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第14章 攀登月球(12)

前苏联当时拥有的“质子”火箭,也只能把5.6吨的探测器送到月球。在载人宇宙飞船登月技术方面,与后采居上的美国差距甚大。1970年10月,前苏联用“质子”火箭发射了“月球13号”(即“月行者1号”的有效载荷),在雷日恩海作了一次软着陆。“月行者1号”有叶轮子,重5.6吨,月面上有效载荷是1836千克。在10个月内,靠地面遥控发送指令共行走10.5米。白天靠暴露在外面的两组太阳电池供电,晚上用核加热器加温,以保持内部温度。“月行者1号”周期地使用两侧电视摄像机拍摄所在地周围360度全景图片;以X射线光度计澜量不同停留点月面的土壤化学成分;用法国提供的14个组件构成的激光反射器,精确地测量了地一月距离,精度为0.4米。1973年1月发射的“月球21号”(即“月行者2号”)降落在蒙尼尔火山口55千米直径内。这是一个古老的火山口,其底部下沉,以后被火山岩湮没,只留下暴露韵边缘部分,该地方具有海和高地特征。“月行者2号”亦是地球遥控操作其动作,最初行走方向是朝南穿过火山口底到迁移层区,随后向东至“阿波罗15号”宇航员勘查过的哈得利里尔长断层。“月行者2号”在4个月寿命里行走3.7万米。前苏联用“月行者”代替了它梦幻的人类登月活动。

前苏联载人飞船登月的破灭

60年代里,美国全力以赴执行它的“阿波罗”载人登月计划,发出了一个接一个的捷报。前苏联口口声声说:人登月不是前苏联所求,实际上并非如此。叛逃的前苏联记者列昂尼德·弗拉基米罗夫1971年在英国(泰晤士报)曾撰文写道:“前苏联人很久以前就知道自己不能制造一枚登月用的火箭。1968~1970年用‘质子’火箭发射了四个不载人空间舱绕月飞行并返回地球,后来前苏联称它为探测器,其实完全是改进的‘东方’塑载人宇宙飞船。该飞船有轨道舱、防热屏、无线电通信系统以及温控系统,轨道舱至少能载一名或两名宇航员到月球并返回地球。”前苏联亦声称要作载人月球旅行,打算不惜任何代价保持它的空间优势形象。据说,1967年10月革命50周年之际,前苏联想进行一次载人月球飞行,但因故未能实现。同年3~4月试图作两次绕月飞行,均以失败告终,后来才改为发射探测器。1967年,宇航员弗拉基米尔·科马罗夫对西方记者说:“我可以说,前苏联在人登月竞赛中不会被美国打败。”另一位宇航员基托夫写道:“我梦想绕月飞行……宇航员将有一个仔细观察月球的好机会。”宇航员阿列克谢·列昂诺末说:“在最近的将来,人会旅游月球。如果我幸运的话,将指派我先登月。”1968年,美国“阿波罗11号”登月飞船宇航员柯林斯在巴黎航空展览会上邂逅一位前苏联宇航员时,两人谈论起各自国家未来的飞行任务。前苏联宇航员说:“我期望不久能进行一次绕月飞行。”赫鲁晓夫也提到前苏联登月计划。他在回忆录中向故去的科罗廖夫表示敬意时写道:“我很抱歉,当他在世之年来能把人送上月球。他死得太早了!”1968年6~10月,前苏联连续发射“探测器5号”和“探测器6号”,前者绕月飞行6天,返回地球,溅落在印度洋海面上;后者也绕月飞行,迅速返回地球,降落在前苏联中亚细亚回收区。这些空间活动表明前苏联在进行不载人飞向月球的预演,因为探测器本身就是为宇航员驾驶而设计的,如“探测器5号”有指令舱(轨道舱),“探测器6号”回收的降落伞和指令舱与“探测器5号”相同。据西方观察前苏联空间活动专家查尔斯·维克指出,探测器作了发射逃逸系统试验,无疑是应用于载人宇宙飞船。

到1968年底,前苏联感到难以登上月球,未批准准备登月的一位宇航员起飞。一年后,这位宇航员作腹膜炎手术时死亡,前苏联还为他举行了简短的小规模葬礼,他被埋在距赫鲁跷夫墓地不远的地方。

尽管前苏联为月球探测器系列投入了大量的财力、人力和物力,但最后也未把人送上丹球。1972年,美国尼克松政府终止登月活动,政府又取消了空军拟定研制“载人轨道实验”的计划,批准了研制航天飞机的计划。可是,有迹象表明前苏联仍在继续它的载人月球飞行,例如它正在研制超级助推器。美航宇局局长詹姆斯·韦布60年代末在国会讨论空间预算的听证会上曾提到前苏联巨型火箭,推测其高120米,比“土星5号”大,可采用较少燃料,并已制造出比美国略小的月球舱。1976年,美国中央情报局首先证实前苏联有三枚巨型火箭:第一枚于1969年6月起飞前爆炸,死亡很多人;另两枚于1969年6月和1972年11月起飞不久就爆炸了。当时,前苏联研制的火箭一无军用,二又不发射空间站,唯一的用途就是把载人宇宙飞船送上月球。

