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1960年春天获得正式批准的“勘测者”计划最初是为对月球表面进行科学研究而提出的。与“徘徊者”计划一样,它的用途后来也根据“阿波罗”计划的需要进行了调整。
由于要增加一个轨道飞行型号(即后来的“月球轨道器”),作为“阿波罗”计划辅助项目的“勘测者”不载人月球探测计划是按以下思路构思的:用“徘徊者”对月面进行初步观测;用“勘测者”对月面的力学特性进行现场考察;再用“月球轨道器”获取测绘和着陆场选址资料。这一思路还是很稳妥的,但在实施过程中还是碰到了错综复杂的研制难题。
除“阿波罗”计划本身之外,很少有什么航天项目在技术上能像“勘测者”计划那样大胆。它以“宇宙神”为基础的运载火箭采用了一种全新的上面级,即世界上第一种氢燃料火箭“半人马座”。该上面级最初是由国防部开始研制的,后来转给了国家航空航天局。按计划,“勘测者”将在自身雷达系统的控制下,利用推力可调的反推火箭轻轻地在月面上软着陆。它将携带350磅重的复杂科学仪器。继续研制“半人马座”的任务被交给了马歇尔航天飞行中心,由通用动力公司作为主承包商。喷推实验室的任务是进行“勘测者”探测器的研制工作,而休斯飞机公司赢得了探测器的制造合同。不久我们就发现,这是一条非常艰难的道路。“勘测者”遇到了许许多多的技术难题,造成了严重的进度延误、费用上涨和重量增加。“半人马座”的情况也好不到哪里去。它1962年进行的首次飞行试验以失败告终。它向月球发射的有效载荷能力也从原计划的2500磅降到约1800磅,甚至更低,因而不足以用于发射“勘测者”。另外,它复杂的多次启动能力也遇到了麻烦。必须专注于“土星号”火箭研制工作的沃纳·冯·布劳恩因此建议取消“半人马座”计划,改用“勘测者”所用的“土星-阿金纳”组合。
正值此时,我们进行了重组。喷推实验室和休斯公司都进行了机构上的重大调整,以更好地开展“勘测者”研制和试验阶段的工作。国家航空航天局对“半人马座”计划的管理职能被转到由阿贝·西尔弗斯坦领导的刘易斯研究中心,从而不会再与“土星号”计划争抢其获得成功所需的注意力。它的初步工作性能指标被定为“勘测者”飞行任务所需的最低水平——把2150磅有效载荷送入月球切入轨道。对于已经超重的“勘测者”,降低重量使工作更加复杂,并使科学有效载荷减少到了100磅左右。
1966年5月31日,考验的时刻到了。这一天,“勘测者”1号探测器由“宇宙神-半人马座”发射升空,以进行美国的首次软着陆尝试。6月2日,“勘测者”1号轻柔地着陆在风暴洋内一块平坦的平原地带。有很多要员聚集到喷推实验室控制中心目击了这一事件。国会议员约瑟夫E.卡尔斯就是其中之一。他领导下的空间科学与应用小组委员会负责监管“勘测者”和“半人马座”两项计划。他本人既曾是该计划的强力支持者,有时也曾对该计划提出过强烈批评。这复杂而大胆的首次飞行任务成功的可能性并不高。我仍然记得着陆那一刻他那开朗的笑容,而这一笑似乎照亮了他在灰暗的大厅中所呆的角落。这一夜,我们几乎通宵都坐在那里,观看“勘测者”1号将传回的11240幅图片中的第一批。
在“勘测者”实现着陆之前4个月,苏联的“月球”9号于1966年2月3日在克拉维月坑东北约60英里处降落,并以无线电方式向地球发回了首批月面照片。这是月球探测领域好戏连台的一年,因为“勘测者”1号飞行后仅过了两个月,美国的“月球轨道器”1号又带出了一连串成功而且成果丰富的飞行任务。
像先行一步的“月球号”一样,“勘测者”也发现了一片点缀有无数个月坑并散布着大大小小、形状各异的岩石的荒原。它没有发现很深的软土层。分析人员据此推断月面的硬度足以支撑住探测器和人员。比“月球号”相机先进得多的“勘测者”相机揭示了非常细微的细节。发回地球的第一幅照片显示了探测器的一只脚垫及其在月面上下陷的情况。按我们事先的计划,如果只能得到一幅照片,那也要首先选择拍摄这幅。这是我们第一次近距离观察到受到扰动的月面。我们发现,月壤看上去好像是潮湿的泥土或湿沙。当然,事实上情况并不是这样。它之所以会有这样的外观,是由于小颗粒物在真空中都具有附着性。
