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飞向月球的N种方法

发布日期:2019-11-07 16:55   来源:未知   阅读:

  原始人望着夜空中明亮的圆盘,它周期性的改变自己的形状,是那样的神奇。从远古社会开始,月球就是自然崇拜的重要对象。

  中国古代西汉的“百科全书”《淮南子》中记载了嫦娥奔月的故事。女神嫦娥服用了西王母的不死之药,飞升到了月亮之上,最后定居在广寒宫。

  明朝的万户坐在绑着古代“火箭“的椅子上,想飞上天空。火箭点燃后爆炸,万户献出了生命,他成为人类“飞行”牺牲第一人。

  国外的很多文学作品中都对通往月球之路发挥了极大的想象力,德国童话《吹牛大王历险记》中,男爵敏希豪生种的魔豆长成了通向月球的豆蔓天梯。

  史上第一部科幻电影《月球旅行记》改编自科幻小说巨匠凡尔纳的小说《从地球到月球》和威尔斯的小说《第一个到达月球上的人》。在这部只有14分钟的无声黑白电影中,6名科学家建造了一个子弹形的太空舱,装入一台巨大无比的大炮中。大炮将太空舱和科学家送上了月球。

  二战后,苏联和美国开展了太空竞赛,首先相继使用火箭发射了人造地球卫星,接着又同时把目光聚焦在远离地球38万公里的月球。

  火箭来源于二战时的导弹技术,本质上是利用燃烧自身携带的推进剂而产生强大推力的运载工具,它所产生的推力将自身加速直到克服或摆脱地球的引力。目前人类所有的月球探测,都是通过火箭将月球探测器或者载人飞船送入飞向月球的轨道。

  月球探测早期,探测形式通常会以飞掠为主;随着技术的成熟和对月球特性的深入了解,逐渐过渡到环绕、着陆和巡视等,最高级的形式是采样返回。月球1号发现月球没有磁场,并探测了空间环境等,可以说取得了成功。

  此时的美国,无人月球探测接连失败。1961年5月25日,肯尼迪总统发表了著名的演说,历史上最宏大的工程“阿波罗”计划拉开了大幕。

  为了给载人登月做准备,美国先后发射了软着陆探测器和月球环绕卫星,苏联也没有等闲视之,并且分别赶在了美国的前面。

  经过充分的准备,美国厚积薄发,终于上演了逆袭的励志大片。1969年7月20日,阿波罗11号着陆月球表面,美国宇航员阿姆斯特朗实现人类首次月面行走。

  阿波罗计划自1961年至1972年,历时约11年,成功实现6次载人登月,共有12名宇航员登上了月球。

  苏联为载人登月也做了大量的工作,但由于政治等复杂的原因,最终还是终止了,但无人月球探测继续进行,并创造了多个世界第一。

  一直到1976年,苏联的月球24号成功的第三次从月球带回了月球土壤和岩石的样本,给苏联时期的探月之路画上了一个休止符,也成为了美苏月球争霸赛的绝唱。月球上又恢复了平静,一如从没有人来过一样。

  探月之路暂时沉寂下来。这一等就是14年。一直到1990年,日本发射了飞天号探测器,再续探月前缘。后来,美国发射的探测器意外发现月球的南极和北极可能有水,从而激发了探月的第二个高潮。除了美国,中国、日本、欧洲、印度等纷纷加入到探月的队伍中来。

  中国在21世纪提出了自己的探月大三步“探登驻”和小三步“绕落回”的战略,并命名为——

  嫦娥1号、嫦娥2号实现绕月飞行嫦娥3号软着陆在月球的正面嫦娥4号实现人类首次月球背面着陆嫦娥5号实现月球采样返回

  我们说了飞向月球的昨天和今天,再来说说明天,聊聊那些还停留在科学家的大脑里或实验室里的“黑科技”。

  科幻小说家亚瑟·克拉克在《天堂之泉》中想象了能够将货物和人极其廉价地送入太空的电梯,而如今工程师发现以纳米技术为基础,太空电梯有望从科幻走向现实。

  在地球和月球上各建造一部基于碳纳米管材料的太空电梯,探测器或飞船就可以在两部电梯之间实现多次重复的运输。

  由于激光具有能量集中、方向性强的特点,因此可以利用大功率的激光器,从远距离将激光射入探测器的推力器中,燃烧其中的燃料使等离子体爆炸产生反冲力推动探测器前进。

  风筝飞上天空靠的是风的升力,而在宇宙里飞行的太阳帆靠的是太阳光的压力。光虽然没有质量,但是组成光的每个光子都有一定的动量。当光子撞在帆上被吸收时,按照动量守恒原理,太阳帆就会获得额外的动量。

  不过太阳风总是不够“给力”,那为何不借地球上大功率激光阵列发射的“东风”呢?霍金提出的“突破慑星”计划中,几克的纳米飞船能飞向距地球约4.25光年的半人马座比邻星,所采用的方法本质上就是“激光推进法”+“太阳帆推进法”的组合。

  反物质是一种和正常物质的质量完全相同、但电荷相反的物质。当反物质和正常物质碰撞时,正反物质的质量将全部转化为能量。就目前已知的所有物理反应,这是效率最高的燃料。

  《星际迷航》中企业号飞船飞行所使用的就是反物质。这个方法距离实用应用非常遥远,实验室里制造的反物质所产生的能量只能让一盏100瓦的灯泡点亮5分钟。

  飞向月球的方法还有电磁弹射、核动力火箭、无工质微波推进、马赫效应推进、空间曲率法等多种方法,这里就不一一介绍了。

  确实如此,本期我们开个头,探月路上既充满荆棘,也趣事多多,后续慢慢道来!

  19世纪著名科幻小说作家儒勒·凡尔纳的《从地球到月球》是一部神奇的作品,书中描写了美国南北战争后的一群大炮发明家试图发射一枚载人的炮弹飞到月球上的故事。这部小说最早居然是由鲁迅先生译为《月界旅行》首度引入中国。他高度评价这部科幻小说为“经以科学,纬以人情”。

  在小说发表约100年后,美国成功地实现人类首次载人登月。后来人们发现小说中的炮弹和阿波罗11号惊人的相似。

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