航天史:39.人类的一大步

上文书讲到了苏联发射的月球15号,这个探测器和美国人的阿波罗11号飞船一前一后奔向了月球,一个是无人的,一个是有人的。美国人还对苏联表达了担忧,那就是月球15号会不会对阿波罗11号的飞行造成干扰呢?为此,美国人还动用两国之间的联系渠道进行了沟通。苏联人是拍胸脯打包票,没关系,月球15号是不会和阿波罗11号撞上的。
其实美国人也不担心航天器直接相撞,毕竟这是极小概率事件。但是,如果月球15号在太空里使坏,干扰阿波罗11号的通信,那可就麻烦了。双方反正协调了一下,无线电干扰的事情,苏联人是不会干的,毕竟苏联还没那么下作。再说了,释放电子干扰是会留痕迹的。地面上不知道多少大天线都在紧盯着这二位啊。
就这样,月球15号先出发,阿波罗11号紧随其后。但是质子号火箭不如土星5号给力,所以月球15号走的慢,再加上苏联人此前对月球表面的勘察不够细致,临了地面测控人员发现原定的着陆场没有想象的那么平整,他们必须花额外的时间去考察地形,这一下要耽误不少时间。这时候的阿波罗11号飞船已经开始准备登月行动了。
从鹰号登月舱拍摄的哥伦比亚号指令舱
7月20号的中午12:52分,阿姆斯特朗和奥尔德林进入了登月舱,在里面还有一大堆的事儿要做。一直准备到了下午的17:44分,鹰号登月舱和指令舱哥伦比亚号分离。柯林斯留守指令舱,登月舱脱离以后,就地翻了几个跟头,打了几个滚。指令舱里的柯林斯眼珠不错的盯着登月舱,上上下下检查了一遍,着陆的支架全伸开了。各种天线也都在工作,应该是没问题了。柯林斯挥了挥手,告诉阿姆斯特朗没问题,祝愿他们一路顺利。阿姆斯特朗和奥德德林这才放下心来,开始完成全套登月的流程。
登月舱上的发动机点火减速,登月舱开始进入下降轨道。很快,登月舱的报警器就响了,他们下降的有点快,降落的地点有可能会偏上几英里。可能是他们在和指令舱分离的时候,获得了一个额外的力,轨道上偏一点,下边就差出去好远,要不就是月球的密度不均匀造成的,这种可能性也存在。好在呢,问题也不是特别大,毕竟登月舱是有人驾驶的飞行器,人还可以最后调整。

阿波罗所用的计算机

但是,就在登月舱离月球表面只有1800米的时候,计算机突然开始报错,1202号错误,这是什么鬼啊?两个宇航员压根不知道这是个什么意思,马上就开始问地面的控制人员,1202到底是什么问题?地面的人也没碰到过这个代号,着急忙慌的开始翻手册,那手册都跟砖头一样厚啊,一时半会儿也翻不到。你这儿慢慢查资料不要紧啊,阿姆斯特朗和奥尔德林受得了吗?他们的燃料可是在一分一秒的减少啊。地面监控人员发现,两个宇航员的心率急剧上升,说白了,心都快跳到嗓子眼儿了。这是玩儿真格的,不是模拟训练,换谁谁紧张啊。
负责决策的贝尔斯也是压力山大,到底是不理会这个警告继续执行登月,还是放弃登月,让他们开上升段的发动机回去,决策就在这个瞬间。

杰克·加曼的备忘录,他刚好碰到过这些问题

实际上呢,1201或者1202的代号表示这是计算机程序崩了。现在我们知道,当初登月舱的导航计算机的内存只有可怜的2K,这对如今动辄就是几十GB的计算机内存来讲,简直是差了十万八千里好吧。可就是这么个内存只有2K的玩意儿要负责处理很多的数据。比如说,登月舱一直在用雷达测量到月球表面的距离。因为一个开关的问题,导致这个计算机花了大量的计算资源去处理雷达数据,登陆程序被完全阻塞了。好在计算机系统的设计者知道存在这个问题。于是系统自动崩溃重启,这就等于杀掉阻塞程序,保证登陆程序的执行,1202就是这个含义。
当时玩儿程序设计的有不少是女性,因为当时的计算机编程是非常枯燥的,可不是现在在键盘上敲代码这么简单。早期的计算机需要插拔一大堆插头,连接密如蜘蛛网的电线。这种事儿,还是女性适合,电线也是线,跟女孩儿缝缝补补是一码事。再说了,电子计算机的出现恰好在二战时代,男人全上战场了,女性也能顶半边天嘛。什么事儿女的不干啊,玛丽莲·梦露早年还是飞机工厂的装配工呢。

