太空探索：人类首次航天探测任务对航天发展的影响

　　1965年7月，当一艘小型八边形航天器飞越火星表面时，我的父亲才刚满18岁，那时他正高高地站在阿巴拉契亚地区一个湿润的、硬木丛生的山冈上。肯塔基州的瓦普地区沐浴在万米厚的氮气和氧气层下，处于卡门线、大气

　　就在瓦普地区边缘，一家小型天然气公司的一辆挖土机疾驰着，为进行钻探挖掘出了一片平地。我父亲曾驾驶旧吉普车蹚过河床且发动机没进水，他和一些身穿工服、目不识丁的工人一起挖掘沟渠、铺设管道，偶尔还会帮着运输钻头套管。

　　他本希望能作为公司地质学家初出茅庐的助手度过那个夏季，但是不到两周，每一个可用的工作者都被派去山上工作了，其中也包括他。路易斯维尔的《信使报》刊发了关于世界上第一个执行火星任务的航天器“水手四号”的新闻。

　　运送《信使报》的卡车沿着深陷的山路蜿蜒前行，经过煤田，又路过哈扎德高中，然后抵达了规模并不大的市区，市区被肯塔基河的北侧支流紧紧环绕。那天早上，我的祖父从福特药店取了一份《信使报》。他把报纸夹在腋下，径直去卫生署上班。

　　作为一名医疗技术人员，他负责视察分布在山脊上的冷战时期的防空洞，确保食物储备安全，此外还负责婚检工作，为准备结婚的年轻夫妇抽血进行梅毒检验。

　　他为镇上的每个人都称他为“医生”而感到自豪。他并不是医生，但他确实给遍布肯塔基州东部丘陵地区有需要的患者都注射过青霉素：下到吉利市，上至特普市，还包括斯伦普市、斯库迪市、哈佩市、亚迪斯市和布斯市。

　　当我的祖母不忙于烫发时，她会帮助祖父。她喜欢操作X光机。那天晚上，天气仍很闷热，我的祖父在百老汇大街上踱步。百老汇大街其实只是一条小巷，一点也不宽阔，陡直而下，深入爬满野葛藤的后院里。

　　房子矗立在山谷的一侧，远看就像一只蝙蝠倒挂在那里一样。他把《信使报》留在阁楼卧室，由于六个孩子中有四个已经离开家，卧室目前很宽敞。他的孩子中最年幼的小儿子，长得瘦小，但耳朵宽大，他也将在这个夏末离开家，向西行进两个小时，越过陡峭的树木丛生的坡路去伯里亚学院上学。

　　祖父将报纸放在我父亲的棉被上，以确保他一眼就能发现。报纸的旁边放着父亲的《科技新时代》，杂志封面印着表面坑洼的月球照片。通过这次航天探索任务，美国国家航空航天局（NASA）将有机会拍摄到与地球最相似的星球照片，我父亲对这一想法非常着迷。

　　当星期三的夜色笼罩山城后，我父亲爬上台阶，气喘吁吁。当时他腰酸背痛又筋疲力尽，就在那时他看到了这个头条新闻。在折痕上方，在威利·梅斯的照片和有关越南的报道之间夹着的，是他一直在等待的内容：“人类通过‘水手号’，于今日抵达火星。”他躺在床上读着，露出了微笑。“

　　今天，人类的指尖已经触及了远在1.34亿英里外的火星，太阳系中唯一被广泛认为可能有生命存在的天体……”在这个国家的另一端，帕萨迪纳市北部的峡谷中，一众热切的人正聚集在NASA喷气推进实验室的园区内。

　　在冯·卡门（VonKármán）礼堂内，铺设在地下的电缆隐约可见，密集地缠绕着，电缆的一端连接着众多的电视摄影机，另一端蜿蜒穿过地板连接着室外的货车。世界各地的广播都在持续转播，英国媒体租用了“晨鸟”卫星整整两分钟的时间，准备进行电视直播。现场37部电话各司其职：包括媒体库使用的36部，还有一部在为播音员录制所搭建的小型办公布景的桌子上。

　　一台全尺寸航天器占据了一间大屋子从地板到天花板的整面墙壁，它是用于温控测试的备飞件。它具有与水手四号相同的八边形镁制框架底座，其自身硬件和装配仪器同样重达260公斤。它总共由13.8万个零件构成，包括铝管、姿态控制喷嘴和火线端电缆等。

　　太阳能电池板加上末端的挡板总共长达7米。它们外层包覆了蓝宝石玻璃，在电视灯的光照下闪闪发亮，看上去就像是镶嵌着宝石的翼龙之翼。这艘航天器承载了很多使命。在20世纪反复上演的一幕中，一艘苏联航天器也于几乎同期试图接近火星，就在水手四号发射的两天后，它从拜科努尔航天发射场发射升空。