“勘测者”2号在进行中途机动时发生了翻滚,使任务失败了。但1967年4月19日,“勘测者”3号历经坎坷,在云海东部一个650英尺的月坑里实现了着陆。它的着陆火箭没能关机。探测器在停下来之前,沿着月坑的内坡向下滑落了一段距离。与以往发射的“勘测者”不同的是,“勘测者”3号带有一个遥控装置,可对月面进行挖掘。在挖掘过程中,实验人员还在一只脚垫上放了一铲子月球物质,以进行更仔细的研究。30个月后的1970年,当“阿波罗”12号的宇航员造访“勘测者”3号时,这个小土堆仍原封未动地呆在那里。在第12章开头的那幅复制照片上可以看到这一场面。
如果没有亚利桑那大学的爱温·怀塔克进行的耐心研究,“阿波罗”12号与“勘测者”3号的这次历史性会面就永远也不可能实现。其中的难点在于我们并不知道“勘测者”3号的准确着陆地点。怀塔克利用“勘测者”拍摄的其所处月坑的坑内照片,将其表面细节同“勘测者”3号着陆前“轨道器”探测器拍摄的同一地区的照片上所显示出的细节加以比较,最终发现了情况相符的一座650英尺的月坑,并认定“勘测者”3号肯定就落在那里。就这样,“勘测者”3号着陆点的不确定性从几英里缩小到了一个月坑。借助“轨道器”的照片作“向导”,“阿波罗”12号得以沿着一条“坑坑洼洼的道路”飞行,并降落到离“勘测者”3号仅600英尺的地方。
“勘测者”4号在差几分钟就要着陆时失败了,但是最后三次“勘测者”任务都取得了成功。1967年9月10日,“勘测者”5号在静海上一座30英尺×40英尺的月坑的陡峭内坡上着陆。它携带了一台新仪器,即由芝加哥大学的安东尼·特基维奇研制的阿尔法后向散射计。利用这台仪器,他得以对月面物质的化学成分进行了相当精确的分析,并正确地指出其化学成分类似于地球上的玄武岩。月球物质在“勘测者”上几块经过认真标校的磁铁上的附着方式也说明了这一结论的正确性。着陆两天后,“勘测者”5号的发动机又短暂地点火工作了一次,目的是看看它们会对月面产生什么影响。尽管在即将着陆前可能对能见度有一度影响,但从月面受到的侵蚀量不大这一点可以看出,这不会给“阿波罗”飞船带来什么严重问题。
“勘测者”6号还在中央湾为“阿波罗”飞船找到了另一个可能的着陆场。它再次试验了发动机对月面的影响,但这次“勘测者”“飞”到了距最初着陆点约8英尺的新地点。如88页的照片所示,火箭溅起的尘土粘在了天线杆上的照相目标上。
最后一个“勘测者”探测器于1968年1月9日着陆于第谷月坑正北的一片高地上。91页是“勘测者”7号拍摄的这一火山喷出物地区的一幅全景照片及其月面“花园”区的一幅镶嵌图。我还记得实验人员正在试图松开展开过程中被吊在半空中的后向散射仪时,我步入喷推实验室控制间的那一幕。他们向表面取样器发送指令,以将散射计向下压。这项精细的操作由“勘测者”的电视摄像机进行监视和引导。我正想提问,卡尔技术公司的朗·斯科特博士便直率地提醒我他们此刻“非常忙”。我没有再问——而他们也终于将被卡住的仪器放到了月面上。对距地球几十万英里的月球上的探测器进行遥控修理,这看起来就像是做梦。
“勘测者”1号发射前,当我们面临经费超支和技术上的担忧之时,国家航空航天局和喷推实验室曾向休斯飞机公司施压,要求其接受一项经过修改的合同,放弃一些已经到手的利益,以换取飞行成功后更多的赚钱机会。他们接受了要求,而这项有胆识的决策也为双方赢得了回报。国家航空航天局自然也对7个“勘测者”中能有5个成功感到高兴。
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