格蕾丝·哈珀

2016年,有两位在计算机行业从业的女性获得了美国总统自由勋章。一个叫格蕾丝·哈珀,另一个叫玛格丽特·汉密尔顿。早年间,格蕾丝·哈珀在为哈佛马克2代计算机编写程序。但是程序总是出错,整个团队都懵了。倒是细心的哈珀发现有一只蛾子被电子管的灯光吸引,飞进了机器里边,被电死了,虫子导致了电线短路,计算总是出错。

世界上第一个计算机“bug”

从此排除计算机程序的错误就被称为“DEBUG”,据说这个词就是哈珀发明的。哈珀最先提出了开发高级编译语言的想法,搞出了第一个编译器,这个思想改变了计算机的编程方式。程序员不再需要直接跟0和1打交道,只要写高级语言,然后再编译就可以了。

老太太成了美国最老的现役军人

COBOL语言大量采用了哈珀的想法,所以哈珀也被称为COBOL语言之母。老太太退休以后,一再被美国军方返聘,成了退役年龄最高的军人,80岁才真正退休。

玛格丽特·汉密尔顿,旁边的纸堆就是阿波罗登月计划的导航程序

第二个就是玛格丽特·汉密尔顿了,阿波罗飞船的电脑系统程序就是她领导设计的。她提出了一种思想,那就是异步执行,计算机可以执行不同的任务,但是优先级高的可以打断优先级低的程序。这是不得已而为之,毕竟登月舱的降落导航系统的内存只有2K,不这么干不行。而且她设计的系统第一次包含了崩溃恢复能力,系统崩了,重启以后才能继续执行原有的任务。这一点可以说是救了阿姆斯特朗他们的命。玛格丽特最大的贡献就是提出了软件工程的概念。她是第一个使用这个词的人。

玛格丽特领导了阿波罗项目的软件部门

如今,程序员多半是男的,女的很少。一开始计算机还很少,编程很麻烦,女性最先进入计算机编程这个领域,后来计算机越来越多,人才供不应求,男生就逐渐进入这个领域了。80年代,个人电脑开始普及,电脑成了男孩儿们的大玩具。男性才在程序领域占到了压倒性的局面,说到底还是环境和教育的结果。
扯远了,反正当时的登月舱的电子计算机的水平不及现在的智能洗衣机。你要说宇航员们开着洗衣机上月球是夸张了点,但是也不算是太过分。没办法,这就是在冒险,这就是在挑战未知的领域。

加曼当时在监控室

NASA的工程师加曼告诉地面指导官史蒂夫·贝尔斯,没关系,如果后面还是出现1202或者是1201之类的代码,不用管它。所以,贝尔斯当机立断,他告诉阿姆斯特朗,继续登月行动,不用去管1202报错代码。

史蒂夫·贝尔斯做出了关键决策

就这一来一回,已经耽误了不少时间了,燃料消耗了不少了。下降到了1500米的高度上,计算机再次报告1201错误,阿姆斯特朗都没工夫理会了。随着登月舱进一步下降,阿姆斯特朗越看越不对劲,怎么下边这么多大石头啊,一个个都有小轿车那么大。他手动操控登月舱的行进路线,找没有石头的地方下去呗。

阿波罗11号最终的着陆点,阿姆斯特朗精确的避开了满地的坑

奥尔德林负责报告仪器的读数,阿姆斯特朗透过舷窗看着外边的月球表面。这时候他们离月球表面只有33米了。终于找到了合适的位置,就在一片比较平坦的平地上落了下去,此时的燃料只够再烧30秒了,发动机激起了月球上的烟尘。UTC时间7月20号晚上8:17'43'',鹰号登月舱终于稳稳当当的停在了月球的表面上。阿姆斯特朗手动关掉了发推发动机,本来是应该自动完成的。
地面上的监控人员已经监视到了鹰号登月舱着陆的信息。大家大气儿都不敢出,就等着听阿姆斯特朗报告,终于,他们听到了阿姆斯特朗的声音:“休斯顿,这里是静海基地。'鹰’着陆成功。”飞行控制中心顿时爆发出一阵热烈的欢呼声。在登月舱里,阿姆斯特朗和奥尔德林把手伸过仪表盘,默默地握了一下。他们已经创造了历史,人类第一次降落到了地球以外的地方。

约翰逊航天中心指挥大厅Hi翻了

两个人在登月舱还有一大堆的事儿要做准备,可不是开门下去这么简单。奥尔德林对着地面讲了一段意味深长的话:“这里是登月舱驾驶员。我想利用这个机会让所有正在听的人,不论他们是谁或在哪里,静下来,回顾一下过去几小时所发生的一切,并以自己的方式表示感恩。”
这话啥意思?奥尔德林太激动了吧,在这儿发感慨?要知道,奥尔德林是一个虔诚的基督徒。他上了月球能不感谢上帝吗?但是这话又不能明说。上次阿波罗8号的宇航员在环绕月球的轨道上念《创世纪》不就让人给告了嘛。所以NASA不允许宇航员掺杂宗教内容的。

