到月球上去“寻亲”

文/ 从容

能在他乡寻找到失散多年的亲人，被视为人生一件大喜事。那么，假如这个“他乡”的距离更远呢，远到不是在地球，而是在其他星球上呢？那也许就不只是惊喜，而是狂喜了吧。这种在别的星球寻找到“亲人”的概率虽然很小，但也确实出现过，绝无仅有的一次是在阿波罗载人登月计划期间。

他乡寻“故知”

1969年12月14日美国东部时间11点22分，土星5号火箭冒雨从肯尼迪航天中心39A发射台上起飞，把阿波罗12号载人飞船送上了卡纳维拉尔角阴冷的天空。飞船指令长查尔斯·康拉德兴奋地喊道：“这个‘姑娘’真的走了，这是一次非常可爱的起飞！”

▲ “阿波罗12号”冒雨发射

除了康拉德，“阿波罗12号”上还有指令舱驾驶员理查德·戈登、登月舱驾驶员艾伦·比恩。他们的这次月球之旅除了完成预定的科学考察任务外，还肩负着一项特殊任务：寻找两年半前探访月球的勘测者3号探测器。

要想在一个陌生的地方找到一件东西和找人一样困难。虽然月球的面积仅相当于地球面积的1/14，但是要在那里找到一个4米大小的物体仍然不是件容易的事。尽管“勘测者3号”的着陆地点是已知的，可是飞船的登月舱必须降落在离它足够近的地方才行，因为“阿波罗12号”还没像后来的“阿波罗15号”那样携带月球车，航天员只能靠步行去寻找“勘测者3号”，如果离得太远，携带的有限氧气根本不够他们走到那里。所以要想“他乡遇故知”，“阿波罗12号”的登月舱距“勘测者3号”的最大着陆误差不能超过600米。这个苛刻要求在导航专家看来简直难以实现，要知道，“阿波罗11号”在静海着陆时曾偏离目标6400多米，以至当时地球上的控制人员都不知道飞船落到哪儿去了。

这个问题难是难，可是难不住导航专家，他们对“阿波罗12号”的导航设备进行了大幅改进。发射4天后，“阿波罗12号”临近月球，当它的无畏者号登月舱飞近月球表面时，康拉德兴奋地叫起来：“嘿，就在那儿！”“看那儿，我简直不敢相信！”他们看见了“雪人”——因“勘测者3号”的着陆点而得名的勘测者陨石坑和附近的一座小陨石坑。

▲ 勘测者号探测器结构图

最后，“无畏者号”在月球的风暴洋地区成功降落。几小时后，康拉德钻出登月舱，站在陨石坑的边缘向远处望去，一眼就看见了“勘察者3号”，因为他离那个来自地球的“朋友”仅有180米。

这是人类在另一个星球上与故乡使者的第一次奇遇。

月球“侦察兵”

要想知道“勘测者3号”的情况，得从阿波罗登月之前说起。

1961年5月，肯尼迪总统要求美国在20世纪60年代结束前把人送上月球并安全返回，随后美国实施了阿波罗登月计划。但是，当时科学家们对月球表面特征的了解还非常欠缺，他们面临的一个关键问题是：月球上到底什么样，表面能不能经受住载人飞船的重量？当时有人说飞船将淹没在很厚的尘土里，也有人说可能会掉进月球裂缝。

要彻底摸清月球表面的真实情况，最有效的办法就是发射无人探测器凑到月球前仔细瞧瞧。于是，从1961年到1968年，美国先后向月球派出了3支“侦察兵”为阿波罗登月飞船探路，包括“徘徊者号”“勘测者号”和“月球轨道环行器”3个系列的21个探测器。

最先发射的徘徊者号探测器共9个，拍摄了比地球上天文望远镜所拍照片清晰2000倍的照片，使科学家们大致掌握了月面情况。不过，这还无法断定月球表面的坚实程度，还要另派探测器去软着陆考察，这个任务交给了“勘测者号”。

