现在可以确定,中国的登月工程跟美国的阿波罗计划不是一回事

现在可以确定,中国的登月工程跟美国的阿波罗计划不是一回事

来源:观雨大神经,作者:观雨大神经

现在可以确定,中国的登月工程跟美国的阿波罗计划不是一回事

阿波罗计划的真伪
自古以来,有关月球的传说都是中华文明的重要组成部分。
今年5月初,我国成功发射了嫦娥六号月球探测器。
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该探测器完成了人类史上首次在月球背面的土壤采样工作,是我国载人登月工程的一个重要里程碑。
我国的登月工程从2004年开始正式实施,根据官方的计划,要到2030年左右才能最终实现载人登月。
之所以需要这么长的时间,主要是因为载人登月这个任务实在是太难了。
于是我们难免会想到这么一个问题:
50多年前的美国人,是怎么在技术条件非常落后的情况下,把载人登月这种难度逆天的任务给完成的?
这里面会不会有什么猫腻?
其实有这样的质疑是人之常情,科学本身也是在质疑声中不断进步的。
而且最早搬出“美国登月阴谋论”的恰恰是美国人自己。
他们从上世纪70年代就开始怀疑阿波罗飞船载人登月的真实性,至今已持续数十年。
比如说美国在1976年就出版了一本登月阴谋论书籍《我们从未登上月球:美国300亿美元的骗局》。
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当然了,毕竟大多数人并非航天领域的专业人士,所以他们的很多质疑也没有质疑到点子上。
比如说有一个广泛流传的疑点是这样的:
为什么月球上明明没有空气,插上去的美国国旗却可以“迎风摆动”?
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其实这是因为该旗子本身就有个支撑杆在支撑。
至于旗子会不停的摆动,则是因为旗子本身的惯性:月球没有阻力,旗子只要一开始出现震动,就会摆动很久。
诸如此类的疑点还有很多,其实大多有都合理的解释。
但这就能证明美国的载人登月是真实的吗?
那就不一定了。
因为阿波罗计划确实有它可疑的地方,只不过它的可疑之处并非人们津津乐道的那些技术上的细枝末节,而主要是以下两点:
–  项目本身的风险太大。
–  美国人50多年前能做到的事,现在想做却做不了了。

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关于第一个疑点,也就是项目风险太大这个问题,我们可以看一下中国载人飞船系统总设计师张柏楠的观点。
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这里需要强调的是,张总师并没有质疑美国的载人登月,他只是抱着学习的态度客观的评价了一下这个项目。
他的原话是这样的:
从客观的角度来讲,载人登月,即使到了今天,即使是对于美国人来讲,也是非常难的。其实当年阿波罗的登月,实际上是当时美苏两个超级大国冷战的一个结果。
当时阿波罗飞船所采用的很多技术非常冒险,如果现在客观的评估的话,据说可靠性可能平均都到不了50%,非常非常的冒险,很多的结构系数选取都非常低。
包括我们的团队现在在搞的这个载人登月的论证,想用现在的技术设计出阿波罗的登月舱也好,登月飞船也好,都非常困难。包括美国,重返月球,其实也搞了很长时间,难度依然很大。
这里面最核心的观点,就是阿波罗计划中所采用的技术的可靠性很低。
那么“可靠性”这个指标对于航天事业意味着什么呢?
我们可以来看看下面这两个例子:
• 1986年1月28日,美国“挑战者”号航天飞机在升空后解体,7名宇航员遇难。
事故原因是右侧固体火箭助推器的O型环密封圈因为当时天气太冷而失效。
• 2003年2月1日,美国“哥伦比亚”号航天飞机在返回地球的时候于空中解体,7名宇航员遇难。
事故的原因是该航天飞机外部燃料箱表面的一块隔热材料脱落。
从这些案例中我们可以看到,对于航天事业而言,一个极其微小的问题就可能引发极其严重的后果。
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所以当年美国在科技水平有限、技术可靠性不足的情况下强行进行载人登月,确实可以用“壮举”来形容。
不过这种冒险精神虽然值得我们点赞,但并不值得学习,因为实在是太鲁莽了。
这就好比一个人划着条小舢板就想横渡太平洋一样。
那么阿波罗计划的风险到底有多大呢?
我们可以先来了解一下阿波罗11号的具体登月过程。
首先,美国为此次工程研发了当时世界上推力最大的火箭:土星五号。
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该型火箭高达110米,推力达到了恐怖的3752吨。
而阿波罗十一号飞船就放置在火箭的头部。
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该飞船有三个部分组成,分别是登月舱、指令舱、服务舱。除了登陆月球的那段时间以外,宇航员基本上都坐在指令舱中。
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土星火箭升空后会把阿波罗11号带入地月轨道。
在这里,阿波罗飞船将进行一次变形金刚式的重新组合:
首先,顶着指令舱的服务舱会先飞出去,然后原地旋转180度,再与火箭里的登月舱对接,并将其拉出来。

