shang'sheng 上文书讲到了阿波罗11号登月，阿姆斯特朗和奥尔德林一前一后踏上了月球表面。阿姆斯特朗吃亏，他留下的照片特别少。大部分是他给奥尔德林拍的。那张月球脚印的照片也是奥尔德林的脚印。不过呢，因为穿着登月宇航服，照片里只看到一个大头盔，玻璃锃亮。压根认不出到底是谁。
阿姆斯特朗给奥尔德林拍摄的照片 他俩的主要任务不是拍照片，而是完成科学考察工作。他们带了一套月球表面实验包，阿波罗11号配备的是一个基础版本。就是一个方盒子，上边伸出一个螺旋天线，这个天线对着地球的方向。
简易版实验包只有两个仪器，奥尔德林一手一个直接拎走
这个实验包要在月球表面工作很长时间，因此配备了同位素电池。这个电池利用钚238的衰变放出的热量来发电。美国人用的是热电偶，能提供70瓦的电力。热电偶的效率其实非常低，但是简单可靠，没有活动部件。当然，也可以用斯特林发动机来完成热能转化成电能。不过呢，热能的利用效率总归是不高的，现在嘛，都是采用太阳能电池板了，反正内太阳系的阳光还是很充足的。
阿波罗11号携带的月震仪
月面实验包主要就包括两个仪器，一个是月震仪，就是用来探测月球上的地震的。科学家们发现，月球上也会发生地震。但是月球很小，内部基本上已经透心凉了，没有那么强的能量来源。月球的地震是怎么来的呢？深层地震往往来自月球表面以下700公里。这是因为月球还在被地球和太阳挤压拉伸。内部受力不均匀，出现应力的释放，产生了深层的月震。当然，月球没有大气层保护，陨石是可以直接撞到月球表面上的，被陨石撞了一下腰。当然会产生振动，这种振动是轻微的。不过，即便是这么轻微的振动，月震仪也能检测到，月震仪甚至检测到了宇航员的行动带来的振动，即便宇航员是在登月舱里，也能检测到，可见这个仪器有多灵敏。还有一种情况是光照的变化。月球昼夜交替可比地球上长多了，交替一次大约是一个月的时间。一半是白天，一半是夜晚。因为时间太长，又没有空气保温。冷热的温差可以达到260度，热胀冷缩就变得很明显，因此这种热胀冷缩的变化也会引起震动。
月球上的断层 还有一种浅层的振动就比较让人费解了，因为科学家们探测到了5.5级的震级，这个规模并不小。所以，现在有科学家认为，月球内部还是没有完全冷却，还有能力搞出一些比较大的地震，也可能是月球收缩造成的。还有一个有趣的现象，那就是月震的余音很长。地球上震一下就完事儿了。月球上月震，相当于“Duang”的一声，余音还挺长。据认为这是因为月球上没有水，振动能量不容易消耗。所以余音较长。反正是震动模式和地球上的地震是有差异的，毕竟还是不太一样。另外一个仪器是激光反射器。可以利用激光来测量地球到月球表面的距离。地球到月亮之间的距离是在慢慢拉大的，尽管目前是每年远3.8厘米。这个尺寸相对于地球和月亮之间的距离，已经是非常精确了。月球的远离，其实和地月之间的引力和潮汐作用导致的。地月系统的角动量守恒。地球是不均匀的，自转会拉动月球的公转速度。公转速度抬升了一点点，轨道也就升高了一点点。经年累月的传递能量，月球的轨道也就越来越远了。地球自转也在变慢，毕竟角动量和能量都是守恒的。一年下来，地球的一天也被拉长了17微秒。
阿波罗11号留下的激光反射器，这是黑盖子没打开的状态 再过20亿年，月球和地球将会互相锁定，自转周期大概是47天。相互锁定也就意味着地球和月球互相脸对脸。地球上的人类看到的月亮不再移动，始终挂在某个固定的位置上。这也就意味着只有半个地球的人类能看到月亮，背面的半个地球再也看不到月亮了。也不知道哪个时候，人类还在不在。
阿波罗11号带回的月球岩石 反正，阿波罗11号安装的仪器就只有这么一点，毕竟是第一次嘛。当然宇航员肯定还要收集样本，好不容易来一趟，总要带点月球表面月壤和石头的样品回家嘛。他们的确是收集了21.5公斤的岩石标本，和拍摄胶片放在一起，用一个滑轮装置拉近了登月舱。
