【新唐人北京時間2026年09月02日訊】月球看起來,總是以同一面對著地球旋轉。若有人從一次新月到下一新月(歷時29天半)堅持追蹤月球朝向地球的那一面,並無止境地循環下去,他們也永遠只能看到月球的同一面。地球與月球之間存在一種稱為「潮汐鎖定」(tidal locking)的現象,這在行星與其主要衛星之間相當常見。也就是說,月球自轉一周所需的時間,與它繞地球公轉一周的時間完全一致。
地球的直徑約為月球的3.7倍。透過望遠鏡(特別是在滿月時分),不難看出這位地球的「銀色伴侶」曾遭受多少撞擊。在這顆星球的廣袤荒野上,遍布著數百萬個隕石坑,其中多數直徑約一公里,但也有許多寬達數十甚至數百英里。這些隕石坑的總數似乎每年都在增加。
1961年5月25日,時任美國總統約翰‧F‧肯尼迪提出了要在十年內將美國人送上月球的目標。當時最艱巨的挑戰在於,打造一艘能跨越238,855英里(約38.4萬公里)抵達月球的太空船。然而,即使成功造出太空船,如果搭乘太空船的宇航員沒有地方可以降落,那麼一切努力也將付諸東流。
如果我們從月球正面——著名的「月中人」(Man in the Moon,月球表面的月海與明亮高地相互交織,視覺上呈現出的似人類面孔的現象)——所呈現的地貌來推測,那麼月球背面恐怕也不會有很多適合太空船降落的地點。
月球背面的視角
在此之前四年,美蘇之間的「太空競賽」便已正式拉開帷幕。1957年10月4日,蘇聯成功發射了人類第一顆環繞地球的人造衛星「斯普特尼克號」(Sputnik)。到1961年肯尼迪發表演說時,蘇聯人已習慣了在太空競賽中搶占「第一」。
「我們的人民深信,我們一定會成為第一個登上月球的人,因為他們早已習慣我們總是第一、第一、第一。」1965年成為人類太空漫步第一人的蘇聯宇航員阿列克謝‧列昂諾夫(Alexei Leonov)回憶道。
蘇聯人不僅率先將無人太空探測器(以及1961年的載人航天器)送入地球軌道,他們還在「斯普特尼克號」發射兩周年之際,率先將「月球3號」(Luna 3)於1959年10月4日送達到月球軌道。「月球3號」拍攝了29張照片,捕捉到先前從未測繪過的月球背面約70%的區域。幾週後,蘇聯人出版了一本35頁的書,重點展示了29張照片中的兩張,以此證明他們的成就。第二本書於次年(1960年)出版,展示了全部的29張照片。
如「斯普特尼克號」一樣,「月球3號」的成功也是蘇聯在太空競賽中的一次重大勝利。不過,就肯尼迪提出的登月目標而言,這些照片對於尋找適合太空船降落的月球著陸點而言並無太大幫助。NASA需要拍攝自己的月球照片,而且需要清晰得多的影像,以備決定月球背面是否存在更適合太空船降落的地點。
打造更優秀的太空船
在蘇聯「斯普特尼克號」衛星發射後不久,美國NASA宣布成立;而在肯尼迪發表講話之後,其預算更是大幅增加,以兌現總統提出的登月承諾,並在太空競賽中趕超蘇聯。NASA隨即開始籌劃自己的月球成像計劃。
1963年8月30日,NASA正式批准了「月球軌道器計劃」(Lunar Orbiter program),該計劃旨在向月球發射五艘無人探測器進行勘測。這些軌道器可說是設置在太空中的攝影實驗室。在評估了五個競標方案後,NASA於1964年5月7日將建造5艘月球軌道器的合約授予波音公司。
這些航天器規格相同,長度均超過6英尺(約1.8米),直徑略小於5英尺(約1.5米),每艘重量剛過850磅(約386公斤)。這款輕量化小型航天器的目標在理論上十分簡明:利用高科技相機系統拍攝月球表面照片,通過微流星體探測器(micrometeoroid detector)分析月球地表環境,並用輻射劑量儀測量月球輻射水平。完成這些工作後,科學家與地形測繪人員便能分析圖像,找出適合且安全的登月地點。
每艘月球軌道器均配備4塊太陽能帆板,為發動機和相機系統提供動力。儘管這些衛星是通過 「擎天神-阿金納D型」(Atlas-Agena D)多節火箭助推送入太空的,但它們自身也搭載了發動機,用於在飛行中途進行推進和修正航向,以確保航天器維持正確軌道。
