月球的存在很诡异_人类为什么不再登月了?

虽然我们都知道今年是人类登月50周年(当然也是互联网发明50周年),但一个耐人寻味的数据是,人类登月的历史只持续了3年(1969-1972)。从那以后,连续47年,没有人类登上过月球。

这就引发了一个在全球广为流传的声音:50年前的登月神话,以及那些诞生在媒体和互联网一点都不完善的时代的国家工程,是不是都是假的?

不要笑,随着时间的推移,这种怀疑不但没有消失,反而愈演愈烈。1979年,只有6%的美国人相信阿波罗11号载人登月是个骗局。到1999年,相信“登月阴谋论”的美国人增加到11%,2009年,这一数字上升到22%。最新调查显示,10%的美国人、16%的英国人和20%的意大利人都认为50年前的登月不靠谱。如果你打开中国高知网民比例最高的知乎,搜索“去月球”,那么相关的文字会自动显示“造假,伪造,是真的吗?”。在豆瓣的“登月50年”中,用户自发上传了很多内容,也有很多关于假登月的质疑。

关于登月阴谋论的讨论数不胜数,常见的质疑和谣言也被反驳过很多次(比如月球上的美国国旗被吹了等等。),但这似乎并不能打消公众普遍的疑虑。

有什么问题?显然,绝大多数人不可能有足够的知识储备和逻辑素养,也没有时间去详细查。这是其中之一。更重要的是,权威的科学机构或者媒体很少从用户的心理出发,循着他们简单的认知推断去寻找怀疑的根源。只有把这些原因解释清楚,才能真正动摇公众的观点。

所谓简单的认知推理,大致可以分为以下三类。

第一,“50年前科技那么落后,怎么可能把人送上天?”;

第二,“你说可以把人送上天。为什么自1972年以来,40多年没有一个人类登上月球?”;

第三,“去月球当然价值不大,不然为什么除了美国其他国家不去月球?”

本文将对这三个问题逐一谈一谈。

为什么50年前的科技会把人送上月球?

这是所有疑问的来源之一,正如美国《郭波杂志》在《史密森尼》.——中所写的

“当约翰肯尼迪总统在1961年宣布美国要登上月球时,他是在试图让这个国家做一些根本做不到的事情。我们缺少工具或设备——火箭、发射台、宇航服、计算机或微重力食物。我们甚至不知道我们需要什么。我们没有名单。世界上没有人有名单.为了让我们登月,我们必须解决一万个问题。”

然而事实上,情况远没有当时和后世想象的那么糟糕。上世纪60年代,美国有足够的基础科技储备将登月梦想变为现实。

首先是运输能力。载人登月的基础是能够将100多吨的宇航员、登月舱、生存用品、计算机等载荷送入近地轨道。这就需要一个强大稳定的巨型火箭。

幸运的是,美国宇航局在1960年开设了马歇尔航天飞行中心,这个中心的主任是德国出生的火箭专家wernher von braun ——,他在二战期间设计了著名的V2火箭,几乎是20世纪最杰出的航天天才之一。

冯布劳恩之前设计洲际导弹的经验,已经成功把卫星送上了天。后来,他在此基础上设计了人类至今无法超越的巨型火箭“土星5号”。这个身高111米,总质量3000吨的庞然大物,可以将118吨的载荷送入近地轨道,几乎零差错率地成功保障了阿波罗系列的所有任务。相比之下,当代苏联N1火箭的试射每次都以失误和事故告终。

1969年7月16日,阿波罗11号起飞:美国宇航局。

决定阿波罗计划的第二项关键技术,恰好诞生于肯尼迪演讲前三年。1958年,美国物理学家杰克基尔比完成了一个叫做芯片(集成电路)的原型产品。这个当时还不够成熟的技术,在50年后就像空气和水一样,是地球上每个人不可或缺的产品。

1962年,来自麻省理工学院的工程师正式使用芯片技术改进了太空计算机,使计算机的运行速度提高了2.5倍,占用空间减少了40%。1965年,摩尔定律提出:计算机芯片的容量每两年翻一番,即使成本同时下降。

那时候的电脑还是一个重达数百公斤,塞满整个房间的庞然大物。在15吨的登月舱里,减少一公斤的质量,减少一立方厘米的体积,已经是很大的成就了。芯片使计算机进入天空成为可能。

导航计算机的集成电路图:NASA

如果前两种技术拓展了可能性,打开了技术的上限。那么第三次技术突破就是关键的“技术底”,保证了登月工程的可行性,夯实了整个系统的下限。

早在阿波罗计划之初,NASA就开始考虑人类登月所需的计算能力。这不仅仅是太空舱的计算能力,更是一个复杂而强大的网络来处理月球任务的所有数据,一个可以接收、管理、使用并把所有数据——传输到飞船并传回地球的信息。这样的数据量对于当时的计算能力来说无疑是海量的。