1989年,前苏联第鱼次让美国代表参观了在莫斯科航空研究所展出的登月舱和指令舱,它曾计划在1967年提前美国两年先登月,但因为缺乏重型运载火箭而成为泡影。

若从科学价值采着,美国“阿波罗”载人登月比前苏联明行者”自动化飞行获得更多有价值的科学资料。“阿波罗”月球舱的两名宇航员可以实地勘查月面,有选择地收集月岩和土壤,安放长寿命科学试验和观测仪器,如地震仪测量月面地震。有的仪器到1989年7月还向地球发送数据,并向月球释放观测月空小卫星。因此,一次“阿波罗”登月实践和取得的成果相当于12次以上的前苏联自动化探测器飞行。每次自动化飞行耗资是一次载人飞行的1/4,所以前苏联整个探月费用几倍于载人飞行,更何况前苏联的探测器取样返回有一半是失败了。美苏取回的月岩总量是385:1。尽管如此,前苏联“月行者”仍不失为儿童最喜欢的玩具。在“月行者”飞行一年后,莫斯科儿童玩具店仍在出售“月行者”玩具。1973年后,前苏联放弃了自动化探测器取样飞行。

人类要全面了解月球,对探月过程中出现的许多问题做出回答,以及开发和利用月球资源,还有待21世纪重上月球探索。

登月勘查的收获

根据美国科学家们对六次登月取回的月岩及土壤的详细分析和研究,推测月球的年龄约有45亿年,与地球年龄相等。实地勘查结果证明,月球是一个无生命的天体,没有空气和水;昼夜温差极大:白天130℃,晚间-1.50℃;环境极为恶劣。对月岩地质分析表明,月球内部地层结构与地球雷同;月壳很薄,有月幔和月心;地质成分屑于铁硫化物。月岩虽与地球有同样的化学元素,但性质有所不同。例如,月岩平均比地球含有更多的钙、铝和钛;月球高熔点元素(铪和锆)比地球多,而低熔点元素(钾与纳)极少。

有限地震资料表明月向地球一面的月壳厚度为60~65千米,三倍于地壳平均厚度;月背面厚度是150千米。月壳下幔延伸到1000千米深,再向下就是月心。月球以太阳云的高温而形成,无挥发元素,故没有蒸气存在。

月震的研究

在我们地球上,大大小小的地震时有发生,许多人曾深受其害,甚至失去生命。人们不禁会问,为什么会发生地震?地震是地球的“特产”吗?

在这里我们可以简要地回答,地震不是地球的“特产”。在月球上也有地震,由于它是发生在月球上,所以我们叫它“月震”。不过月震和地震可大不相同呢!出于探索月震的奥秘;从“阿波罗11号”起,先后在月球的不同地区,设置了六座月震仪。这种仪器十分灵敏,即使人类所能感觉到的最小地震的百万分之一的微小震动,它也能如实地记录下来,通过通信系统送回地球。

月震仪在月球一经出现,就立刻大显身手,1969年7月翅日,即“阿波罗11号”登月的第二天,月震仪首战告捷,准确无误地送回了地球。这次月震的起因不明,将它拿来与地震比较却奇妙得很!同年9月,在西班牙马德里国标测地协会和国际地球物理协会共同主办的讨论会上,月震仪的设计者、美国哥伦比亚大学拉蒙特·德哈优地质研究所的列伊萨姆,作了月震的特别讲演。他说:“在月震记录里没有纵波和横波的部分;表面波也不能被明显地区分开来。”他的报告使在坐的科学家们无不惊叹失色。人所共知,地震发生时,人们首先感觉到的是纵波,随后袭采的是横波,最后出现的是表面波。而月震竟然没有这种区别,这当然是人们无法理解的。这该怎么解释呢?同年10月列伊萨姆自己解释说:“目前月震仪记录到的几乎全是登月舱内部仪器的振动,而不是月震。”在这里我顺便指出,宇航员在月球活动的振动,全都被月震仪记录下来,并送回了地球,因为“阿波罗11号”的月震仪距离登月舱只有17米。

“阿波罗12号”的月震仪设置在距离登月舱30米的地方。它也记录到了奇妙的震动,这种震动起初非常微小,随后振幅徐徐增大,最后又以难以想像的速度,极为缓慢地衰减下去。平均起来,这样的震动一天可以记录到四次。整个振动持续的时间从几分钟到1小时,参差不齐,和地球的地震情景迥然不同。地球的振动通常是几十分之一秒,最长的充其量也不过一两分钟。最不可思议的是,正如列伊萨姆指出的那样,月球上的这些振动,不能明显地区分出纵、横波和表面波。为了和下面要讲的真正的月球月震相区别,我们将以上介绍的这种莫名其妙的振动叫做L型。

颇为有趣的是,通过“人造月震”也可以得到L型振动。如前所述,登月舱由上升段和下降段组成,上升段在月球活动结束之后,载着登月人员回归母船,而一旦完成任务,上升段将重新被扔回月球,这样就造成了所谓“人造月震”。

