們把將要經過的環形山、溝谷、山脈等圖像刻在腦子裡,到時候好手動操控飛船正確降落。

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宇航員對著練,很原始,不簡單

在本文的末尾,我將奉上阿波羅11號飛船在月面降落以及離開月球時的視頻片段,敬請欣賞。

在離開月球之後,飛船上升段與軌道艙(指令艙)的交會對接也同樣需要宇航員進行駕駛,在長達3小時45分鐘的追逐接近之後,三名宇航員密切配合,才能將兩艙對接在一起。交會對接完成後,飛船上的兩名宇航員回到軌道艙,並且將從月球上採集到的樣本固定好,拋棄掉上升段,然後飛回地球。

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指令艙與上升段追逐對接

阿波羅「奇蹟」

阿波羅飛船總共進行了11次載人飛行,其中阿波羅7號和9號繞地飛行;8號、10號繞月飛行;13號中途發生爆炸事故驚險返回;11、12、14、15、16、17號飛船成功將12名宇航員和3輛月球車送到月球表面;總共帶回382公斤月球岩石和土壤樣品;拍下大量照片和視頻圖像,做了電視直播。照理說這應該是件板上釘釘的科學事件,然而幾十年來圍繞在阿波羅周圍的陰謀論卻始終沒有散去。

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宇航員在攝影棚里訓練

陰謀論者認為阿波羅計劃是一個計劃周密的龐大騙局,土星五號上了天,但並沒有飛去月球,所有月球表面的圖像都是演員們在好萊塢的攝影棚里拍攝的。其目的是讓美國人產生自豪感,同時忽悠蘇聯耗費國力與美國開展太空競賽......吧啦吧啦。

陰謀論者提出的證據非常多,科學家們也有針對性地進行了闢謠,但信者恆信,不信者恆不信。有些事情你永遠都無法讓所有人都滿意。更何況,在上世紀六、七十年代科技水平還不發達的情況下,美國人連許多最基本的測試都沒有做就冒險將宇航員送上月球,這在任何時候都可以被稱作是「奇蹟」了。

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宇航員在月面起跳敬禮

看過下面兩段視頻,你相信阿波羅計劃是真實存在的嗎?或許,我們還是需要等待嫦娥5號挖回來的月球土壤給出答案。

阿波羅11號在月球表面降落的過程

阿波羅11號從月面上升與指令艙交會對接

#科學燃計劃# #嫦娥五號為何是我國最複雜的航天任務#

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