更可怕的是,当时使用计算机的习惯是,发出一个计算指令后,人们往往会去做其他事情,因为计算机往往需要几个小时甚至几天才能得到结果。甚至,当时电脑的平均年故障率是几个星期。这对于想要在月球上接收实时地面指令、关系生死的宇航员来说,是完全不可想象的。

幸运的是,在1964年4月7日,IBM推出了一款名为system/360的大型主机,这款产品的设计融合了IBM早期与太空总署合作的经验和教训。36860.68638686661

首先,这款产品的兼容性是划时代的。人类可以从使用“计算机”实现特定任务的自动化,飞跃到通过“计算机系统”管理复杂的流程。阿波罗控制中心利用five System/360搭建了一个名为RTCC(Real-time Computer Integrated System,实时计算机集成系统)的大型机房,负责收集、处理和发送任务控制信息,计算速度快,几乎没有延迟。

其次,IBM员工开发了一种微型集成电路,将System/360主机的尺寸从冰箱大小缩小到公文包大小,并使其足够坚固,可以进入太空。而且系统的稳定性远远超过了NASA制定的标准。

此外,整个土星5号火箭的制导、指挥、遥测等功能完全依赖于安装在火箭第三级的IBM计算机,该计算机每秒发出25个信号,帮助火箭在发射过程中保持在正确的路线上。IBM共有4000名员工开发了相关的计算机系统,为发射阿波罗计划并引导其安全登陆月球编写了复杂的软件程序。

IBM程序员在看登月计算机的方程式。

1967年,在美国纽约欧韦戈的IBM办公室,阿姆斯特朗(最右)和其他宇航员参观双子座飞船模型。欧文围棋的测试使用了飞船模型和IBM 7090编程,就像一台机载计算机。两年后,阿姆斯特朗使用IBM双子座计算机引导双子座8号在太平洋安全着陆。

阿姆斯特朗参观了IBM的宇宙飞船模型。

1969年7月20日,就在距离阿姆斯特朗“人类的一大步”约122米的月球上空,登月舱里突然响起刺耳的警报声。警报向NASA显示,星载计算机随时可能关闭,无法顺利登陆月球。当时阿姆斯特朗只有几秒钟的时间来决定是否继续登月计划。

刚性和可靠性在这一刻是如此可贵,参与登月项目的IBM工程师团队在之前的模拟测试中已经演练过这种情况。他们很快向NASA报告,这个警报不会导致计算机停止,他们可以继续进行登月计划。

几分钟后,肩负人类使命的阿姆斯特朗走出登月舱,在月球上留下了那个脚印。

阿波罗11号的飞行指挥官吉恩克兰兹(Gene Kranz)曾说:“我们在做出继续或停止的决定时使用的系统信息是由IBM开发的,当天的最终决定是由IBM工程师操作的计算机提供给我的。如果没有IBM及其提供的系统,我们将无法成功登月。”

IBM工程师正在监控阿波罗的发射。

如上所述,简而言之,在1961年5月至1969年7月期间,这些挑战都得到了解决。宇航员能够飞向月球,是因为美国数十万科学家、工程师、管理人员和工厂工人解决了一系列难题,也是因为当时的美国刚刚拥有火箭、芯片、大型机等划时代的质变技术储备。

为什么40多年没有人登上月球?

1972年12月14日,美国宇航员尤金塞尔南(Eugene Cernan)登上登月舱,身后是人类在月球上留下的最后足迹。从那以后,再也没有人登上过月球。

“你说50年前就有人去过月球,那怎么没听说随着技术的进步有人去过?”这是几乎所有“幼稚的怀疑”的核心,也是最强大的。

要回答这个问题,首先要明白50年前人类为什么要去月球。我们解决的上一个问题是“为什么”,这个问题是“为什么”。

20世纪60年代初,美国宇航局局长向政府申请资金用于太空环境的研究。肯尼迪总统打断了他:“我们所做的一切都是为了赶在苏联人之前登月,否则我们绝不会在阿波罗上花这么多钱,因为我对太空不是很感兴趣。”

事实确实如此。整个美国载人航天计划的初衷,是在冷战环境下,打击对方嚣张气焰,展示自身优势,占领战略高地的需要。这也导致了支出上的经济不敏感,目标和路线上的不合理(当代苏联只是超越了)。

据估计,整个阿波罗计划的成本相当于现在的2000亿美元。仅1966年的费用就相当于美国GDP的4.5%。更形象地说,每一枚为登月而发射的土星五号重型火箭,就相当于烧掉了一艘航空母舰。至于上面说的集成电路,MIT从德州仪器买一块,相当于今天的9000美元,每次买几十块。

这种支出对任何国家来说都是不可持续的。

1965年美国宇航局戈达德飞行中心

肯尼迪角,人们此刻正在观看阿波罗发射。

肯尼迪航天中心,资金正在燃烧.

