科技日历丨人类首次成功发射月球探测器，怎么变成了一颗人造行星？

近年来，我国探月工程取得了长足的进展。继“嫦娥二号”“嫦娥三号”的试水后，我国接连在2018年、2019年完成了“鹊桥号”中介卫星发射、“嫦娥四号”登月的成就。其中，“嫦娥四号”更是打开了人类对月球背面的探索之门。

随着2019年末“长征五号”发射成功，“嫦娥五号”的发射工程也被提上议程。届时，“嫦娥五号”将在到达月球后，首次携带月球上的物体返回地球。

尽管成就斐然，但要意识到的是，现在离人类首次到达月球已经过去了61年。

1957年10月4日，前苏联将人类第1颗人造卫星“斯普特尼克”送入地球轨道，震惊世界，还在美国引起了恐慌。此前美国人一直坚信其制度优越，因而具有生产力、科技水平上的优越性。

但人类第1颗卫星是前苏联发射的，这一事实打破了他们的想象。此后，美国人专门创造了一个名词“斯普特尼克时刻”来形容这种让他们产生震撼和生存忧虑的时刻。

他们没想到的是，苏联航天给西方世界带来的第2个震撼很快来到。

在人造卫星之后，离地球最近的大型天体月球自然就成了美苏航天竞赛的下一个目标。

当地时间1959年1月2日22:41，在当时还是机密的拜科努尔发射场，一枚现在看起来很简陋的两极火箭“月球号”在刺耳的轰鸣声中缓缓升起，直插天际。随着火箭抛掉第一级、第二级，人类制造的这个物体首次接近了第二宇宙速度，直奔月球而去。

次日，苏联政府宣布，他们已成功发射人类首枚月球探测器，探测器从月球近旁飞过，成功打响月球竞赛第1枪。这一消息震惊世界。

“月球号”运载火箭是前苏联研制“东方号”系列火箭的第2种型号，第1种是“卫星号”，也就是发射“斯普特尼克”卫星的功勋火箭。

“月球号”火箭为两极结构，第1级火箭采用“卫星号”的同一产品，并联有4个液体火箭助推器，是“卫星号”助推器的升级版，推力更大;其第2级是专为月球任务重新研制的，需负责向月球发射探测器、拍摄月球背面照片和在近月轨道上进行科学实验。

“月球1号”探测器外观呈球型，重361千克。它内部包含6台仪器月球及空间研究仪器，另外还有1个用于研究月球磁场的三轴式磁通门磁强计、2个微陨石撞击探测器、4个用于测量太阳风和等离子体的离子阱、2个气体排放盖革计数器、1个钠-碘闪烁计数器和1个切伦科夫探测器。

为了传回数据，探测器还内置了5根天线，以及跟踪发射机、遥测系统等无线电设备。

1月3日凌晨，在距离地球11.3万公里的地方，“月球号”火箭将箭上的1公斤钠气体放了出去，形成一片金黄色钠气云。这一方面是方便视觉观测火箭的行进轨迹，另一方面则是为了研究气体在宇宙中的运动。

按照计划，在脱离“月球号”火箭后，“月球1号”不会进入什么轨道，应该直直向月球飞去，然后“砸”在月球表面，开始探测工作。

然而，苏联火箭工程师在发射时犯了大错误。他们对控制引擎燃烧的自动化系统缺乏信任，于是在发行过程中决定接管控制系统。结果他们自己也没能控制好，停止E级发动机组点火的信号发出得太晚，火箭加速过久，速度比计划多了175m/s。

这就导致“月球1号”直接偏离了原定路线，从离月球5995公里的地方擦身而过，但它仍然是人类首颗抵达月球附近的探测器。

虽然原定的最大目标没有完成，但“月球1号”还是传回了不少宝贵数据。比如它发现了外范艾伦辐射带中存在少量高能粒子、月球磁场最多只有地球的万分之一、观测到了太阳风等到。这些数据的传回，也标志着人类首次距离50万公里的无线电通讯成功。

在飞行途中，“月球1号”已经达到了第二宇宙速度，因此在飞越月球后，它继续前行，最终在地球引力外被太阳捕获，成为绕日心轨道运作的天体。它也因此成为第1颗人造行星。

值得一提的是，9个月后，“月球1号”的备份方案——前苏联“月球2号”在9月12日再次升空，并于9月14日成功撞击月球，给西方国家带去第3次惊吓。“月球2号”也成为人类文明史上第1个降落在月球上的人造物体，也是第1个登上地球外另一个星体的人造物体。

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