巴兹·奥尔德林

所以,奥尔德林自己悄悄地在登月舱完成了圣餐礼,这是基督教的宗教仪式。就是拿出一小块面包和一小杯葡萄酒,然后翻开《圣经》念了一段,吃下去就算完事儿。奥尔德林就是要保证,在月球上人类的第一顿饭就是圣餐。他自己也是韦伯斯特长老会的长老。长老会是基督教加尔文宗的一个教派,起源可以追溯到苏格兰。

奥尔德林在月球举行圣餐礼用过的器具成了长老会的文物

当然,奥尔德林还有另一个身份,你要往前追溯,还是可以追溯到英伦三岛。那就是“石匠行会”的会员。你可能怎么都想不通,奥尔德林跟石匠有半毛钱关系啊。
这个石匠行会可不一般哦,它还有个别名倒是人人都知道,那就是“共济会”。没错,奥尔德林是共济会的会员。共济会最开始就是英国的一个石匠行会。共济会里的名人多了去了,会员有600多万,当然是什么人都有嘛。正因为有些事儿被他们自己搞的神神秘秘的。所有关共济会的各种阴谋论就一直没有断过,共济会自己还在媒体上做各种广告试图扭转自己的形象,但是基本上属于越描越黑的那种。这种比较隐秘的组织,其实世界各国也都不少,只是不被媒体关注罢了。

共济会的Logo

扯远了,我们还是扯回来。奥尔德林按照基督教的习惯圣餐礼,阿姆斯特朗就在一边傻看着,他算是旁观者。奥尔德林喝酒的杯子如今也成了文物,被韦伯斯特长老会收藏。这事儿呢,谁也没透露,奥尔德林就连他的妻子他都没有告诉,主要还是他不想惹麻烦。
按照原计划,他们要在月球上先睡5个小时,但是他们根本也不可能入睡,一来事儿多,二来兴奋。在降落到月球表面6小时39分以后,他们穿戴好了登月宇航服,开始给鹰号登月舱减压。这个过程进行了两个钟头,一直到UTC时间21号的凌晨2点,他们才走出了登月舱。地面监控人员发现他们的心跳急剧加速,达到了最高峰。这是令人激动的一刻。

阿姆斯特朗的照片很少,大部分是他给奥尔德林拍照,仅有的几张是奥尔德林给他拍的,还都糊了

因为登月航天服比较臃肿,有全套的维生装置,阿姆斯特朗出门还有点障碍。下梯子的时候,他也看不到自己的脚,所以,他必须小心翼翼的。等他站稳了,双脚踏在了月球的表面,他说出了那句流芳百世的话。……
是啊,这是他个人的一小步,却是人类的一大步。苏联人呢?苏联人简直快急疯了。为了进一步勘查地形,他们打算让月球15号绕着月亮再转几圈。大概需要推迟18个小时才能开始着陆。即便是按照原定计划,他们也落后阿姆斯特朗和奥尔德林2个小时。当然啦,月球15号是个无人的飞船,不需要睡觉休息。也没有多少可准备的事儿,大约可以抓起一把月壤就走。即便如此,还是没办法抢在美国人之前回到地球,现在更是彻底没戏了。
苏联人推迟18个小时开始着陆进程就是为了再多研究研究地形地貌。美国人派了阿波罗10号到月球上转了好多圈,把静海这个降落地点研究的比较透。即便如此,还出现了鹰号登月舱差点降到石头堆里的状况,好在是有人驾驶的,可以人工干预。苏联人显然没有这个条件,在延迟了18个小时以后。苏联人开始下调轨道高度,开始为着陆月球做准备。

英国柴郡的洛弗尔望远镜一刻也没闲着

苏联人当时对月球15号到底执行什么任务,一个字也没有透露,就是为了万一不成,面子上不至于下不来。但是你不说,别人就不知道吗?起码英国人就知道得一清二楚。我们前面提到过,英国乔德雷尔河岸天文台当时拥有一个非常庞大的射电望远镜叫洛弗尔望远镜。不管是阿波罗11号飞船,还是苏联的月球15号探测器,人家一直在地面进行监听呢。阿波罗11号的宇航员和地面之间的通话,英国人听的一清二楚。正是他们发现了苏联月球15号的无线电信号出现了异常,去问苏联人,苏联人是打死也不说。这些异常到底代表什么呢?我们下次再说。
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