“勘测者号”的主要任务是开发、验证月球软着陆技术；收集、分析月球岩石样品，完成月球土壤的化学试验；提供有关阿波罗飞船设计与月球表面条件的兼容性数据资料。为此，每个“勘测者号”携带了多种科学仪器和设备。

▲ “勘测者号”上的微调发动机

▲ “勘测者3号”着陆时的滑行痕迹

“勘测者号”的基本结构是一个由铝管连接成的、高3.05米、跨度4.3米的三脚支架，上面安装了动力、通信、推进、飞行控制和有效载荷系统。它最显眼的是三脚架中央支杆上安装的两块板形设备：一块是由792块太阳能电池组成的太阳能电池板，面积0.86平方米，可以产生85瓦的电能；另一块是高增益天线，用于通信和传输电视图像。还有两个“大箱子”——两个电子设备舱，一个装着通讯和电子设备，另一个装着指令和信号处理设备。两部锥形全向天线分别安装在两条明显向外伸出的“触角”上。还有一个明显的圆柱体是勘测电视摄像机，它的最下面是3只防震脚垫，只要探测器垂直下降，不管它降落到什么地方都能保持直立状态。另外还有多谱勒雷达、温度传感器、辅助电池等仪器和设备。

“软着陆”的关键是利用降落伞或者火箭发动机把探测器的着陆速度减到最低，可是月球上基本没有空气，无法使用降落伞，所以唯一的办法是采用火箭发动机。“勘测者号”共安装了4台发动机，包括1台固体推进剂制动发动机和3台液体推进剂微调发动机。

制动火箭采用了球形钢贮箱，安装在探测器底部中心，它能在月球表面77公里高空点火，和微调发动机一起把探测器的飞行速度降低95%，最后在距月表10公里的高空被抛掉。微调发动机的喷管直径12.9厘米、长23.6厘米，采用液体推进剂和球形双推进剂贮箱，每台推力130～460牛。有了这4台发动机，“勘测者号”着陆时就不用担心会粉身碎骨了。

根据不同的任务，“勘测者号”每次发射携带的装备也不尽相同。“勘测者3号”就特别安装了一只学名“月面取样器”的遥控挖土铲，铲斗宽5厘米、长12厘米，安装在1.5米长的伸缩臂上。

勘测者号计划的前两次任务可谓是喜忧参半，“勘测者1号”取得了成功，在软着陆后的6个星期里向地球发回了11200多张照片，可是接着发射的“勘测者2号”却因为姿态控制系统失灵，不幸在月球上坠毁。

▲ 航天员艾伦· 比恩利用“勘测者3号”模型练习拍摄照片

▲ 完好无损的“勘测者3号”，它后方不远处是无畏者号登月舱

月宫“三级跳”

1967年4月17日，一枚宇宙神-半人马座运载火箭从肯尼迪航天中心发射升空，将勘测者3号探测器送入太空，飞向月球轨道。

4月20日，“勘测者3号”开始准备月面软着陆。在制动发动机和微调发动机的反推作用下，它的飞行速度被减慢到6.4公里/小时。按照预定计划，微调发动机将在距月面最后4米时关闭，使“勘测者3号”实现无动力着陆，以便减小发动机气流对月球表面的污染和扰动。着陆时产生的冲击将依靠探测器的减震支柱和防震脚垫来降低。

谁知，着陆的最后时刻却出现了戏剧性的一幕。因为失去了雷达波束锁定，无法及时获得高度信号，微调发动机没能及时关闭，结果“勘测者3号”触地后意外出现了一次“三级跳”，最后一跳之后又滑行了30厘米。好在有惊无险，“勘测者3号”最终还是成功软着陆在月球风暴洋地区一个陨石坑的斜坡上，成为勘测者计划中第二个在月球软着陆的探测器。

登月1小时后，“勘测者3号”就开始向地球发送月面照片。2天后，它又伸出月面取样器，进行了18小时22分钟的月面采样，挖掘出一个深18厘米的土坑，然后把一些土壤放进月壤分析设备进行化验。化验结果表明，月球土壤是一些像泥土一样粘合在一起的细颗粒。

