再谈登月问题：一次建立有效讨论的尝试

yunluo

哈里-谢顿 发表于 2024-6-9 00:17
有网友提问，阿波罗月球车使用什么样的电池技术，让它能在上世纪60-70年代，飞奔在月球这种极端环境中？

...

看了看参考资料的文档，虽然ppt里说是蜡箱，实际上内容物是十八烷。
另外到了存活温度实际上电池也没坏，车还是能用的。最后一次测温超过存活温度，之后就没有测温了是因为第三次任务正好结束了，后面不需要继续测。

但是温度超了就凉凉的电池，加上整个车连个主动制冷装置都不配，全靠被动散热但是全程阳光直射。这方案居然能过审，你们也太勇了，颇有绿皮科技风范

怪不得nasa禁止他们把车开出步行能回来的距离

longmarch5

一篇关于月壤样本的科普文章：

月球“土特产”：从阿波罗11号到嫦娥5号

http://www.csmpg.org.cn/kpyd2017 ... 231120_6934890.html

哈里-谢顿

前几天有朋友问，阿波罗17号这个神迹一般的月面起飞跟踪长镜头（图1）是怎么拍的？是留了个摄像师在月球上没回来？还是干脆是个影棚摆拍画面？

为了解决这个困惑，我这几天做了大量的资料调研、仿真重建。现在虽然还有一些资料缺失仍在查询，但应该可以给一个初步回答了。

1、什么相机拍的？

这个镜头是月球车上安装的GCTA（Ground-Commanded Television Assembly，地面控制视频装置，图2、图3）上的CTV（彩**相机，图4）拍摄的。这个GCTA，作为可远程控制云台，可以由宇航员现场操作，也允许地面人员遥控拍摄。

其中安装的CTV相机，是个变焦相机。其焦距范围为12.5mm-75mm，对角线视场为54度到9度（6倍变焦）。它的光圈2.0-22可调，支持自动曝光（高光优先或者全局平均）。该相机在40mm以上焦距都对焦无穷远，在40mm以下对焦和变焦相互锁定，焦距越短，合焦点越近。最近对焦距离（12.5mm焦距时）约1.75米（图5）。

GCTA提供了经纬仪式的云台，可以让CTV相机上下、左右运动，实现对目标的跟踪。具体来说，上下方向的运动速度为3.12度/秒，左右方向的运动速度为3.03度/秒（只有走和停，不能设置居中的其他速度值）。这个速度大概跟我经常用来跟踪火箭的Nexstar经纬仪差不多。GCTA 水平可动范围为左134度-右214度，俯仰可动范围为下45度-上85度。（图6）

2、谁拍的？

阿波罗任务控制团队通信系统部门老大 Ed Fendell（图7），人称“视频队长”（Captain Video），亲自上手操作了这个镜头的远程控制。（当时被誉为史上最伟大的外景画面，Fendell 还为此获得了一个德国的“金相机奖”。）

3、咋控制的跟踪？

我们一般“手摇拍火箭”实际上是一个闭环反馈控制：眼睛盯着屏幕，如果跟歪了，控制手臂肌肉进行相应的补偿，以保障目标始终在画面内。

但是由于从发出指令到画面发生相应变化需要经历大约6秒（除了信号以光速传播来回月球所需2秒多，还有在测控链路中处理传递所需时间），无法实时闭环反馈，所以这个镜头的拍摄，完全是个开环控制：

Ed Fendell 让手下计算了登月舱上升级从月面起飞时的弹道，提前计算好在指定机位观测时，目标高度角随时间的变化，编写了一套指令序列，然后掐着表，按时间依次按下一系列指令。（阿波罗16号的指令序列见图8，阿波罗17号的指令序列我还在查询）

Ed Fendell 在口述史中提到，他全程一眼没看画面，完全按计划盲操作，直到拍摄结束才去看了回放。（图9）

4、那咋跟的这么好？

其实也不是第一次就拍好的。阿波罗15号的时候，云台出问题完全没动，目标快速飞出画面（图10）；阿波罗16号的时候，车停的地方不是很平，云台水平线是歪的，而且在点火瞬间才发出向上抬起的指令，这太晚了（控制有延迟），所以目标也比较快就飞出了画框（图11）。