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拉出来后,整个阿波罗11号飞船就“变形”完成了,之后它就要靠自己的力量飞向月球了。
飞船飞到月球上空后,3个宇航员中的2个会进入到登月舱。然后登月舱与服务舱分离,减速,降落月面。
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此时服务舱里还留有1名宇航员,他将驾驶服务舱继续在月球上空进行绕月飞行
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等登月舱完成降落后,航天员就可以跳到月球上拍照打卡了。
在返回的时候,登月舱的上升段会起飞,飞到绕月轨道,去追赶一直在天上绕圈的指令舱。
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双方在月球上空经过一段时间的你追我赶后(大概会绕月球两圈),就会会合并进行对接。
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对接完成后,宇航员会全部回到指令舱,然后抛弃登月舱,接下来就可以回家啦。
返航的飞船会在三天后回到地球上空,此时指令舱会抛弃服务舱,独自安全降落。
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我们现在回过头来看这个项目,只能想到一个词:疯狂。
因为在它的整个过程中都充斥着大量对精度要求极高的操作。
比如说控制飞船的飞行角度、速度、高度、刹车时机、降落姿态、对接操作…
而这里面几乎没有任何容错的空间。
作为对比,我们可以拿我们的嫦娥三号探测器来举个例子。
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嫦娥三号首次实现了我国在地外天体的软着陆,这也是未来载人登月的基本技术要求。
而我们为了实现这个目标,依靠的技术包括了激光测距、微波测距测速、光学粗避障、激光三维成像…
然后还要配合电脑来对探测器的动力和姿态进行精密控制。

中国登月工程着陆试验场:

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在具体降落的过程中,探测器在距离月面高度100米时就会开始自动寻找合适的着陆区。
其配备的拥有16波束的激光设备每隔250毫秒就会拍摄一张三维地图,电脑则根据大量的三维成像来避开高度或深度超过20厘米的石头或坑洞,然后不停的调整探测器的速度和姿态,最终实现软着陆。
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而阿波罗计划受限于当年的技术条件,这类操作大多是靠人工来手动完成的。
微操仙人了属于是。
不过同样的事情,美国后来又成功干了五次。
所以如果仅从风险和概率的角度出发,阿波罗计划的真相在客观上存在着这么几种可能:
• 他的全部载人登月行动都是真实的。这也是我们目前普遍认可的一种可能性,只是这个可能性确实很需要运气。
• 他的部分载人登月行动是真实的。也就是说他可能赌赢了一次,但剩下的就是作假了。这在概率上更容易接受。
• 他的全部载人登月行动都是虚假的当然,作假的部分未必包括整个登月项目,也可能只是“人没上飞船”,或者“人上了飞船但没有进入登月舱登月”。这类可能性目前没有任何实锤的证据,但在理论上确实是最安全和稳妥的方案。
接下来我们来看第二个疑点:美国人为什么现在上不去了?

