全球约6.5亿观众屏息凝视着阿姆斯特朗迈出登月第一步。以20世纪60年代的技术标准,实现这段地月直播堪称奇迹——登月舱的微型天线带宽仅500千赫,不足标准电视信号的1/10,最终传回的是由200扫描线组成的低帧率(10fps)黑白影像。尽管画面布满噪点且不时闪烁,这仍是人类首次实现38万千米外的实时影像传输。
来自月表的直播影像虽然极具历史意义,但质量却很差。
直播过程并非一帆风顺。首批传回的梯子画面意外倒置,虽然工程师迅速修正,但加州地面站的信号故障又导致画面出现黑色干扰带,恰巧遮挡了“人类一大步”的关键瞬间。尽管如此,当宇航员展开2.5小时的月面活动时,全球电视机前的观众无一离席。英国广播史因此改写——BBC和ITV首次开展通宵直播,持续报道这一历史性任务。
英国广播公司和独立电视台整晚都在播放月球任务的实况报道。阿波罗11号的报道可谓英国史上首次通宵播放。
保障宇航员生命的多重维生系统
在近乎真空的太空和月球环境中,宇航员完全依赖精密设计的生命维持系统。阿波罗飞船采用三重防护设计:指挥舱和登月舱各配备完整的维生系统,而宇航员执行月面任务时,便携式生命维持系统(PLSS)背包则成为移动的生命堡垒。
呼吸系统采用创新的低压纯氧环境:虽然地球大气含78%氮气,但人体呼吸仅需氧气。维生系统创造0.34个标准大气压的纯氧环境,既满足生理需求又减轻舱压结构负荷。主供氧系统可支持两名宇航员进行4小时的月面活动,而完全独立的应急供氧系统能在主系统失效时提供30分钟紧急供氧。
温度调节系统同样精妙:水冷通风服内嵌长达100米的微细管道,循环的冷水能有效带走体热,维持宇航员在极端环境下的正常体温。这套系统可精确调节冷却速率,适应从-150℃到120℃的月面温差。
维生系统的二氧化碳处理机制同样至关重要。当二氧化碳浓度达到1%时,人体就会出现嗜睡症状;升至3%将导致心脏损伤和听力障碍;若达到8%,则会引发昏迷甚至死亡。阿波罗任务采用氢氧化锂过滤器有效解决了这一威胁,这种白色粉末状物质能高效吸附二氧化碳,确保舱内空气始终安全。从奥尔德林月面照片中,可以看到他背负的便携式维生系统背包就装有这种重要装置。
从艾德林在月表上的背影,可见笨重的便携式维生系统背包。
月球作为地球的天然卫星,其内部结构堪称地球的微缩版。月球半径仅1737.5千米(约为地球的27%),其微弱的重力(地球的六分之一)无法维持稳定的大气层。虽然月幔结构与地球相似,但地质活动远不如地球活跃——缺乏足够的热能驱动大规模火山运动。通过阿波罗任务部署的地震仪,科学家发现月球拥有一个半径约350千米的铁质内核,其外核仍保持熔融状态。相比之下,地球核心规模更为庞大(占地球半径的70%),密度是月核的四倍,这正是地球引力远超月球的根本原因。这些发现不仅揭示了月球的演化历史,也为理解类地行星的形成提供了重要参照。
漫步月表
1969年7月20日
世界协调时间20:17:39
登月舱载着阿姆斯特朗和艾德林在月球的静海降落。
1969年7月21日
02:56:15
阿姆斯特朗踏上月表,说道:“这是我的一小步,却是人类的一大步”。
03:15:16
艾德林也随着阿姆斯特朗的脚步踏上月表。刚开始的故障已修复,直播的影像品质改善许多。
03:41:43
宇航员竖起一面看似飘在风中的特制旗帜。
03:48:30
阿姆斯特朗和艾德林中断了更重要的任务,接听时任美国总统理查·尼克森的来电。
04:27:42
部署被动式月震仪,这是「早期阿波罗科学实验计划」( Early Apollo Scientific Experiments Package )的一环。
宇航员抽空部署一些科学实验,好比这个地震计
05:11:13
阿姆斯特朗和艾德林仅在月表漫步两个多小时,就回到登月舱。
17:54:00
登月舱的上升段起飞,返回月球轨道上的指挥舱。
文中图片均来源于《How it works》杂志
作者:《how it works》科普团队
审核:孙明轩 上海工程技术大学 教授
来源: 科普中国创作培育计划
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