分秒必争：谁先奔向月球？

小男孩叫闫旗 2018-12-14

展开全文

语宙

《苏联早期月球探测器诞生记（二）》

作者：风千里

上一篇文章最后说到，苏联探月工程的方案基本确定，最终选择了РД-0105型火箭发动机作为其第三级火箭发动机。

在苏联人为首枚探月器的发射紧锣密鼓地准备时，太空竞赛中的另一方美国也没有闲着……

三、争分夺秒

在受到“史普尼克危机”的刺激后，美国人加快推进了自己的太空项目，这其中当然也包括美国版的探月计划。在其首颗人造卫星“探险者-1”号发射成功后，新成立的美国NASA立刻开始了“先驱者”系列（Pioneer）探月器的研制。

在这场探月之争的揭幕战中，哪一方先抵达月球，哪一方就更能引起世界轰动。这回美国人的速度丝毫不落于人后，美苏两国探月工程的进度简直太接近了。谁会最终拔得头筹，在1958年的那个时间点是很有悬念的。

Round 1

科罗廖夫密切关注着“先驱者”计划，他在从情报部门中得知美国第一枚探月器（即后来的先驱者-0号）将于1958年8月17日升空，这比苏联的原计划要快，所以他立刻加快了探月组的研制工作，但科研人员铆足了劲也只能勉强赶在同一天发射。

与E-1自毁一般的硬着陆不同，先驱者要进行绕月飞行，因此后者的奔月轨道要长于前者，理论上就算先驱者的发射稍稍提前，E-1也会更早抵达月球。

先驱者0号月球探测器

对研制进度的过分追赶也让火箭与探测器本身充满了隐患。搭载着美国先驱者0号（亦称为Thor-Able 1）的火箭，在升空不久即爆炸，美国“先驱者”计划的第一发以失败告终。松下一口气的苏联科研人员立刻把已经树立在拜科努尔发射台上火箭与探测器收回厂房，重新进行安全检查。

霉运不会只降临在美国人头上。

ОКБ-1设计局对火箭进行了为期一个月的技术检查，最终定在1958年9月23日发射。不过原以为已经万无一失的苏联人却失算了，8K72E在发射仅仅93秒后，主发动机助推器出现大幅度振动，最终让整个火箭葬送在一团爆炸烟云中。其中新型第三级火箭是科罗廖夫原本最担心的，但没来得及接受检验就灰飞烟灭了。

Round 2

一切似乎又复归原点，美国人针对雷神火箭（Thor）存在的缺陷进行改进，并很快制造出第二颗探月器先驱者-1号（Pioneer1 ，亦称为Thor-Able 2），计划在10月11日发射。得到消息的科罗廖夫再次追加研制进度，赶在10月12日发射新一颗E-1探月器（代号E-1.2），虽然比美方晚发射13个小时，但根据奔月轨道测算，E-1还会比先驱者-1号早6个小时抵达月球。

可谁能想到，啼笑皆非的剧情会再次上演：先是11日美国雷神火箭的第三级发动机提前熄火，先驱者-1号在进入太空不久即坠入大气层。先驱者的再度失败似乎又把霉运传给了苏联。12日E-1发射不久，8K72E火箭的振动问题再度出现，在发射仅104秒后再度凌空爆炸。

1958年10月11日美国“先驱者-1”号的发射瞬间，不久就因第三级火箭提前熄火而告失败

看到发射再度失利，原本沉稳的科罗廖夫也有些急躁了，他甚至在事后向下属们吼道：“Вы думаете,только американские ракеты взрываются？（你们以为只有美国火箭才会爆炸吗？）”。两度失败对美苏两国的科研团队都造成了极大的心理负担。

事后，苏联科学院委派的事故调查团队发现，问题恰恰出在看似毫不相干的第三级火箭上，РД-0105型火箭发动机本身的设计结构极大影响了第一，二级火箭运行时的振动频率，从而间接引发了主发动机的爆炸。

Round 3

接下来虽然美国人动作更快一些，但并没有改变什么。在距离上次发射不到一个月，11月8日美国人抢先发射了先驱者-2号（Pioneer 2，又称Thor-Able 3），但由于第三级火箭未能正常点火，又一次失败了。

苏联在查明上次失败的原因后，也立刻进行改进，在第一级火箭内加装一套阻尼设备以抵消振动，经过近两个月的昼夜奋战，第三次发射也准备就绪。这一回苏联的进度终于赶在了美国第四次发射之前，第三颗E-1探测器（代号E-1.3）定于1958年12月4日发射，比美国的先驱者-3号早了两天。

但老天似乎还觉得对美苏两国科研人员的作弄还不够，E-1发射当日，8K72E火箭在第245秒时，火箭内部的过氧化氢泵上的变速箱突然破裂，导致整个主火箭突然关闭，随后再次空中解体爆炸。两日后，美国的先驱者同样再遭厄运，此次使用的朱诺-2型（Juno II）火箭第二级发动机提前熄火，先驱者-3号再次坠入大气层。

美苏这两个死对头，在探月竞赛刚刚开始起跑时，居然不约而同地连续摔倒，可见航天工程之难。这段悲剧中透着喜剧色彩的往事，也成为了人类航天史上的一段趣闻。

Round 4

意志坚定的科罗廖夫当然不会就此放弃，他又开始组织队伍进行第四次发射的准备，在1958年的严冬中，ОКБ-1设计局的工程师们冒着恶劣的气候日夜赶工，终于在1959年元旦将新的一枚火箭树立在发射台上。