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阴谋论经久不衰的奥秘
众所周知,美国在1972年第6次登月成功后就没有再继续阿波罗计划了,人类的登月之旅也戛然而止
对于这个结局,一般的解释是这个项目太劳民伤财,没有收益,所以美国人就没兴趣玩下去了。
不过“没兴趣”只能解释美国为什么过去几十年没去,却解释不了当下我们看到的这个情况:
就像和我们约好了一样,美国在2004年也搬出了新的登月计划,即“阿尔忒弥斯计划”。
他们的底子毕竟比我们好,所以阿尔忒弥斯计划的纸面进度比我国的登月工程快得多。
按计划,美国将在2017年发射阿尔忒弥斯1号飞船,之后还会陆续发射2号和3号飞船。
其中1号是无人飞船;2号是载人飞船,但只绕月不登月;最终实现载人登月的是3号飞船。
而3号飞船的计划发射时间是2024年,比中国的计划快了6年。
看得出来,他们很急。
但这并没有什么用,阿尔忒弥斯计划从开启的第一天起就无情的放起了鸽子。
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他们直到2022年11月才完成1号飞船的发射,仅第一个步骤就比自己的原计划慢了5年。
现在美国想按原计划在2024年实现载人登月显然已经不可能,所以他们又号称在2025年登月。
目前看依然难度很大,能不能赶在我们之前上去还真不好说。
也就是说在“阿尔忒弥斯”计划启动之前,美国可以说是不想去月球;但在那之后,他们就是想去但是去不了了。
你50多年前就去过一次,现在却去不了,很难让人不怀疑。
但这也不是不能解释,因为登月项目的长期停滞,所以相关的产业链和设备肯定都荒废掉了,人才也没有得到传承,现在玩不转也是合理的。
但仔细想一想,还是有不科学的地方。
之前的技术和设备虽然荒废了,但人类总体的科技水平和工业能力是一直在大踏步的前进的。
同样的技术指标,现在只会比50多年前更容易达成。
这就好比上个世纪的福特汽车工程师退休了,不等于现在就造不出汽车。
当然,还有一个重要的原因,就是阿尔忒弥斯计划的技术标准比阿波罗计划高得多,甚至可以说是爬上了另一棵科技树。
所以美国现在没有办法完全站在阿波罗计划的肩膀上去实施新计划。
而技术标准之所以变高,是因为这一次美国要确保安全性。
时代毕竟不同了,现在不能在众目睽睽之下随便莽了。
这也从一个侧面证明了当年的阿波罗计划有多冒进,所以也别怪吃瓜群众一直持有怀疑态度。
阿波罗计划浑身上下都充满了英雄主义色彩,非常具有好莱坞大片的气质。
只是这种英雄主义操作震撼是震撼了,却不具备可持续性,也没有什么发展空间,一通“我来了、我拍照、我牛逼”就完活了。
所以美国虽然号称成功去了6次,但他们在月球上除了飞船残骸以外,什么也没留下来。
可以说整个阿波罗计划在本质上就是一场巨大的烟花秀。
既然是烟花秀,那自然不会有什么长期收益,后来因为烧不起钱而停摆也就在情理之中了。
当然不得不承认的是,他们烧得非常漂亮。
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这场秀为美国挣到了巨大的国际声望,甚至成为了他们的霸主地位的支柱之一。
但也正因为该项目本质上只是一场秀,所以是不是真的有人上去了并不影响它的节目效果。
于是你也就没有办法通过最终的节目效果去确认“是不是真的有人上去了”。
这就是“美国登月阴谋论”一直会存在的根本原因。
美国老百姓也许不懂登月,但他们懂美国。
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不过也有网友担心这么一个问题:
既然美国作为登月的先驱都受到了质疑,那么中国作为一个追赶者,以后会不会也受到同样的质疑呢?
这个担心就属于多虑了。
没错,我们确实是追赶者。但需要说清楚的是,我们追赶的是登月这个事情,而不是阿波罗计划。
中国的登月工程和阿波罗计划有着本质的区别。
我们并不想向谁证明什么,也不图跟谁攀比。
我们是真的想在月亮上种菜。所以中国的载人登月工程打娘胎里就没有阴谋论存在的空间。
等我们以后在上面种上菜了你还怎么质疑?
而这种底层逻辑上的区别,就注定了这两个工程会走上完全不同的发展路线。
说白了,我们不会像阿波罗计划那个样子去登月。

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中国载人登月工程从2004年启动到现在,已经完成了探测器的“绕、落、回”三个阶段性目标。
即探测器绕月飞行、探测器降落月球、探测器返回地球。
只有在多次实现“无人探测器熟练往返月球”后,我们才会真正进入到载人登月的阶段。
而现在嫦娥六号在“从月球背面采集月壤样本并返回”的这个工作中所体现出来的技术水平,已经是独步全球的存在。

从月球背面返航的嫦娥六号:

