美国人在月球探测领域下手并不比苏联人晚,可是他们在起步阶 段却落在了苏联人后边,失去了许多个“第一”。在与苏联人角逐的过 程中,美国人后来居上,1958~1976年共发射了7个系列54个探测器, 其中有5个系列比较突出,取得了一系列辉煌的探月成就。
◆“先驱者”系列
“先驱者”系列是美国最早进行的月球探测尝试,1958年8 月~1959年3月,共发射了5个探测器,前4次因火箭推力不足均失 败,只有“先驱者4号”探测器勉强成功,但也只是从距离月球表 面59000千米的地方飞越月球。这个系列的探测活动虽然成功率不足 20%,但也为后来的探月活动奠定了基础。
◆“徘徊者”系列
1961年8月~1965年 3月,为了研究整个月球 的外观,测量月球附近的 辐射和星际等离子体等, 以便为载人登月做准备, 美国人先后向月球发射了 9个“徘徊者”探测器, 前6次失败,后3次成功。
其中1962年4月发射的“徘徊者4号”在月球硬着陆,是美国第一个 击中月球的探测器。“徘徊者”探测器的样子像个大蜻蜓,总重331千 克,长度为3米,两翼太阳电池板展开约5米。其前部装有当时最先进 的探测设备,尾部安放着当时最先进的电视摄像机,共发回17000多幅 照片,为后来的探测活动提供了大量有价值的数据。
◆“勘察者”系列
“勘测者”系列,是为“阿波罗”载人登月飞行计划而进行的不 载人软着陆试验。1966年5月~1968年1月,美国人先后发射了7个“勘 测者”探测器,有5次在月球表面成功着陆,不仅突破了软着陆的关键 技术,还获取了大量月球资料。其中,“勘测者1号”成功地在月面上 软着陆,停留了6周,向地面发回11000多幅照片。“勘测者2号”因 登月的3台微调发动机中有1台未发动而坠毁于月面。“勘测者3号” 向地球发回了预着陆点及其附近地形的6300多幅照片,并且使用飞行 前携带的铲子挖掘土壤深度达4.5米,通过观察和读数显示,月面的土 壤与地球的海边沙滩相似,适于登月舱着陆。“勘测者4号”在按程序 着陆前的几分钟莫名其妙地与地面失去了联系。“勘测者5号”配备了 一台分析月球表土化学成分的仪器,采用放射性同位素方法分析了月球 的土壤组成。“勘测者6号”发回了18006幅电视画面,并做了第一次 土壤化学分析。“勘测者7号”实地调查了载人飞船的登月点和具有代 表性的月面,发回了21000幅照片,证明勘察的一些地区有足够的支撑 硬度,可以保证载人飞船降落。
空间探测器的特点
空间探测器虽然是在人造地球卫星技术基础上发展起 来的,但与人造地球卫星比较,在技术上有一些显著特点。
空间探测器离开地球时必须获得足够大的速度才能克 服或摆脱地球引力,实现深空飞行。其沿着与地球轨道和 目标行星轨道都相切的日心椭圆轨道(双切轨道)运行, 就可能与目标行星相遇。为了保证空间探测器沿双切轨道 飞到与目标行星轨道相切处时目标行星恰好也运行到该 处,必须选择在地球和目标行星处于某一特定相对位置的 时刻发射。
空间探测器可以在绕飞行星时,利用行星引力场加速, 实现连续绕飞多个行星。它在空间进行长期飞行,地面不 能进行实时遥控,所以必须具备自主导航能力;向太阳系 外行星飞行,远离太阳,不能采用太阳电池阵,必须采用 核能源系统;承受十分严酷的空间环境条件,需要采用特 殊防护结构。
“月球轨道器”系列
“月球轨道器”系列任务是拍摄月面地形图,为载人登月选择着 陆点做准备。1966年8月~1967年8月,共发射5次,全部获得成功, 对月面99%的区域进行了探测,拍摄了大量高分辨率的照片,选出了 10个可供“阿波罗号”飞船着陆的候选登月点。此外,它们还获得许 多月表的放射性矿物含量和月球引力场等的有用数据。
“阿波罗”系列
“阿波罗”系列是美国总统肯尼迪在1961年5月25日宣布的美 国最重要的月球探测计划。该计划从1961年开始实施到1972年结束, 历时10年左右,实现了载人登月并安全返回地球的千年梦想,并取回 大量月球样品。
由于耗资巨大等原因,苏联人在1976年发射了“月球24号”以后, 没有新的大动作。各国的月球探测活动也一度显得沉寂。但是,不甘寂 寞的美国人在1989年10月18日发射的“伽利略号”木星探测器,于 1992年11月“顺路”对月球进行了多波段成像,获取的数据被广泛用 于月球影像成图和月球物质成分研究方面。1994年1月25日,他们又 发射了“克莱门汀号”无人月球探测器,在完成测试小型敏感器和轻型 航天器部件技术的同时,对月球进行了地貌测绘。1998年1月,执行 探测月球的地质结构、矿产分布、气体构成的任务,确定月球上是否存 在冰和磁场的“月球勘探者号”探测器发射升空。这是自“阿波罗”载人登月计划结束25年以来,美国真正意义上的首次探月飞行。