直到阿波罗17号的时候，吸取了前两次经验，Fendell 在点火前2-3秒就指令相机向上摆动，这样才拍到近乎完美的画面。（不同材料里对提前几秒的描述不一，大部分说2-3秒，个别也有提前8秒的说法，我们采信前者。图9）

5、为啥最后从画面左侧偏出去了？

这里我要发表我独家研究结果：因为月球车停歪了！

月球车的预定最终停放位置有个特定名称“VIP”（Very Important Place，图12、图13），设计位置为登月舱上升级飞行轨道面正后方100米处，对于阿波罗17号而言，这个机位是从登月舱看过去的102度（东偏南12度，图14）。但通过 LRO 的着陆地点遥感图像测量我发现，实际停车的角度是108.2度，往右偏了6.2度（从机位往目标看，弹道就会往左偏，图15）。所以会出现起飞之后不到30秒，目标逐渐向左边偏掉，最终从左侧跑出画面的情况。

其实距离停的也不完全对，大概停到了144米处。不过 Fendell 事先安顿过宇航员，宁愿停的远点也别停太近（太近的话云台抬头速度跟不上），从最终执行结果来看，这个距离是刚刚好的。

结语

世界上不存在神迹，任何看起来很惊人的镜头，都离不开缜密的规划、细致的执行、反复的打磨。

目前由于阿波罗17号的《月面视频操作计划》文件只有休斯顿某图书馆馆藏实体版（图16），我还没有查阅到，所以还有最后一块拼图没有补全。后续如果能拿到原始的指令序列，我再来跟大家报告更定量的轨迹重建结果、画面变化与指令序列的比较，以及看看从阿波罗16号到17号，他们在指令设计上做了哪些改进～

参考：

GCTA 操作手册 http://t.cn/A6QhnpPW
阿波罗16号月面视频操作计划 http://t.cn/A6QhnpPj
Ed Fendell 口述史 http://t.cn/A6QhnpPp
阿波罗17号月面路线计划 http://t.cn/A6QhnpPO
阿波罗17号月面流程计划 http://t.cn/A6QhYv8k
阿波罗17号停车位置测量结果 http://t.cn/A6QhnpPl
图书馆馆藏信息 http://t.cn/A6QhnpP0

#微博知识+##美国登月是真是假#

https://weibo.com/1144755982/5044637916201011

wdorange

哈里-谢顿 发表于 2024-5-22 18:15
可以参考这篇 https://mp.weixin.qq.com/s/RtHdukDX1fnIEjLq6rSLtQ  

可能有点ky不过月球溶洞基地的设想让我想起星际拓荒里的背阴城了

longmarch5

张玉华解释的玉兔月球车故障原因：

https://www.chinanews.com.cn/gn/2020/12-20/9366944.shtml

　2014年初，“玉兔号”月球车在第二个月昼周期，行进时被石块磕伤，造成电缆短路，行程终止在了114.8米。

　　在当天的讲坛上，张玉花说，在后来的研究中发现，“玉兔号”月球车之所以没能达到预期的结果，一是由于当时未能很好地预估月球表面温度，月球车上的电缆变软变长，电缆外的绝缘皮变得薄弱。另一原因可能是“玉兔号”月球车在往前走的时候走得太快，电缆磕在石块上被拉了出来，月表温度高，经过几次行走后电缆就破了，最终造成整个月球车短路，供不上电，也就无法行动了。

longmarch5

以前有人”质疑“阿波罗宇航员返回后可以行走，认为造假

正好这次北极星黎明任务可以用来说明短期和长期载人任务返回后的这一差异。
https://www.bilibili.com/video/BV1uv4Se7E96/


同样是载人龙执行的载人任务，如果时间长，宇航员一样是抬出来。
https://www.bilibili.com/video/BV18v4y1K7CC/

nanrendu

甭管美国说什么，月球现在物理上的研究就只有我们再弄，承认美国舆论战确实厉害，全球媒体网络全部被美国占据，功力深厚，黑的能说成白的。
到时候中国登月建基地挖矿，把资源运回家，美国继续只动嘴皮子干瞪眼看着才好。

—— 来自 鹅球 v3.1.88.3