這一航向由位於南加州的NASA深空網絡(Deep Space Network,DSN)進行追蹤,該網絡除了負責接收航天器傳回的通訊訊號,也負責接收其傳回的數碼圖像。為了進行通訊,每艘月球軌道器都配備一具直徑36英寸(約91厘米)的碟形天線。
捕捉月球影像
太空影像實驗室這一概念構想,其實源自美國情報機構。美國空軍和中央情報局(CIA)此前分別透過其「索莫斯計劃」(SAMOS Project)和「日冕計劃」(Project Corona),使用間諜衛星實施了偵察任務。
SAMOS是「衛星與導彈觀測系統」(Satellite and Missile Observation System)的縮寫,主要開展攝影和電磁偵察,並具備以數碼方式傳輸圖像的能力(該項目持續時間不長,整體而言並不算十分成功,但確實取得了一些技術進展)。
「日冕計劃」則在其持續12年的期間,使用配備高性能相機(KH-4B)的衛星進行偵察。該計劃前後使用了145枚衛星,期間總共拍攝了約80萬張蘇聯及其它國家的影像圖片。
月球軌道器採用了伊士曼柯達(Eastman Kodak)相機系統,整套系統重約150磅(約68公斤),並同時配備了廣角和窄角兩種鏡頭。該相機系統能夠完成從拍照、沖洗底片、掃描圖像,到透過NASA深空網絡(DSN)以數碼方式傳送影像等一系列工作。
按照月球軌道器預定的環月飛行的高度,其拍攝的圖像將遠比蘇聯「月球3號」的清晰。廣角鏡頭的地面解析度最高可達三分之一英里(約540米),而窄角鏡頭的解析度則介於200到260英尺(約60至80米)之間。
從「月中人」的視角看世界
1966年8月10日,在佛羅里達州卡納維拉爾角,「擎天神-阿金納D型」運載火箭將「月球軌道器1號」(Lunar Orbiter 1)送入太空,其首要目標是甄別適合的月球著陸點——包括月球正面的16處主要及備選地點,以及背面的11處地點。
發射4天後,這枚衛星成功進入月球軌道。在接下來的兩週任務期間,它拍攝了約200萬平方英里(約518萬平方公里)的月球表面,並傳回了20個地點的清晰影像。
在其總計577圈的環月飛行中,其中一次軌道運行期間,軌道器傳回了一張出乎所有人意料的照片。就在歷史上的這一週,在1966年8月23日,「月球軌道器1號」拍下了一張意料之外卻堪稱經典的照片。自人類文明誕生以來,人們眼中的月亮始終局限於地球的視角。而這張無心插柳的歷史性照片,第一次展現了從月球回望地球的景象。人類自此終於看到了「月中人」眼中的世界。
任務達成
在「月球軌道器5號」(Lunar Orbiter 5)完成任務後,NASA的月球探測計劃已拍攝了月球表面99%的區域,找出了36個可能的登月地點,並成功傳回了所拍照片的90%。有趣的是,NASA最終將首次著陸點選在了位於月球正面的「寧靜海」(Sea of Tranquility),而不是月球背面。
儘管事前已經進行了大量的月面攝影與勘測準備,「阿波羅11號」在登月時仍險些發生嚴重事故:當時太空船的計算機導航系統將它導向月球上一個布滿巨石的隕石坑。幸運的是,宇航員尼爾‧阿姆斯特朗(Neil Armstrong)清楚他們原本預定降落的位置,於是迅速接管控制權,手動操縱飛船避開了隕石坑。
多虧NASA長期進行的月面攝影與勘測工作,以及阿姆斯特朗臨危不亂、迅速作出判斷,兩名美國宇航員最終得以踏上月球,實現了與「月中人」的並肩漫步。
原文:How NASA’s Lunar Orbiter Changed the Way the World Looked at Itself 刊登於英文《大紀元時報》。
作者簡介:達斯汀‧巴斯(Dustin Bass)是播客節目《美國故事》(American Tales)的創始人兼主持人,也是YouTube頻道「歷史之子」(The Sons of History)的聯合創始人。他為《大紀元時報》撰寫兩個每週專欄:《歷史人物》(Profiles in History)和《歷史上的這一週》(This Week in History)。他同時也是一位作家。
(轉自大紀元/責任編輯:葉萍)