还有一件重要的事儿，那就是在月球上插美国国旗。月球上没有风，旗子是不会飘扬的。所以旗杆是倒过来的L形顶上有个横杆。星条旗是靠这个横杆撑起来的。但是，宇航员们没能把横杆完全拉开，因此短了一截，美国国旗的尾巴部分就没能完全展开，显得皱皱巴巴的。不管打开没打开，反正插旗的任务美国人算是完成了。不过，后来有人质疑登月，这也成了证据之一。还有宇航员的影子之类的事儿，掰扯起来没完。
哈苏给NASA定制的相机
为了节省重量，宇航员们把不重要的东西留在了月球表面，有奥尔德林的鞋，也有那台专门为了太空任务设计的哈苏相机。他们再也不会开门出来了，因此必须提前扔掉垃圾。他们还留下了纪念品，比如刻着格里森、查菲和怀特以及科马洛夫和加加林名字的金属牌。他们都是为了人类航天事业献出生命的英雄。折腾完这些事儿，宇航员们就回到登月舱睡觉去了。他们睡了，地面上的人可没歇着，英国人的射电望远镜正在地面上偷听呢。阿波罗宇航员的行动他们都知道。所以，这事儿是造不了假的。
要知道，无线电波的传播是有多普勒效应的。我们一般用声音来打比方，汽车朝着你开过来的时候按喇叭，你听起来，声音是偏高的。等到远离你的时候，喇叭声频率偏低。所以汽车按着喇叭从你身边飞驰而过，声音从偏高突然变成偏低。这个转换过程，人耳朵可以听得清清楚楚。只要能测出频率偏移了多少，是正的还是负的，就能测量出汽车的速度和运动方向。无线电波同样有多普勒效应。同样，英国人用射电望远镜时时刻刻监控着阿波罗飞船的一举一动。阿姆斯特朗驾驶登月舱在月球表面寻找着陆地点。这些加速减速过程，在英国人的纸带上画出了一系列尖锐的波形。到最后，曲线变得非常平稳，不再有频繁的加减速。这说明登月舱已经落地了，和月球保持同样的速度，这个速度是非常稳定的，不会忽快忽慢。
乔德雷尔河岸天文台的射电望远镜捕获的鹰号登月舱发出的信号多普勒频移 他们不仅仅听美国人，也在监控苏联人的月球15号。英国人这时候突然察觉到苏联的月球15号信号出现了异常，这个探测器的速度开始出现变化，说明苏联人在操纵飞行器降低轨道。但是，过了一段时间。信号突然中断了，在信号中断之前，速度是480公里/小时，这么快的速度，突然停止，完全不像是登月，这就是撞上去了嘛。月球15号究竟怎么了？苏联人死活不肯说清楚，他们一直强调，这是正常的流程，原本就是这么安排的。但是大家怎么都不相信，千里迢迢发了一个重达5.8吨的探测器飞过去，绕着月球转了几天，然后呢？撞了？任务就结束了？这不正常嘛。现在，我们知道，苏联人在延迟了18个小时之后，指挥月球15号打开反推发动机，开始减速，进入下降轨道，他们肯定是想要登月的。在4分钟之后，月球15号的信号突然消失了，这时候它距离月球表面的距离大概是3公里，后来，俄国人自己的解释是撞到了一座山。但是，危海这片地方算是非常平坦的区域了，有那么大的一片平地你不降，非要往盆地边缘的山上撞，这说不通啊。你规划路线的时候，难道是“属黄花鱼的”？你非要溜边啊？你不会大大方方的往中间落啊。
危海相对来讲很平坦 所以呢，也有另外的解释，那就是有可能是因为苏联选定的月球15号降落地点危海是个质量瘤，在这个区域，月球的引力有些不同。所以导致了传感器出现偏差，月球15号以为自己离地面还远着呢，其实已经很近了。美国人在密切监视月球15号的行为。生怕对阿波罗登月造成影响，美国人发现，似乎月球15号的操控有点不灵。不过美国人的报告一直是机密，也没有披露他们到底知道多少。反正，苏联人这次的面子工程以失败而告终。即便是他们按照原来的计划，一切都顺利，没有耽误那18个小时。月球15号的返回舱也会落后于阿波罗飞船。也就是说无论如何是没办法抢在美国人之前回来了。就在月球15号坠毁的两小时之后，鹰号登月舱开启了回家之旅。下降段的底座就抛弃在了月球上。上升段的发动机点火升空，喷出的火焰把前不久树立的美国国旗给喷倒了。所以，以后如果有机会故地重游，估计还是能找到这面美国国旗和旗杆子的，但是并不是立着的，而是躺着。你要是不知道这段历史，你可能会纳闷儿，这是谁把星条旗给拔了呢？其实没人拔，是火箭气流吹倒的。
