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第12章 探险者效应(4)

大抉择:2012,我们将何去何从 作者:(美)迈克·巴拉


答案是,他们根本没有停止徘徊者探测器上的旋转。

在先驱者4号以3.7万英里、徘徊者3号以“仅仅”2.2万英里错过月球后,冯·布劳恩肯定感觉自己已经开始渐入佳境。他肯定认为停止飞船的旋转后登陆月球就将是小事一桩了,因为系统的所有异常问题都得到了修正。可是没想到,和此前的“探险者”以及“先锋”系列探测器一样,徘徊者3号居然发生了“助推制导系统故障,从而导致出现超常规的飞船速度”。尽管中途曾经加以校正,飞船却没能更加接近目的地。实际上,根据后来的分析,校正根本没有改变飞船的轨道。由于“超常规的速度”,飞船出发时偏离方向约2.2万英里,尽管经历了一次中途校正,但却始终偏离航向2.2万英里。(同样,按照公认的物理定律,这也是不可能的。)因此如果推进器没有旋转,那么徘徊者3号额外的推动力源自何处?为什么徘徊者4号没有同样的表现?为什么它几乎非常准确地命中登陆目标呢?

原因在于,甚至对于不旋转的飞船和火箭来说,在它们的助推器和成组仪表中,都会包括一样始终旋转的东西(哪怕设备本身不旋转),那就是陀螺仪。

所有航天器和相关的运载火箭本身的惯性导航系统上都有为数不少的旋转的陀螺仪。这些设备和称为加速计的其他设备实际上起到了导航作用,为地面导航提供了三维坐标。对于希望到达远距离之外目的地的飞船来说,这些设备可以提供绝对关键的参考。但为了做到这一点,陀螺仪总是要处于旋转状态,而且它们的旋转速度(每分钟至少1万转)要远远超过“木星”号火箭前端每分钟750转的缓慢转速。在20世纪70年代,德波尔马开展的实验已经证实,快速旋转的陀螺仪这样的小型系统实际上会比转速更加缓慢的较大系统产生更明显的扭力影响。

因此,徘徊者3号以2.2万英里的误差错过月球时(尽管有过一次不幸的中途校正),它的运转实际上是正常的,而且能量充足,上面的陀螺仪也在旋转。徘徊者4号从24万英里之外准确地在月球降落,而且没有中途校正,它已经是一颗丧失生机的航天器,能源耗尽,陀螺仪停止运转。它只不过就像弹道轨迹中的一颗子弹,没有讨厌的旋转陀螺仪来给系统增加能量、改变飞行的路线。

肯定是在1962年4月的时候,沃纳·冯·布劳恩明白了过来,即使飞船本身不旋转,只有陀螺仪旋转,探险者效应同样也会出现。此外,这两次航行使用的是几乎完全相同的硬件设施,肯定给他提供了调整制导方程式中校正方面所需的关键数据。他有了补救探险者效应、把人类送上月球并返航所需的一切。从那个时候开始,他已经可以采纳费用低廉得多的绕月轨道会合方案,而且单纯就因为那些测试数据,造价极其昂贵的“徘徊者”系列飞船就已经很有价值了。

但是,即使在解决了飞船制导方面的难题之后,冯·布劳恩显然还在怀疑基本的物理定律存在非常严重的问题。我们之所以这么说,是因为几乎从探险者1号之后,他就立刻开始寻求一些很有意思的指导。


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