1969年7月20日,阿波罗11号在月球着陆,全世界大约有6亿人观看了尼尔·阿姆斯特朗在月球踩下第一个脚印的直播,那一刻记录了一代人兴奋的回忆,也让肯尼迪总统在60年代末登月的承诺得以兑现,可NASA是如何让月球上的画面一路传回地球让无数人看到的?那我带你们了解视频直播画面从月球传回时会遇到的挑战,并了解克服这些挑战所用到的技术,以及这些技术在之后的阿波罗任务中有何改进吧!

在60年代早期,NASA开始着手研发送人类登月的火箭和飞船,可当时美国送进太空的宇航员屈指可数,更没有人离开过近地轨道,送人类登月这个充满野心的计划遭到了无数质疑,所以NASA也明白宇航员在月球行走的直播将是登月任务最有力的证明,NASA与美国西屋公司签约,要求后者设计制造一款小型黑白相机,从而拍摄人类首次登月的镜头,相机需能在仅7瓦的功耗下运转,并能承受月球表面的强烈辐射与巨大温差,最重要的是,登月舱还需要将视频直播画面,和其他无线电、遥测数据一起传回地球,NASA意识到阿波罗任务需要一款全新的通信系统,才能把数据从月球传回地球,于是他们研发了一款叫“统一S波段”的系统,可以将各自不同频率的遥测信号、指令、声音、视频信号,结合为单一天线发送,然而即使有了新系统,信号带宽也不够传输525行的标清电视信号,为了让视频流能“挤进”带宽中,西屋公司研发了低扫描频率相机,只传输325行扫描线、每秒仅10帧的画面,相机会通过线缆连接至登月舱,从而可以在着陆点附近移动,视频信号会经由登月舱天线,传回澳大利亚的追踪站,在澳大利亚,NASA将画面转换成标准广播电视信号,再将信号利用通信卫星转发给休斯敦的控制中心,休斯敦再将信号转发给世界其他地方。

然而,在月球开直播的挑战还没完,月球表面和黑暗的太空背景产生的超高对比度,会导致在月球上捕获清晰图像异常困难,为解决这个问题,西屋公司使用了其曾为国防部研发的绝密技术,他们研发了一款特制的低亮度成像管,其曾在越南战争中用于丛林侦查相机上,它能在低亮度下捕获移动物体,且不会让画面完全模糊,随着人类首次登月任务的逐渐接近,相机也准备好了,它将在阿波罗9号上进行其首次、也是唯一的一次测试,相机放在了登月舱上,在任务中相机和其他通信系统的测试非常成功。

相机的下一个任务就是将人类第一次登月的画面直播出去,1969年7月20日,阿波罗11号在月球着陆,置于登月舱侧面的相机对准了登月舱的梯子,巴兹·奥尔德林拨动舱内的断路器,开启了相机,直播一开始,画面是上下颠倒的,澳大利亚负责信号的技术人员很快将画面翻转回来,刚好赶上阿姆斯特朗踏上月球的画面,尽管画面的对比度很高,在转换过程中丢失了很多细节,但镜头还是清晰地记录下这最具有历史意义的一刻,相机在任务中运行一切顺利,且至今还在月球上。

在之后的阿波罗任务中,NASA使用了更先进的相机,可以记录色度信息,且在低亮度下有更好的表现,阿波罗15、16、17号的相机还安装在了月球车上,当宇航员离开月球的时候,他们把月球车停在一定距离外,而任务控制中心的相机操作员会发送指令让相机抬头,在宇航员从月球起飞时继续跟踪拍摄,所以虽然我们还没重返月球,我们还是要感激那些为了拍下这些历史瞬间的人所付出的努力,而那些画面将是人类永远的财富,而当我们未来重返月球时,我们今天拥有的先进摄像技术,还将拍摄更加壮丽的瞬间。