历经磨难的苏联探月器终于在1月2日迎来第四度考验（代号E-1.4）。火箭在一团烟火中腾空而起，助推火箭分离成功，一个漂亮的“科罗廖夫十字”出现在现场工程师与军人的望远镜中。随后地面指挥中心接连传来第一，二级火箭成功分离的好消息。接下来的成败就要看安装在第三级火箭中的РД-0105发动机了。令人倍感欣慰的是，这级火箭在РД-0105的强大推力下成功将E-1.4送入逃逸速度，直奔月球而去。

苏联月球-1号（E-1.4）探月器模型（右）与其发射当天的情景（左）

拜科努尔地面指挥中心顿时响起了热烈的掌声，现场已经显得疲惫的工作人员无不感到如释重负。第二天，运行在奔月轨道上的E-1.4释放出金黄色的钠云（下文有“钠云”的图像），这一景象被地面观测站精确地捕捉到。这颗日后被命名为“月球-1”号（Луна-1）的小家伙似乎就要为苏联带来新的荣誉。

但谁又能想到，就在临门一脚的那一刻又出现状况。在E-1.4释放钠云后不久，技术人员通过测算后得出了一个让人失望的结论：E-1.4极有可能无法命中月球。不出所料，1月4日，E-1.4在距离月球表面5965千米处掠过月球，进入了太阳轨道，探测器硬着陆任务失败。

但E-1.4依然成为人类历史上首颗接近月球的航天器，同时也成为首颗脱离地球引力的人造行星。

四、步履蹒跚的第一步

当然此次发射也不能说是全无成果，在掠过月球的那一刻，E-1.4向地球传回了很多关于月球以及太空极为珍贵的第一手科研数据，比如：首次证实月球磁场很弱，记录下地球磁场的起伏变化，通过携带的离子探测器证实了太阳风的存在等等。

但这种虎头蛇尾的结果显然不能让科罗廖夫与他的同僚们满意，他很快又投入到新的发射任务准备工作中去。

左：“先驱者-4”号发射；右：“先驱者-4”号

与此同时美国又发射了新的一颗探月器，1959年3月3日“先驱者-4”号发射升空，并与E-1.4一样掠过月球表面，美国人这次虽然在精度上要逊色于苏联，但“先驱者-4”（与“先驱者-3”号一样）的设计目的就比原先的先驱者-1/2保守，只需进行一次近月飞行，因此可以说此次探月活动美方达到了预期目的。

马克西莫夫对E-1型探月器进行了改进，新的改型被命名为E-1A型，与旧型号最大的不同是其有效载荷从原来的170kg加大到390kg，目的是为了装载一份特殊的物品：两颗印有苏联国徽标志的银球。按照计划，E-1A在完成月表撞击后，其体内的两颗银球会散落在月球上。ОКБ-1设计局希望以这种方式在月球上留下苏联人的印记。

E-1A型探月器将携带两颗印满苏联标志的银球撞向月球

不过此时苏联人运气依旧不佳，1959年6月18日，在E-1.5发射不久，火箭因惯性制导系统出现故障而坠落。同年9月9日，E-1.6又因火箭发动机故障而紧急停止。此时距离E-1.4首次掠过月球已经过了8个月，任务的一再失利与拖延让整个设计局都弥漫着焦虑不安的气氛。

否极泰来的时刻终于到来，E-1.6因故终止的三天后，9月12日，8K72E火箭终于发挥出理想的状态，成功将E-1.7送入奔月轨道。第二天，当它接近月球时，地面指挥中心的工作人员都睁大了眼睛、竖起了耳朵静候着历史性的撞击。

莫斯科时间9月14日凌晨，E-1.7以60度夹角进入月球引力场，并以每秒3km的速度急速撞向月球，凌晨2：24，E-1.7突然中断，这说明它完成了在月表的硬着陆。随后在英国曼彻斯特大学的乔德雷尔·班克天文台（JodrellBank Observatory）通过观测证实了E-1.7的成功，并先于苏联向外界发布了这则喜讯。

E-1.7探月器在奔月轨道上释放的钠云

需要指出一点的是，此时无论是先前掠过月球的E-1.4还是本次成功的E-1.7，都还没有被冠以“月球-1”或“月球-2”的名称。直到1963年苏联才开始用“月球”系列这个名字来命名部分探月器，并追赠E-1.4与1.7以现在这个广为人知的名字。

历经将近1年的努力，多达6次的发射失败，苏联终于步履蹒跚地成功迈出探索月球的第一步！

此时苏共中央主席赫鲁晓夫恰好受美国总统艾森豪威尔的邀请，要在9月15日赴美访问。得知月球-2号成功消息的赫鲁晓夫喜出望外，他在出发前特意携带了已经落在月球上的那两颗银球的复制品，与艾森豪威尔在戴维营会面时不失时机地拿出来送给了对方。既缓和了双方在商讨西柏林危机时的紧张气氛，又向老对手炫耀了一把苏联先进的航天科技水平，可谓赚足了外交声望。