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每年的7月20日是“人类月球日”，为了纪念1969年7月20日人类第一次登月成功。人类登陆月球是人类首次对外太空进行探索并迈出的第一步。正如阿姆斯特朗所说，这是个人的一小步，却是人类的一大步。人类登月为探索月球资源及移民火星提供了参考的价值，对于人类探索太空的历史来说意义十分巨大。在这个值得纪念的日子里，让我们来一起回顾人类第一次登陆月球的故事。人类梦想“登月”，却不可能一步登天。饭要一口一口地吃，登月之路也得一步一步地走。 第二次世界大战结束后，美国和苏联开始了漫长的冷战。双方展开竞争的一个最激烈也最引人瞩目的领域是太空探索，这就是著名的美苏太空争霸。美国航天事业的灵魂人物，是著名的火箭科学家冯·布劳恩。
冯·布劳恩出生在德国的一个贵族家庭，从小就对航天特别感兴趣。在柏林洪堡大学获得物理学博士学位以后，他作为总设计师，主持研发了世界上第一种弹道导弹：V2 火箭。目前，V2 火箭已被公认为现代导弹和火箭的鼻祖。1945 年，在德国战败之后，冯·布劳恩带着他的研发团队集体向美军投降。他们被秘密地转移到了美国。但由于曾是德国纳粹分子，在长达 12 年的时间里，冯·布劳恩一直得不到美国人的重用。而此时苏联的航天事业正由另一位传奇人物领导，他就是著名的火箭科学家谢尔盖·科罗廖夫。
科罗廖夫的人生同样非常坎坷。在他 3 岁那年，他的父母因感情破裂而分居；科罗廖夫就被母亲带回了娘家，与自己的外公外婆一起生活。由于没有父亲，小时候他经常被班上的坏孩子欺负。大学毕业以后，科罗廖夫成了一名飞机设计师。20 世纪 30 年代初，他结识了被后世称为航天学之父的康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基，随后开始改行研究火箭。1933 年，科罗廖夫当上了新成立的喷气科学研究所的副所长。不过好景不长。1937 年，斯大林开始大清洗；1938 年，科罗廖夫因莫须有的罪名被捕入狱，随后被流放到西伯利亚的集中营去做苦役。第二次世界大战爆发后，科罗廖夫被调到莫斯科的一家监狱工厂，以戴罪之身进行军用火箭的研究。1944 年，科罗廖夫重获自由，随后成了苏联航天事业的领导者。在美苏太空争霸之初，两个较量的是看谁能把第一颗人造卫星送上太空。由于美国对冯·布劳恩心怀芥蒂，而苏联全力支持科罗廖夫，胜负的天平开始向苏联人倾斜。1957 年 10 月 4 日，苏联成功发射了世界上第一颗人造卫星“斯普特尼克1 号”。在 3 个月的时间里，这颗卫星环绕地球飞行了 1440 圈，总飞行距离超过7000 万千米。这一壮举，标志着人类从此进入了太空时代。
人造卫星的较量结束后，美苏太空争霸的焦点就转向了载人飞行。为了挽回极端不利的局面，美国总统艾森豪威尔于1958年7月29日签署法案，创立了美国国家航空航天局（National Aeronautics and Space Administration，NASA），全面负责美国的太空计划。除此以外，美国人还做出了一个非常重要的决定：启用冯·布劳恩的研发团队。
这些举措并没有取得立竿见影的效果。1961 年 4 月 12 日，苏联又完成了一个壮举：苏联宇航员加加林乘坐东方 1号宇宙飞船，历时 1 小时 48 分钟绕行地球一周，然后安全返回地球，从而完成了人类历史上的首次载人宇宙飞行。苏联人又一次把美国人甩在了身后。不过，局势正在悄悄地发生变化。1960 年底，科罗廖夫第一次被查出患有心脏病。此后的几年，由于极度的劳累和巨大的工作压力，他的病情逐渐恶化。1966 年 1 月，科罗廖夫因心脏病突然发作而去世，享年 59 岁。从那以后，胜利女神开始向美国人露出微笑。载人飞行之后，双方竞争的焦点就转向了载人探月。1967 年，NASA 启动了人类历史上最昂贵的科研项目，那就是著名的阿波罗计划。
其实阿波罗计划同样出师不利。1967 年 1 月 27 日，编号为 AS-204（A代表阿波罗，S 代表土星火箭，2 代表 IB 型火箭，04 代表第 4 次发射）的飞船，在一次例行测试中突然发生大火，导致三名宇航员当场丧生。应这些遇难宇航员遗孀的要求，NASA 把这艘出事的飞船命名为了阿波罗 1 号，以纪念这个还未开始便已结束的旅程。但此后，阿波罗计划渐入佳境。1967 年底，冯·布劳恩的团队成功研制出了土星 5 号运载火箭。直到今天，土星 5 号依然是世界上最强大的运载火箭，它可以把140 吨的航天器送上近地轨道。作为对比，现役火箭中运力最大的 “Space X”公司生产的猎鹰重型火箭，只能把 63.8 吨的物体送上近地轨道，其运力还不到土星 5 号的一半。正是这个著名的土星 5 号火箭，让人类实现了飞向月球的梦想。