　　它已经抵达了火星，但正如NASA所愿，它没有返回任何数据。在飞往火星的中途，它的通信系统开始出现更新紊乱，继而信号发射器损坏。目前它只不过是个“无声的‘俄罗斯间谍’”，也可以称之为“‘逝去的’的苏联火星导弹”。

　　最后，美国便有机会在这次太空竞赛中遥遥领先了。在美国取得胜利的道路上只有一个障碍：如何使水手四号瞄准目标并启动相机，然后将拍摄的图像顺利传回地球。这并非易事。火星距太阳太远了，这次任务中的可用电源功率只有310瓦，仅相当于一对电灯泡的功率。

　　发送数据流的初始功率仅10瓦，而当数据被位于约翰内斯堡、堪培拉郊区及莫哈韦沙漠深处新建的深空网络众多大圆盘式探测装置的天线所捕获时，功率将耗散到仅剩10–17瓦。即使数据被成功接收，也有其他一些忧虑。万一相机快门闪得太早或太晚该怎么办？万一航天器发生失误，意外地挣脱了火星引力该怎么办？万一相机无法关闭，拍摄的无意义的空白太空照片覆盖了火星的照片该怎么办？

　　5年间，苏联人一直在试图抵达火星。在太空探索领域及其他所有领域，苏联都是一个强大的对手。1960年，为了配合尼基塔·赫鲁晓夫总理访问在纽约举行的联合国大会，苏联策划的第一对火星探测任务被提上日程。

　　总理委托制作了火星探测器的模型，并将它们带到世界各地进行展示。就在不到2个月前，他的首席火箭工程师将第一批活的生物体发射到太空后又使其安全返回地球，这些生物包括两只狗、一只灰兔、四十只小鼠、两只大鼠和几只苍蝇。但是苏联这次就没有那么幸运了。

　　当各国代表们聚集在纽约时，苏联的第一枚火星探测火箭发射失败了，仅爬升了120千米就坠毁在西伯利亚东部地区。紧接着，由于低温推进剂泄漏，造成发动机入口的煤油燃料被冻结，第二枚火箭也失败了。赫鲁晓夫本指望这刚起步的太空探索项目能够再一次取得成功，但事与愿违，因此他在步入联合国大厅时大为恼火。

　　据小道消息，在全体会议闭幕之前，他甚至脱下一只鞋子，向另一个国家的参会代表愤怒地挥舞着。1962年，苏联又尝试了三次飞行任务。第一次，航天器在轨道上解体了，散成了许多碎片，这些碎片被美国安置在阿拉斯加的雷达装置侦测到。这发生在古巴导弹危机爆发的第九天，美国防空司令部一度担心这些残骸预示着苏联将开始对美国展开核打击。第三次也失败了，助推器的主壳体重新跌回大气层，那天正好是在圣诞节。

　　1个月以后，火箭的载荷也落回大气层。尽管如此，苏联发射的第二个航天器飞离地球1亿千米左右，并且首次飞越了火星。虽然发射器出现了故障，但这次确实是苏联航天器到达火星的一个无声的见证。苏联只对内告知发射失败的消息，对外却大肆宣传他们发射成功的喜讯，发射成功的次数之多足以表明，相比于美国人，苏联在航天领域有绝对的领导地位。

　　苏联几乎树立起了太空竞赛中的每一个里程碑：第一颗人造卫星、第一次把动物送上太空、第一次载人航天、第一名女性航天员。他们甚至故意让一架航天器在月球坠落，并拍摄了月球“远地侧”的第一批照片。此外，当时他们还在策划开展首次太空漫步。

　　相比之下，美国仅成功完成了一次行星探测任务，即向金星发射了“水手二号”行星探测器。更糟糕的是，这被誉为“七个奇迹的任务”的金星探测任务也仅勉强完成。令人惊奇的是它居然竭尽所能地收集了所有数据，凭感觉自主飞行，仅依靠一块可以正常工作的太阳能电池板产生的电力飞行，勉强维持到其生命尽头。

　　到达金星比到达火星要容易。为了到达火星这颗“红色星球”，航天器各系统的续航能力须额外增加100天，并且数据传输距离也是探测金星时的两倍之多。当时晶体管还是新生事物，体积庞大，同时微型芯片也是刚刚才被研制出来。

　　整个航天器的计算效率还不及一个普通袖珍计算机，而且航天器还必须依靠一套未经测试过的星象跟踪仪来导航。这是NASA的探测器有史以来第一次漂流到黑暗的太空中，飞离了夜空中明亮的一切——包括地球、月亮和太阳。就像柯勒律治笔下的老水手一样，它有望成为“有史以来第一个闯入那片幽静的海面”的人类社会成员。