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因为目前除了我们以外,还没有任何国家能够在月球背面开展复杂的工作。
这是因为地球发出的信号会被月球挡住,无法传输到月球背面,导致探测器一到这里就会失联,自然也就没办法进行什么操作了。
当年阿波罗飞船在进行绕月飞行时,每次飞到月球背面就会“消失”,那个时候的人们除了眼巴巴的等待它的信号再次出现外,别无他法。
在这里再次感慨一下美国人的头铁。
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那么我们是如何与探测器保持联络的呢?
解决方案就是发射一颗中继卫星到月球背面的上空(准确来说是地月第二拉格朗日点上)。
这样地球的信号就可以先发射到中继卫星,再由中继卫星发射到月球背面了。
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我们在2018年和2024年分别发射了“鹊桥”和“鹊桥2号”中继卫星,彻底解决了“信号传输”这个探月工程的基础问题。
这就是我国搞工程的特色:兵马未动,基建先行。
等到2030年左右真正实现载人登月时,其具体的流程也会和阿波罗计划有很大的区别。
我们执行登月任务的不是一枚火箭,而是两枚。
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第一枚火箭会运送“揽月”飞船飞往月球轨道。
此时的揽月飞船是处于无人状态,它在抵达月球轨道后就会自动开始绕月飞行。
然后我们会发射第二枚火箭,这枚火箭运送的就是载着航天员的“梦舟”飞船。
它将把3名航天员送到月球轨道,然后与已经在那里进行绕月飞行的揽月飞船对接。
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对接完毕后,2名航天员会转移到揽月飞船上,然后揽月再与梦舟分离,下降到月球上。

揽月飞船登月想象图:

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另一名航天员则驾驶梦舟飞船继续进行绕月飞行。
等揽月飞船在月球上完成一系列任务后,就会从月球起飞,把宇航员送回正在绕月飞行的梦舟飞船。
最终由梦舟飞船将航天员带回地球。
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这种把登月系统分两次发射的方式有一个很大的好处,就是我们可以先等第一艘无人飞船已经确定能够正常工作的情况下,再把第二艘载人飞船发射出去。
这就增加了整个项目的可靠性。
而且分两次发射,每艘飞船的重量和尺寸都会更为宽裕,这样就可以携带更完善的设备,同时飞船的内部环境也会好很多。
除了登月流程不同外,中国登月工程还有一项重大的创举:
在载人登月之前先建立月球基地。
我们将在2028年左右发射嫦娥七号和嫦娥八号无人飞船。它们会在月球南极降落,共同组成月球南极科研站,供2030年登月的航天员使用。
这也是人类开启星际时代的第一站。
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另外我国目前已经开始在国内的溶洞地区进行相关实验,为今后在月球熔岩管洞穴建造人类居住基地做准备。

月球熔岩管洞穴农场示意图:

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可以说在阿波罗计划里,载人登月就是全部内容;而在我们的计划里,载人登月只是万里长征的第一步。
正是因为中国登月工程的这种长期性,所以我们没有什么兴趣去跟美国争个先后。
也就是说无论美国的阿波罗计划到底是真还是假,对我们来说都没什么区别。
至于他们现在新版的阿尔忒弥斯计划,我们也大可以乐见其成。
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如果他们上去了,那么月球足够大,容得下中美两国各自搞科研。
如果他们上不去,那么人类的星际梦想也会有我们来守护。
最后我们再来看看下面这个经常和登月工程捆绑在一起的灵魂拷问:
登月的意义到底是什么?
 