“勘测者3号”一直工作到5月3日的日落之后。随着5月4日零时最后一批数据传回地球，它完成了全部考察任务，共传回6300多张月球照片，以及大量月球科学数据。

继“勘测者3号”成功之后，美国又陆续发射了勘测者4至7号探测器，其中除4号失败之外，其他3个都获得了成功，除了拍摄大量照片外，还测定了月球土壤的化学元素。

通过“勘测者号”的考察，科学家们查清了月球表面的一些基本情况。原来，月球上很多表面都比较平坦，没有人们传说的那种裂缝，而且完全可以承受住阿波罗飞船的降落。于是，在勘测者计划继续进行的同时，美国又开展了月球轨道环行器计划，开始在月球表面选择飞船着陆地点。

1968年1月10日，当“勘测者7号”软着陆在月球南部的泰谷环形山附近时，人类还有18个月就要实现首次载人登月了。这时，美国宇航局喷气推进实验室的科学家们已经收到了“月球轨道环行器”发回的213张照片，看到了月球99%的面积。他们有理由相信，人类把自己的足迹印上月球的那一天为时不远了。

▲ “勘测者3号”的电子设备舱

▲ “勘测者3号”的两个球形推进剂贮箱

▲ “勘测者3号”在月面取样时挖出的沟壑

差点没认出

“阿波罗11号”首次登月成功后，科学家们没有忘记“勘测者3号”的功绩，特地委派航天员寻找这个登月计划中的“有功之臣”。

在完成科学考察后的第二天，“阿波罗12号”的航天员康拉德和比恩专门拜访了“勘测者3号”。他们走到它的身旁，惊讶地发现它的颜色变得几乎认不出来了。以前，他们在飞行训练中使用的“勘测者3号”模型是白色的，可是眼前的“勘测者3号”经过太阳光两年半的强烈照射，全身已经被烤成了褐色，而太阳能电池板则由蓝色变成了黑色。

在“勘测者3号”脚下的月面浮尘上仍然清晰地留着“三级跳”的印迹，比恩拍摄了它的照片。拍完照片，他们开始进一步检查，发现它的整体结构完整无损，发动机完好如初，电子设备舱散热器的玻璃甚至看不出一丝裂纹。不过，电池组、电视摄像机和通信设备都失灵了。

接着，两名航天员开始采集它的零部件。他们用金属切割工具切下了探测器的一段铝制支杆和一小段电缆，并且拆下了电视摄像机和挖土铲，然后把它们放进一个真空密封罐里。在采集作业中，两人工作得小心翼翼，因为探测器锋利的边角弄不好就可能会戳破航天员的手套或航天服。早在发射前，专家们就考虑到了这种风险，并专门提出了预防措施，包括用镊子回收玻璃碎片。

1969年11月20日，两名航天员告别了“勘测者3号”，乘坐无畏者号登月舱飞离月球。

惊人的发现

“阿波罗12号”任务的航天员从月球带回的物品中，除了34块、总重33.9千克的月球岩石外，还有从“勘测者3号”上收集的约10千克零部件。这些东西让美国宇航局的科学家们如获至宝，因为他们可以从中分析出暴露在月球环境两年半之久的物体变化，以便为日后设计水星、金星探测器提供数据，并为未来的宇宙飞船和月球基地设计积累经验。

在分析研究中有了一个出人意料的发现：一位微生物学家从电视摄像机里提取到了微生物。康拉德认为它是月球上发现的最重要的东西。

电视摄像机包括电子仪器、光学仪器和机械系统。微生物就藏在两块电路板之间的泡沫绝缘材料中。航天员没有接触过摄像机内部，不可能沾污泡沫绝缘材料。那么，这些微生物是哪儿来的呢？

最后经过分析，微生物被鉴定为“溶血性链球菌”，它和人类气管中找到的细菌属于同一类型，因此科学家认定这些微生物来自地球。也就是说，它们是跟随“勘测者3号”一起飞到月球的。这真是一个惊人的发现，在月球严酷的环境中，这些地球上的“小东西”竟然平安生活了970多天之久。也许可以说，它们是“阿波罗12号”航天员在月球他乡遇到的又一个“故知”。★