今年暑期档,沈腾的《独行月球》火爆全院线。优秀的剧情和特效,让其成为了继《流浪地球》之后的第二部科幻爆款电影,激起了人们一轮又一轮的讨论。科幻电影,自从诞生以来,就是抒发人类想象力的平台,而其始祖,追根溯源是1902年乔治·梅里爱指导的《月球旅行记》。虽然从现代的眼光来看,《月球旅行记》拍摄粗糙,手法也不高明,但是作为科幻片的开山之作,《月球旅行记》为后世提供许多新颖的题材和畅想,在科学性方面,更是将宏伟的人类登月计划预演了一遍。
一、登月的方式
在影片的开始,乔治·梅里爱主要讲述了这样一个故事:天文学院院长在会议上提出来要用一门大炮将人类送上月球。这个问题立刻一石激起千层浪,引起了所有在场人员的亲切讨论(亲密的肢体接触)。最终,院长和他的几个支持者参加了这个疯狂的计划,并且打造了登月大炮。在110年前的1902年,这个设想是非常超前的,因为一年以后人类才发明出了飞机;而齐奥尔科夫斯基还尚未发布他的火箭公式;距离爱因斯坦奇迹年还有3年。直到1969年,人类才第一次登陆月球,只不过,人类并没有采用大炮登月的形式,而是使用化学能火箭。
要登陆月球,首先就要飞出地球。那么,飞出地球的速度是多少呢?根据齐奥尔科夫斯基的多级火箭公式,我们现在知道飞出地球需要达到7.9公里/秒的速度。在1902年,这个速度可谓是天文数字,几乎没有任何物体能够达到第一宇宙速度,除了以火药为动力的炮弹。因而,在影片之中,乔治梅里埃也采用了这一创想。不过,火炮登月的创想虽然很新颖,但是却并不能真正帮助人类登陆月球,主要原因就是惯性的作用。举例来说,在平稳加速的公交车上,乘客可能感觉不到车子正在运行,但是,当车子突然急刹车的时候,人们就会往前冲,这就是惯性的作用,也就是牛顿第一定律。同理,在炮弹里的人也一样,当炮膛里的火药被点燃后,炮弹的运动状态发生改变,人的运动状态也会发生改变。这个时候,惯性如同一个险恶的拳击手,狠狠地作用在成员身上,最终杀死成员。因此,要真正登陆月球,人们还要采用更加稳妥的加速方式。
既然人类无法让承受瞬时的加速度,那么,如果把速度分时间加上的话,那么情况是不是会好很多呢?于是,火箭应运而生了。相比较于炮弹,火箭的加速更加平稳,于是更加能适合载人航天的需要。在1969年,阿波罗11号的成员们就是坐着有冯·布劳恩设计的土星五号火箭升上太空登陆月球的。土星五号是一个庞然大物,它拥有着110.6米的高度,10.1米的直径,发射质量3039吨。这是什么概念呢?作为对比,美国在40年代制造的驱逐舰巴格里号,它的满载排水量也就1500吨,土星五号的发射质量相当于两艘驱逐舰的质量!而阿波罗飞船就在土星五号的顶端,在火箭点火后的8分钟后,利用齐奥尔科夫斯基提出的多级火箭公式,巨大的火箭就能带着成员们飞出地球的大气层,克服地球的引力,进入奔向月球的征程。
二、月球人与月球生命?
在影片之中,当天文学家们进入炮弹后,随着一声巨响,炮弹带着天文学家们冲出了地球家园,在很短的时间内,一头扎向了月球松软的土地。由于突如其来的袭击,甚至月球自己(拟人化)还没反应过来,被戳中了一只眼睛,这也是本片海报的由来,也成为了电影历史上的经典一幕。在登陆月球之后,天文学家们感受到了月球的天气变化,呼吸了月球的大气,甚至还休息了一会,之后见到了月球下雪和奇特的月球植物,还遇见了月球人,发生了很多有趣的事情。那么,月球上是否真的存在着生命呢,它的表面究竟是一种怎么样的光景呢?