结语:登月的意义
谈到登月的意义,我们首先想到的一般有三个:开展科学研究、月球资源利用、促进技术发展。
而让我们感到担忧的,主要就是成本太高。
费尽心思去开发一个38万公里外的天体,划算吗?
其实只要这个项目是可持续的,那么随着固定体系的形成和规模化效益的显现,未来的成本肯定会被逐步摊薄,我们也终将会看到巨大的收益。
不过这还不是登月的全部意义。
它还有一个重大的战略意义很少会被人们提及。
什么战略意义呢?
我们都知道在战争中经常会出现“争夺制高点”的任务。
因为只要抢占了制高点,军队就可以轻松的控制高点下方的一大片区域。
那么我现在问大家一个问题:地球最高的地方是哪里?
很简单,是我们中国的珠穆朗玛峰。
那么比珠穆朗玛峰还高的地方呢?
那就只有在天上飞的飞机了。所以现代战争特别讲究个争夺制空权。
那比飞机还高的呢?
那就是人造卫星了。
因此现在各个大国都在发展太空军事力量,积极争夺地球轨道的控制权。
比如说美国有太空军,俄罗斯有空天军,中国有航天部队。
那么最后的问题来了,比人造卫星还高的地方呢?
没错,就是月球。
就人类目前的科技水平而言,月球就是地球最高的制高点。
只要在月球上建立起了大型基地和设施,就有能力对包括人造卫星在内的所有目标实施降维打击。这是一股足以维护世界和平的终极力量。
现在你们知道为什么美国看到中国的登月计划后会着急了吧。
但如今早就被工业空心化吞噬的他们,恐怕是心有余而力不足了。
就算他们的阿尔忒弥斯计划能更早登月,也逆转不了中国在月球开发上的优势地位。
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因为这个阿尔忒弥斯计划缺乏切实可行的长远规划,登月完了也就完了,无法保证在登月后能继续开展包括采矿、基地建设、工程机械运输在内的一系列后续建设项目。
美国的制度本身就不支持他们长期专注的坚持做一件事,而且就算他们真的开展了后续工程,其效率也不可能跟基建狂魔相比。
在月球上建工程,只会比在地球上更难。
美国曾于2008年在加州开建了一条高铁线路。结果过了15年,花费了112亿美元后,整个工程只完成了487米。
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就这个水平,让他们跑去38万公里外的月球上追赶基建狂魔的步伐,只能说是痴人说梦。
而且不要说月球基建工程了,美国现在连地球轨道的空间站都快没了(国际空间站即将退役,中国空间站将成为唯一空间站)。
所以美国现在唯一能跟我们争一下的,也就是登月的时间点。
但即使是这个小目标,恐怕也不容易。
就他们目前这种“一鸽再鸽”的状态来看,我们甚至可能会在登月进度上反超他们。
说到底,开发月球这种规模浩大的超级工程,只适合一个国力处在上升期的大国,而不适合一个走在下坡路上的腐朽帝国。
正所谓天命无常,惟有德者居之。令人欣慰的是,未来地球的战略高地大概率会掌握在文明的手中。
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彩蛋:月球为什么永远只有一面朝着地球?
月球其实并非一个绝对光滑的均匀球体。
在亿万年的运行中,它已经被地球引力拉扯得身材走样,变成了一个类似于鸡蛋的椭圆形球体。
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在这种不规则形状的影响下,月球的重心就偏离了几何中心,时间一久,它就转不动了。
月球转不动后,它相对更重的一面就被永久的拉向了地球,这种现象叫做“潮汐锁定”。
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当然力的作用是相互的,我们地球的海水同样也会被月球引力吸起来。
同时由于地球在自转,所以被吸起来的海水在“转离”月球后又会回落,这就是潮汐现象。
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这种潮汐现象也会使得地球自转越来越慢,直到被锁定。
只要时间足够长,在很久很久很久以后,地球也会被月亮潮汐锁定。
其实潮汐锁定在宇宙中是很普遍的现象,只要两个星球离得足够近就有可能发生。
比如说:
  • 水星已经几乎被太阳潮汐锁定。
  • 很多卫星已经被母行星潮汐锁定。
  • 冥王星跟卡戎甚至互相潮汐锁定。

不过如果小星球和大星球的距离太过接近,那就不仅仅是被“潮汐锁定”那么简单了。
一旦双方的距离缩小到“洛希极限”内,小星球就会被大星球的引力撕成碎片。
土星美丽的光环就是这么来的。
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值得一提的是,被母恒星潮汐锁定的星球是不可能拥有生命的。
因为它们的一面会因为永远面朝恒星而被高温炙烤,另一面则永远处于寒冷的黑夜,暗无天日。
不过这跟我们的关系就不大了。
(注:月球因为是被地球而不是被太阳潮汐锁定,所以月球还是有昼夜交替的,只是每隔一个月才交替一次)
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原文始发于微信公众号(悦读进化论):现在可以确定,中国的登月工程跟美国的阿波罗计划不是一回事

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