柯林斯拍摄的鹰号登月舱上升段
上升段只有2吨燃料，根本不够返回地球，因此必须和在太空里转圈圈的哥伦比亚号指令舱对接。这个对接过程也不轻松，要花4个小时的时间。首先，哥伦比亚号要完成变轨，指令舱要恰好经过登月舱上空才行。双方要配合好，估算好哥伦比亚号的到达的时间，提前启动上升段的发动机。开机7分钟，上升段进入近月点17公里，远月点84公里的椭圆轨道。然后登月舱需要在到达轨道远月点的时候，开发动机推一把。这时候开机推一把，近月点的高度会提高，轨道就从椭圆形拉成了圆形。哥伦比亚号指令舱的轨道高度大概是100公里，鹰号的轨道和哥伦比亚号的轨道是在同一个平面上，只是鹰号在内圈，哥伦比亚号在外圈，在滑行了40分钟之后，做好了一切准备。鹰号开始再次开启发动机，升高自己的轨道，开始切入外圈，为最后的汇合做准备。这个过程很费劲，宇航员们都很疲劳，指令舱的柯林斯要用一架六分仪来时刻观察鹰号的位置，他要把观测数据报告给地面，由地面的人员进行严密监控。这一切都马虎不得。柯林斯眼看着鹰号在逐渐的接近自己，慢慢的越靠越近，阿姆斯特朗操控鹰号进行对接，为了不免阳光刺眼，阿姆斯特朗改变了在地面上制定的对接方案。最后，不得已开了辅助对接装置，这个辅助对接装置设计上有些问题。当鹰号和哥伦比亚号靠近以后，辅助装置觉得不对劲，还想再调整，结果造成登月舱大幅度的扭动。好在是双方的距离已经很近了，8秒之后插头就插进了插座里。这一插进去，辅助装置也就歇菜了，这才不扭了。后来，阿姆斯特朗回去以后，为此还做了好几次检讨。以后的宇航员全都避免了这个问题。对接以后，登月舱和指令舱要实现气压平衡，阿姆斯特朗和奥尔德林需要打扫掉衣服上的月球尘土。上上下下都清理干净，然后再进入指令舱。还要把所有的东西都搬到指令舱来，因为登月舱最后要完全扔掉。5个多小时之后，在地面的要控制下，鹰号登月舱开发动机，烧光最后的燃料。以每小时6000公里的速度撞向了月球，给月震仪提供了一个测试信号。月震仪在月球表面工作了21天，完成了预定任务以后，就寿终正寝了。3位宇航员现在的任务就是回家，阿姆斯特朗操纵飞船开始燃料的沉底操作。就是开专用的小发动机，给飞船一个小小的加速度。这样燃料罐里面的燃料就会沉到罐子的底部。这个动作非常重要，因为现在燃料已经不多了，罐子里空空荡荡的，在太空里，燃料处于失重状态，在罐子中间飘着，不想法子让燃料沉积到罐子底部，根本就没法抽进发动机。所以先要完成沉底操作，然后再开发动机。他们开发动机推了两分半钟，飞船加速到1000公里/小时，进入了一个近地点只有42.6公里的轨道，42.6公里已经在大气层内了，也就是说他们是一杆子直插回地球，直接进入大气层。角度大了，直接砸向地面，角度小了，打水漂被弹出去。这一切只能交给牛顿的万有引力。柯林斯的任务就是不断的校准飞船的自动导航系统。所以，地面人员告诉他要用六分仪测量哪几颗星星的位置。只有不断的校正，才能保证最后插进大气层的时候，角度准确。阿波罗飞船从月球返回地球是不开主发动机的，纯粹是自由落体。最多稍稍调整下姿态。自由落体状态是失重的，感觉不到任何引力。只有接触到大气层了，开始减速了，宇航员们才能感觉到引力。NASA规定，当重力加速度达到0.05g的时候，就开始切换到飞船返回模式。计算机自动抛弃了服务舱，现在只剩下指令舱这个小小的圆锥体了。土星5号发射的时候是何等威风，整个火箭重达3000吨。如今回家的只有顶端上的这个十几吨重的圆锥体，剩下都扔光了，扔的都是钱啊，可见登月之旅有多贵。阿波罗飞船就这么屁股朝下，拍进了大气层之中，三位宇航员看到舷窗之中火光一片。跟地面的无线电通信完全中断。他们进入了回家之旅的最后一个难关黑障区……，我们下次再说。
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