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发信人: emacs (In the Name of Love), 信区: Science
标  题: 太阳系·探测月球
发信站: 哈工大紫丁香 (2002年08月03日13:27:57 星期六), 站内信件



　　　　　　　　阿西莫夫最新科学指南·太阳系

　　　　　　　　[美]I. 阿西莫夫　著　　朱　岚　译

探测月球

　　一个新纪元开始了！1957年10月 4 日（在纪念齐奥尔科夫斯基
百年诞辰的那个月内）苏联把第一颗人造卫星（卫星１号）送入轨
道。卫星１号以椭圆轨道绕地球运行，在近地点时，位于地球表面
上方251公里（156英里），或者说距离地球中心6600公里（4100英
里）；在远地点时，则远离地球900公里（560英里）。椭圆轨道有
点像公园中游玩用的滑行铁道场。从远地点到近地点的运行中，我
们可以说人造卫星是滑下坡，因而失去引力势，速度增加，使人造
卫星在近地点时能以最高速度再度开始上坡，就像滑行铁道的作用
一样。在上坡时，人造卫星速度降低，并且在远地点达到最低速度，
然后再次下滑。


图：卫星１号，新纪元的象征

　　卫星１号在近地点通过稀疏的高层大气。那里的空气阻力虽
然很小，却足以使人造地球卫星每次旅行的速度略有降低。每次
绕行都无法达到上一次远地点的高度。渐渐地，它像螺旋一般向
内行进。最后，因失去能量大多，被地球的强大拉力拉进稠密的
大气，而给空气的摩擦燃烧掉。
　　人造卫星的轨道以这种方式衰退的速度取决于人造卫星的质
量、形状和所通过的空气密度。因此，我们可以计算出那个高度
的大气密度。人造卫星使我们首次能够直接测量高层大气的密度。
结果证明高层大气的密度比想象的要高，但是，举例来说，在240
公里的高度，大气密度仍然只有海平面的10-7，在360公里的高
度则只有海平面的10-9。
　　然而这些十分稀薄的空气却不可忽视，即使在1600公里的高
空，大气密度只有海平面的10-14，但这个密度却是外层空间的10
亿倍。地球的大气层向外扩散得非常远。
　　在这个领域，苏联并未独占下去，在不到4个月的时间里，美
国也加入进来。1958年1月30日，第一颗美国人造卫星探险者１号
送入了轨道。
　　人造卫星一被送入地球轨道，人们的眼睛就更热切地转向月球。
诚然，月球已经失去了一部分魅力，因为虽然人们认识到它是一个
世界，而不仅仅是天空中的一个发光体，但它己不再是早些时候人
们所想象的那个世界了。
　　在伽利略的望远镜出现之前，人们总是认为，如果天体是一个
世界的话，必然会充满生物，甚至会有像人类一样聪明的生物。早
期的科幻小说对月球作了这样的假设，以后的科幻小说也是如此，
直到20世纪。
　　1835年，一位名叫洛克的英国作家为《纽约太阳报》撰写了一
系列的文章，主要是描述对月球表面的严肃的科学研究，说在月球
表面发现了许多种生物。这些描述非常详细，很快就为许多人所深
信。
　　然而在伽利略用他的望远镜观察月球后不久，即发现月球上显
然不会有生命存在。月球表面从来不曾被云或雾遮掩过，明暗两半
球间的分界线总是那么清晰，因而没有可以察觉到的曙暮光。月球
表面暗色的“海”，伽利略曾以为是一片片的水，后来发现其上散
布着一群小的环形山，充其量这些“海”只是相对平坦的沙地而已。
事情很快就清楚了，月球并不含任何水及空气，因此没有生命。
　　然而，这样匆匆地下结论或许太草率了。人们始终看不到的月
球背面，其情况又是怎样的呢？会不会在背面有少许的水分，虽然
不能养活大的生物，但却足以养活类似细菌之类的东西呢？或者，
如果根本没有生命，会不会在土壤中有一些能够表示一种缓慢而可
能夭折了的向着生命演化的化学物质呢？即使这些都没有，对月球
仍有一些与生命无关的问题需要回答。月球是在哪里形成的？它的
矿物结构如何？它有多大年龄？
　　　所以，在卫星１号发射之后不久，这项新技术就开始用来探
测月球。第一枚成功的月球探测器，即第一颗近距离通过月球的人
造卫星，在1959年1月2日由苏联发射升空。它就是月球１号，第一
个环绕太阳运行的人造物。不到两个月，美国也取得了同样的成就。