早在人类登月之前,1966年2月,苏联人发射的月球9号探测器成功软着陆月球,并且用它的摄像头拍摄了人类历史上第一幅近距离的月球地表照片。月球9号的成功着陆代表了月球表面并非松软的流沙,而是坚固的,人类可以在上面登陆行走,但是传回的照片同时也显示月球表面十分的荒凉,只有无尽的砂石反射着阳光。随着探测器传回的数据越来越多,如今,人类对于月球已经十分了解。作为直径只有地球1/4(1737.10KM),质量只有地球1/81(7.3477*10^22kg)的天然卫星,月球并不存在液态水和空气,更别提月球人和月球植物了。
不过,尽管月球表面的条件是如此的恶劣,但是面对首次从月球回来的人类,人们依旧采用了严格的隔离措施,防止可能的月球微生物侵入地球。在地球上,我们就拥有着能够在极端条件下生存的生物,例如水熊虫。这种生物生命力顽强。最显著的特征是对不良环境具有极强的忍耐能力,在干旱时,它们可将身体含水量由正常的85%降至3%,此时运动停止,身体萎缩。这种状态下,缓步动物可以抵御恶劣的环境达数年之久,如极限温度、电离辐射、缺氧等,当环境好转时,身体再复苏,这种现象称隐生。因此,为了确保绝对的安全,即便是风光无两的登月宇航员也只能在隔离舱里和尼克松总统对话。不过随着人类对于月球的认识不断加深,我们最终没有在月球上发现任何生命的踪迹,在阿波罗14号之后,人们就不再对登月宇航员进行隔离了。
三、重返地球和月球特产
在影片的最后,天文学家们摆脱了月球人的追击,最终成功的在悬崖上利用地球的“重力”返回到了地球之上,降落在了大海之中,还成功带回来一个月球人,随后,这群天文学家们受到了英雄一般的欢迎。如此天马行空的想象让现在的人们惊叹不已,尤其是导演选择将登月炮弹降落在大海之中,几乎预演了阿波罗计划的降落过程。当然,现实中从月球返回的过程并不是像电影中所表现的那么简单,作为一个系统性的工程,返回时的难度不亚于登月过程中的每一个步骤。
2020年11月24日,我国的长征五号运载火箭搭载着嫦娥五号探测器成功发射,这也是我国第一次月球采样任务,也是月球探测计“绕落回”计划中最后的一步计划。经过23天的长途跋涉,最终返回器在12月17日成功着陆于内蒙古四子王旗预订区域。而在嫦娥五号返回的时候,就遇到了一个比较棘手的问题,那就是返回时速度太快,甚至超过的第二宇宙速度(10.9千米/秒),直接降落的话可能导致飞船烧毁,又或者是大大增加热防护罩的结构重量。因此,我国的科学家们创新的采用半弹道跳跃的降落返回方式,仿佛打水漂一般,利用地球大气进行减速,最终释放降落伞成功降落。
虽然现实生活中并没有月球人可以带回来,但是我们的探测器和飞船却带回了很多月球特产——月壤与月球岩石,其中,我国通过嫦娥五号月球探测器获得了1731克的月壤。这些月球上特有的土壤存在着许多天然元素和矿物颗粒,如铁、金、银、铅、锌等,结构松散。地球土壤的形成结果不同,月壤的物理性质主要是玄武岩和斜长岩物理崩解的结果,这是多年来持续的流星撞击和太阳及星际带电粒子轰击所造成的,是一种物理风化作用。通过研究月壤,我们不仅能够了解月球的组成成分,在未来还能利用月壤的性质,利用本地材料去建造月球建筑,为月球基地的建造打下了坚实基础。
随着人群的欢呼声,电影在登月结束后就落幕了。梅里埃用剪辑特效为科幻电影打开了新世界的大门,天马行空的想象,既预演了人类登月的史诗,又抒发了人类对于地外世界和地外生命的思考。在这部电影发布110年后的今天。人类通过阿波罗计划、月球计划和嫦娥计划,已经对月球有了一个详细的了解。尽管月球没有《月球旅行记》中所描绘的拥有大气、水和生命,但是,月球却是我们探索宇宙的第一站,还将为人类探索火星的使命奠定基础。这一次,我们不仅要插上旗帜、留下脚印;不仅要派出月球探测器和月球车;不仅要取回月球的土壤,还要将自己的足迹踏遍星空,最终踏平坎坷,直取苍穹!
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