1968 年 12 月 21 日，人类迈出了载人探月的关键一步。当天发射的阿波罗8 号，带着 3 名宇航员成功抵达了近月轨道；在环绕月球飞行了 20 个小时以后，它又于 12 月 27 日顺利返回地球。这也让阿波罗 8 号成了人类历史上第一个离开地球轨道的载人飞船。当然，名气最大的还是阿波罗 11 号。这艘于 1969 年 7 月 16 日发射的载人飞船，首次将两名宇航员，尼尔·阿姆斯特朗和巴兹·奥尔德林，送上了月球。1969 年 7 月 20 日，阿波罗 11 号的登月舱成功着陆月球，美国宇航员尼尔·阿姆斯特朗（Neil Armstrong）在月球表面留下了人类的第一个脚印，他幽默地说：“这是我个人的一小步，却是人类的一大步”。第二位宇航员奥尔德林也随后跟上，登陆了月球。他们在月球表面工作了两个多小时，把 21.55 千克的月球岩石带回了飞船。另一位宇航员迈克尔·科林斯则留守在绕月环行的“母船”哥伦比亚号上。有趣的是，在登月舱出发之前，休斯敦地面指挥中心的通讯员与几个宇航员间有一段极有意思的对话。通讯员说：“请注意一位名叫嫦娥的可爱的中国姑娘，她带着一只大兔子，已经在那里住了4000 年！”宇航员随口回答：“好的，我们会密切关注这位中国兔女郎。”
从 1969 年 7 月至 1972 年 12 月，阿波罗计划总共发射了 7 艘载人飞船，把 12 名宇航员送上了月球。一直到现在，除了这 12 个人以外，再也没有其他人登上月球。不过在这 7 次载人探月任务中，也出现了一次非常重大的事故，那就是后来被拍成好莱坞大片的阿波罗 13 号。 千里之堤，毁于蚁穴。阿波罗13 号的灾难也是由一件微不足道的小事引起的。波罗13号（Apollo 13）是阿波罗计划中的第三次载人登月任务，于1970年4月执行。发射后两天，服务舱的氧气罐爆炸，太空船严重毁损，失去大量氧气和电力。在爆炸发生 30 秒后，NASA 位于休斯顿的地面指挥中心收到阿波罗 13 号传来的讯息。阿波罗 13 号的指令长詹姆斯·洛威尔说了那句后来家喻户晓的“名言”：“我们有麻烦了。（we have a problem.）”然而，这是一次极为成功的“失败”。在与地球相距 33 万公里的太空中发生这么严重的事故，飞船上的三位宇航员最后竟然还能奇迹般地生还。按理说，爆炸发生后应该让飞船立刻掉头并返回地球。但问题是，要想掉头，必须用一台强大的引擎来调整轨道。不幸的是，阿波罗 13 号的主引擎已经在爆炸中受损。NASA 最后决定维持原来的航线，让飞船利用月球的引力来变轨，然后再返回地球。不幸中的万幸是，阿波罗 13 号的登月舱没有在这次爆炸中受损。登月舱上有独立的生命维持系统，以及为登月准备的水和氧气。此外，登月舱上还有两台引擎，可以用来调整航线。原来的登月舱，就这样变成了三名宇航员的救生艇。寒冷、脱水、缺氧、恐惧，在这种极端恶劣的环境下苦苦支撑了 4 天之后，这三名宇航员终于回到了地球。死里逃生的阿波罗 13 号指令长洛威尔后来写了一本相当畅销的书：《失之交臂的月球：阿波罗 13 号的危险旅程》。这本书被改编成了著名的好莱坞大片《阿波罗 13 号》。对于人类的第一次登月，我们来做个总结。苏联发射了世界上第一颗人造卫星，并完成了历史上第一次载人飞行。但随着美国开始重用冯·布劳恩，以及科罗廖夫因心脏病而去世，胜利女神开始对美国露出微笑。1967 年，美国启动了著名的阿波罗计划。从 1969 年 7 月至 1972年 12 月，阿波罗计划总共把 12 名宇航员送上了月球。不过阿波罗计划中名气最大的，却是一次极为成功的“失败”。由于蝴蝶效应，阿波罗 13 号的一个液氧罐在离地球 33 万千米的太空中发生了爆炸，在 NASA 的全力营救下，飞船上的三名宇航员最后奇迹般地生还。除了巨大的政治意义，阿波罗计划也有一定的科学价值。比如说，阿波罗计划在月球表面放了一面镜子。后来，科学家就从地球上向这面镜子发射激光，然后通过激光往返的时间来测量地球与月球间的距离。结果表明，月球大概每年都会远离地球 3.8 厘米。更重要的是，阿波罗计划还从月球上带回了大量的月球岩石样本。正是这些岩石样本，为人类揭开了月球起源的奥秘。
★作者简介★
王爽，中山大学物理与天文学院副教授，博士生导师。
多年来致力于宇宙学的研究，目前已发表SCI论文35篇，总引用超过1800次。科普作家，著有《宇宙奥德赛：漫步太阳系》《给孩子讲宇宙》《给孩子讲相对论》，获得过包括“中国出版协会2017年度中国30本好书”和“国家新闻出版署2018年向全国青少年推荐百种优秀出版物”在内的一系列科普大奖。粉丝数近200万的新浪微博知名科学科普博主，凤凰卫视、深圳卫视、TEDx标准级大会演讲嘉宾。
这是一场始于地球、最终将环游整个宇宙的神奇旅程，而本书是这场宇宙奥德赛之旅的开篇之作。 这是一部由40篇文章组成、并以“纪传体”的方式呈现的太阳系简史。我想为你呈现的并不是一些关于太阳系的碎片化知识，而是一个关于太阳系的完整知识体系。借由从上百个初选题目中精挑细选出来的40个主题，我希望能让你了解这些太阳系的主要天体在人类文明史上的坐标：它们曾在人类文明史上扮演过什么重要角色？与哪些特别重大的科学事件有关？如何改变人类对整个宇宙的看法？又与我们的现实生活有着怎样的联系？
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