图：月球１号

　　1959年9月12日，苏联发射了月球２号，目的是让它击中月球。
这是人类有史以来第一次把人造物降落在另一个世界的表面。接着
一个月后，苏联人造卫星月球３号在月球上方滑行，并且将电视摄
影机朝向我们在地球上永远看不到的月球背面，　从月球表面上方
64000公里之处传送回来40分钟月球背面的图像。 画面模糊不清而
且质量很差，不过显示了一些有趣的东西。月球的背面几乎没有正
面那样明显的“海”。为什么会有这种不对称还不大清楚。不过根
据科学家的推测，“海”的形成在月球历史上可能相当晚，这个时
候月球已经永远以同一面向着地球，而大流星受地球重力的影响，
偏向月球朝着地球的那一面，造成了月球上的“海”。

　　但是探测月球只是刚刚开始。1964年，美国发射了一枚月球探
测器徘徊者７号，目的是撞击月球表面，并在接近月球时拍摄照片。
1964年7月31日，它圆满地完成了任务， 在一处现在叫做已知海的
地方拍了4316张照片。1965年初，徘徊者８号和徘徊者９号取得了
更大的成功。这些月球探测器查明，月球表面非常坚硬，并不像某
些天文学家所猜测的那样，上面覆盖着一层厚灰尘。这些探测器还
表明，即使在望远镜中看起来非常平坦的地方，实际上也布满环形
山，这些环形山太小，在地球上无法看到。
　　苏联的探测器月球９号1966年2月3日成功地完成了一次不造成
任何破坏的软着陆。1966年4月3日，苏联将月球１０号送入每３小
时绕月球一周的轨道。它测量了月球表面的放射性，图像表明，月
球表面的岩石和地球海底下的玄武岩相似。

　　美国的火箭专家以更为精巧的火箭技术沿着这个开端前进。
　　1966年6月1日，美国的探测者１号在月球上首次软着陆。1967
年9月，探测者５号在地球上的无线电遥控下处理和分析了月球上
的土壤，证明的确类似玄武岩，而且含有可能是出自流星的铁的微
粒。
 　1966年8月10日，美国发射了第一枚月球轨道环行器。这枚月球
轨道环行器对月球的各个部分都作了详细的拍照，使人们非常详尽
地了解到月球表面各个地方（包括地球上永远看不到的那一面）的
特征。此外，还拍摄了一些令人吃惊的从月球上所看到的地球的照
片。
　　顺便说一下，月面环形山过去是以天文学家和其他伟人的名字
来命名的。因为大部分的名字都是由意大利天文学家里乔利1650年
左右决定的，所以较大的环形山以希腊天文学家亚里士多德、阿基
米得及托勒玫和老天文学家哥白尼、第谷和开普勒命名。


图：哥白尼环形山

　　由月球３号首先揭示出来的月球背面则提供了一些新的命名
机会。其中一些注目的特征都被俄国人抢先占有，这也是他们的
权利。他们不仅以齐奥尔科夫斯基这位伟大的空间旅行的预言家
来命名，而且还以18世纪后期的两名化学家罗蒙诺索夫和波波夫
来命名。他们也用环形山来表彰西方的名人，如麦克斯韦、赫兹、
爱迪生、巴斯德和居里夫妇，这些人都在本书中提到过。另外，
在月球背面还有一个非常相称的名字，就是法国科幻小说先驱作
家凡尔纳。
　　1970年，人们对月球的另一面已经了解得非常清楚，所以能
够对其特征系统地加以命名。在美国天文学家门泽尔的领导下，
一个国际组织确定了数以百计的名字来纪念过去以各种方式对科
学发展作出贡献的伟人。非常突出的环形山分给了诸如门捷列夫
（第一个研究出元素周期表的人，我将在第六章中讨论他）和加
加林（第一个进入绕地球轨道运行的人，后来在一次飞机失事中
死亡）那样的俄罗斯人。另一些突出特征用来纪念荷兰天文学家
赫茨普龙、法国数学家伽罗瓦、意大利物理学家费密、美国数学
家维纳和英国物理学家科克罗夫特。在一个限定的区域内，我们
可以找到能斯脱、伦琴、洛伦兹、莫塞莱、爱因斯但、玻尔和道
尔顿，所有这些人在发展原子理论和亚原子结构方面都起了非常
重要的作用。
　　由于对科学著作和科幻小说的喜好，门泽尔决定将几个环形
山分配给一些人，他们在正统科学把空间飞行视为妄想而不予理
睬的时候，却帮助激发起整整一代人对空间飞行的热情。为此有
一个环形山被用来纪念根斯巴克，他出版了美国第一本全部登载
科幻小说的杂志；另一个环形山则用来纪念威利·莱，在所有作
家当中，他是最不屈不挠地精确描述火箭的潜力及其成就的人。


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