先说技术路线上的不合理。事实上,人们很快发现,登月的直接好处并不显著。月球基本上是一片荒凉的沙漠,整个月球上最有用的氦3都无法开发。如果只是派人上去捡石头拍个照,还不如派机器人上去——,这样会节省很多成本和空间,大大降低任务难度。

尤其是对于“太空战”这种原本的军事目的来说,对近地空间的争夺远比登月更有价值。近地卫星好处大,成本低,空间站还可以装武器。距离地球几十万公里的月球,是无法扮演这些角色的。

所以当技术已经磨练好了,就没必要一次次烧钱了。这是美国不再登月的根本原因。

至于其他国家.就在两天前,印度“月船2号”火箭发射因技术问题临时取消;虽然中国和日本都想争夺登月机会,但都把日期定在了2030年左右。不得不说,登月的路上有很多行者,但大部分都是刚刚跨过起跑线。

登月就没有价值了吗?

正是因为以上原因,有人判断,“你看,去月球浪费人和钱,又没什么好找的和用的,所以除了美国没人在做。”

事实上,世界上所有主要国家都在从事航天和探月工程。上面说了,只是和美国的差距太大了,没那么快起步。至于有人质疑登月没有价值,那就完全错了。

除了芯片和大型机的发展,阿波罗计划最终促进了便携式无线吸尘器的发展,以便在月球上收集地表以下的岩石样本。为了检查火箭和登月车零件的结构是否完整,最终推动了CT扫描技术的发展。为了创造能更好地承受冲击和压力的航空服,耐克的气垫运动鞋终于得到推广;为了不断从太阳辐射中获取能量,最终推动了太阳能电池的发展;为了控制月球着陆器和月球车,最终推动了鼠标的发展.这份长长的清单还包括脱水蔬菜、石英钟、软件工程、实时数据库,甚至女性的平等就业权.

但是,在这么多次的进步中,我觉得最温暖的细节就是这个——。

“阿波罗11号的三名宇航员性格各异。他们从来不是好朋友,只是工作伙伴。在不需要工作和文章的时间里,飞机里有很长一段时间的沉默,三人之间交流不多。阿姆斯特朗和奥尔德林将研究月球表面的照片,而柯林斯有时会自言自语。三人时而欣赏古典音乐,时而在安静的氛围中奔向月球。”

这其实是一种很隐蔽的状态。火星是科学家公认的未来人类最有可能移民太空并取得重大发现的地方,也是人类下一个技术攻关的热点。然而,火星是一颗距离地球600多天的行星。在这个漫长而孤独的旅程中,宇航员将在心理和身体上遇到巨大的挑战。任务持续时间长,空间狭小,容易导致各种心理问题,和几天就能到达的月球完全不一样。

所以帮助阿波罗登月的IBM现在已经开发出了第一个人工智能宇航员助手CIMON,并于去年进入太空帮助宇航员工作。这种机器人不仅能说话,有表情,还能帮助宇航员工作,减轻他们的负担,解除他们的无聊。

第一个人工智能宇航员助理西蒙

保持这些人类拓荒者的良好状态,也是人类空间从过去的粗放驾驶向今天的理性发展转变的一个缩影。

附言

让我们回到原来的问题:50年前的登月神话是真的吗?它还有一个最简单直观的答案:数十万年轻时投身于人类登月壮举的见证者。IBM采访了五十年前参与登月工程的工程师,讲述了五十年前登月的故事。听听登月是怎么投射在这些工程师身上的,真的影响了他们那一代人。

登月不仅影响到参与者个人,也推动人类科技进入信息时代。

上世纪六七十年代,美国几乎所有的技术领域都受益于这项投资。一些专家估计,政府在美国航天局的每1美元投资将产生价值7至8美元的商品和服务。美国的商业公司,如IBM、惠普、微软、英特尔、ATT和高通,都在某种程度上受到这种青睐而发展起来。像波音和通用电气这样的公司直接受益于空间科学和技术的发展。

更重要的是,如果没有阿波罗计划,很难想象今天的人们会花很多时间用笔记本电脑或智能手机玩社交网络。“功耗、质量、体积和——的数据率所有这些因素对实现太空飞行至关重要,它们带来了技术上的重大变革。”

下次你质疑登月的真实性或意义时,可以回想一下他们说过的话。或者干脆,请你低下头,好好看看你手心的手机。