為什麼太空人在月球上要像兔子一樣蹦蹦跳跳地走路?
1969年,阿波羅11號太空船完成了跨時代任務,首次載著人類登陸到另外一顆星球-月球。當太空人阿姆斯壯走出太空船成為第一個登陸月球的人類時,他說出了那句載入史冊的話語——「這是我個人的一小步,卻是人類邁出的一大步」。
在接下來的3年裡,阿波羅任務繼續將人類送上月球進行科學探測,以及採樣帶回地球,到目前為止總共有12個人踏上月球表面,他們全部來自阿波羅任務。
當我們回顧人類登月的相關內容時,通常會被它史詩般輝煌的一面所吸引,偶爾可能也會聽說一些有趣的傳聞,比如宇航員從月球返回後“變成另外一個人”等。
然而,我們很少會去關注太空人如何在月球上邁出自己的步伐。
從流傳的影像資料來看,在月球上太空人要么是以一種跨步跳躍的方式前進,要么是以一種雙腳跳躍向前的方式移動。
如果您看過這些影像,您可能會好奇,為什麼太空人在月球上要這樣跳躍來移動呢?
其實,太空人在月球上正常行走並不是一件容易的事,而這種跳躍的方式相對來說會高效、容易許多。
主要有兩方面原因:一個是太空衣非常笨重,另外一個是月球的引力只有地球的六分之一。
月球比地球小很多,質量只有地球的1/81,其引力不足以將氣體分子大量吸附在月球表面,所以月球表面幾乎是真空的環境。
為了確保太空人在真空環境下活動,艙外太空衣需要符合許多條件,以及裝上許多設備,這導致它變得非常笨重。
據信,阿波羅任務中的艙外太空衣達到了34.5公斤重,安裝在其背部的主生命支持系統和氧氣清除系統,分別有6.4公斤和3.1公斤,而鞋子、頭盔,以及其它一些設備的總重量在18-20公斤之間。
太空人需要穿戴一個超過60公斤的東西活動,這是非常笨重的,會讓他們變得行動困難,而跳躍相對來說會容易很多。
您可以想像在冬天穿上大棉褲時的樣子,而艙外宇航服比這要笨重得多,就能體會宇航員正常行走的難度了。
好消息是,月球的引力只有地球的六分之一,這意味著太空衣及設備在月球上的重量只有在地球上的六分之一,也就是只有10公斤左右,太空人可以比較輕鬆的佩戴它活動。
然而,壞消息是物體的重量和質量是不一樣的。
質量指的是構成物體的物質總量,它總是不變的,即便一個物體從引力較大的地球被轉移到引力較小的月球,其質量依然不變。
高中物理告訴我們,物體的慣性只與物體質量有關,而不是重量。
這意味著,當太空人轉移到月球上時,他們的移動、停止,以及保持平衡的方式被完全改變了。
所以,在登月的影像資料中,我們常常會看到,太空人手忙腳亂的樣子,想要走路卻一不小心就摔倒,爬起來後又繼續摔倒的滑稽表現。
實際上,即便在地球上,雙腳行走也是一件極度需要身體保持協調性的工作,只是我們的身體已經適應了它,可以很好的保持平衡而已,到了月球就不同了,身體需要重新適應。
太空衣的笨重,以及月球引力的減少和太空人未適應的平衡感,讓跳躍移動成為了更有效率的出行方式。
許多人認為雙腳跳躍前進就是月球行走最正確的方式,一些影視劇作品中也常以這種移動方式來展示太空人在月球上行走。
這裡要指出的是,在阿波羅任務中,雙腳跳躍前進通常發生在太空人需要快速從A點轉移到B點時,因為在月球上跑步比走路更困難,所以雙腳跳躍是不錯的選擇。
也因為在月球上快速移動很困難,所以在阿波羅的最後三次任務中,美國太空總署為太空人準備了月球車,確保他們在月球上有效率地完成工作。
最後再說一點,在太空人登月前,會有嚴格的訓練,其中包括了他們需要如何在月球上行走。
但根據一些返回太空人的報告,地球上的訓練和模擬並沒有起到多大作用,他們通常很快就適應了月球的引力模式,並找到適合自己的移動方式。
△ 這張照片是巴茲·奧爾德林(第二個踏上月球表面)在乘坐阿波羅11號出發前的一次失重模擬訓練,透過飛機下降來模擬月球的引力