“阿波罗12号”的人造月震发生在距离月:震仪76千米的地方。月震仪的记录表明,这次振动从发生到增大,直至消失,持续了一个多小时,和L型振动毫无区别。

据此,可以确信,L型振动不是月球内部引起的。经过进一步实验和分析,得出的结论是,大多数L型振动,是由来自宇宙太空的微小陨石的降落而造成的。1972年5月,在“阿波罗11号”月震仪附近曾经陨落了一块直径3米的陨石,造成了明显的月震。

这是不是说月球就没有起于内部的振动呢?月震仪清楚地告诉我们,否。但是,即使这种振动——真正的月震,也和地球上的地震具有全然不同的特点。

首先,月震的一大特征是;规模小、频度低、震源深。在大约三年的观测期间,最大的月震也只不过2.5张左右。这种地震在地球上发生,可以说是家常便饭,屡见不鲜,但在月球上却是罕见。“阿波罗14号”、“阿波罗16号”一个月记录到170次真正韵月震,而“阿波罗12号”、“阿波罗15号”才只记录了60次。

在这些振动中,可以决定震源的有9次。令人惊讶的是,月震的震源深度都在600至1000千米之间。而在震动部分发生在几十千米的地壳中,深于100千米的地震很是少见,最深的震源也在700千米以内。这就是说,地震是发生在地球的表层,而月震则往往发生在月球的“五脏六腑之中”。

其次,经过详细研究,发现月球内部至少有40个反复发生月震的地方——月震巢。而且即使这种名符其实的月震,也不能明显地将纵横波、表面波区分开来。同时振动的时间,也是长得惊人,持一个小时以上的,不足为奇。

月震为什么有这些独特之处呢?有些科学家认为,这是因为在月球表面,月震波被严重埤散射了。科学试验证实了这一结论,在散射激烈时,纵波、横波和表面波,确实是混淆在一起难以区分的。

但是,有地震常识的读者可能又会问,散射大,衰减就严重,因而传播的距离就不可能太远,但月震的情况却恰恰相反,它可以传播到1000千米以上的距离,这又该作何解释呢?

科学家们以月球岩石的实验为依据,作了这样的解释,说这是因为月球岩石在高真空环境中对震动波的吸收率很低的缘故。众所周知,月球几乎完全是真空的,所以在构成月球表面层的岩石空隙里,也是高度真空的。在这种环境中,月震波是可以传得很远的。”

综上所述;月球也并非是平静的“世外桃园”,在那里也和我们的地球上一样,时有震动发生,这就是说,震动决不是我们地球的“特产”。但是起震的原因又是什么呢?要弄清楚这个问题,大概和回答地震的起因一样,还需要继续探索和研究吧!

月球岩石与月球起源

关于月球的起源,长期似来众说纷云,概括起来大致可以分为三大类,即捕获说、分裂说和同源说。

捕获说认为,月球和地球是在不同的地方;由化学成分不同的物质形成的,后来月球被地球捕获,遂成了地球的卫星。

分裂说则认为,起初地球和月球是作为一个天体而形成的,后来在某一个时期,月球被分裂了出去,而且成了地球的一颗卫星。

同源说认为,太阳以及周围环绕它运行的九大行星,是同一块由气体和宇宙尘埃组成的大圆盘所形成的。圆盘的中心形成了太阳,圆盘的其他部分形成了行星,而地球和月球相蹦良近,是同时形成的“兄弟”。

那么,月球考察支持哪一种学说,抑或又有新的发现?这正是下面要谈的中心问题。

从“阿波罗11号”到“阿波罗17号”,宇航员们不辞辛苦地从月球总计带回了岩石土壤样品386.9千克,并将一些来自神秘星球上的珍品,分配给全世界各国的科学家们去从各个角度加以分析研究。

科学家们用当代最精密的仪器,经过反复实验,严格测算,一致认为,月球的岩石至少由下面四种化学物质或矿物质组成。

(1)月海的玄武岩;(2)构成高地的斜长岩等;(3)克里普玄武岩。这是一种含有大量钾、稀土元素和磷的岩石;(4)氧化铝含量丰富的克里普岩石。

其中,月海玄武岩是指阿波罗“阿波罗11号”、“阿波罗12号”所带回的发黑的岩石。这种岩石反射光的本领比较差,所以我们在地球上遥望月球,这些平坦区域,即所谓“海”的地带,显得格外暗淡无光。

与此相对照,斜长岩是发白的岩石,它们分布于月球的高地区域,所以在地球上观赏月球美景,它的高地区域格外明亮。

分析、测定表明,月球岩石中含有一定的放射性物质,科学家们根据放射性物质的含量,计算出构成高地岩石的年龄是38~40亿年;构成月海岩石的年龄是31.6~37亿年。这就是说,月球的高地是古老的,而月海则是“后起之秀”。

第三、四类岩石与地球岩石相比,显然有不少独特之点。

第一,在月球上完全没有含水矿物。这说明月球岩石是在完全缺少水的情况下生成的,而且后采表面也没有水。

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