1.太空先驱者:早期的理论与实践
不仅仅是凡尔纳,还有许多科幻作家们描绘着人类的太空之梦,这其中有正面描写,也有如H.G.威尔斯的《大战火星人》那样的“恐怖作品”。当人们发现星星并不是神仙的天堂,而是如地球一般的球体时,神仙消失了,外星人之谜随即诞生。尽快离开地球,到其他星星上去开疆扩土,探访未知的外星种族,成为整个人类的梦想。
有了对宇宙速度的认识,遨游太空便成为一个纯技术问题。到了19世纪,数学、物理学、化学、材料科学和机械学已取得长足进步,化学和机械工业已能为航天事业提供可用的燃料、动力装置、控制系统和机身结构,进军太空的物质条件实际上已经齐备。那些瑰丽的飞天神话不得不开始退出历史舞台,而基于物理原理和数学计算的设想与科学幻想则大行其道。天时地利人和,只待飞翔的时刻了。
这一天终于在1903年到来,莱特兄弟的双翼飞机哒哒作响地升上天空。短暂的59秒,使人类第一次体会到飞翔的滋味。然而,仅仅在地面附近飞行还不能接近星星。
也是在1903年,俄国教师齐奥尔科夫斯基发表了他著名的论文《利用喷气工具研究宇宙空间》,提出影响甚广的火箭公式。他通过计算得出,火箭能够达到的最高速度、喷气速度及火箭起飞重量和燃料耗尽后的重量之比有关,并提出可用多级串联火箭实现单级火箭难以达到的速度。这篇论文奠定了现代火箭发展的基础。
宇宙先驱齐奥尔科夫斯基
1919年,美国人罗伯特·戈达德用复杂计算说明,登月火箭是可以制造出来的。他计算出第一宇宙速度的大约值为每秒7~9千米,这一成就却只得到公众的嘲笑,被当成了胡思乱想。
1923年,德国人赫尔曼·奥伯特发表了一本公式连篇的小册子,他是研究儒勒·凡尔纳的专家兼物理学家。奥伯特的小册子名为《奔向太空的火箭》,他希望这本小书成为宇航技术的初级课本。奥伯特坚定地相信:“在一定条件下会出现一种效率特别高的飞行器,它能轻而易举地飞抵另一个陌生的天体”。很自然的,奥伯特画出一张包括了太空导弹的宇航站草图。这本书激起了公众对航天事业的浓厚兴趣。
赫尔曼·奥伯特和他主导设计制造的火箭
1926年,3月16日,在姨妈农场里深居简出的戈达德人品爆发,他成功点燃了一支液体驱动火箭。这为他获得了美国“火箭之父”的称号。
罗伯特·戈达德,身后就是他设计的火箭
1930年,赫尔曼·奥伯特设计制造了欧洲第一种锥形喷嘴火箭发动机。
1931年,在奥地利的舍克尔山,弗里德里希·施密德尔点燃了第一支邮政火箭,并成功地把102封信发射出去。与大多数雄心勃勃的研究者不同的是,施密德尔害怕这项新发明会被用于军事,所以他像科幻小说中描述的那些善良的科学家一样烧毁了设计资料。
但历史前进的步伐谁也阻拦不了。对火箭的研究工作并没有因此迟滞。业余火箭爱好者的活动很快就引起了国家机构的重视,更多人力、物力投入到火箭研究开发之中。最优秀的工程师聚集起来,图纸很快就被转化为成品。科学家建立起风洞和实验室,并研制出电子模拟计算器,完善了陀螺仪控制技术、无线通信技术和精密水泵。
至此,已是万事俱备,只欠东风,现代火箭需要的一切理论和技术条件,都已成熟了。
从火箭技术成熟到走进太空,人类还需要再等27年。火箭先驱们的成就起先并未引起人们足够的重视,直到第二次世界大战爆发,现代火箭首先作为武器应用在战场上,成为令伦敦居民为之胆寒的V-2导弹,才为世人所识。
V-2火箭剖面示意图
V-2火箭
初期的火箭这样运输
V-2的设计者冯·布劳恩是奥伯特的学生。战后他移居美国,成为最著名的火箭专家之一,美国第一颗人造地球卫星的研制者,以及阿波罗登月计划研制的核心成员。是冯·布劳恩的倡议、努力、说服力和感染力,才使我们能在那么早的时间前往月球。
冯·布劳恩于1964年5月在马歇尔太空飞行中心办公室内
冯·布劳恩站在土星5号运载火箭所用的F-1引擎前留影
就在美国人意识到火箭作为武器的重要性,并开始全面研究改进V-2导弹的同时,苏联人也不甘落后,利用缴获的战利品迅速成立了火箭研究机构,它的领导人,就是生前无名,死后被授予殊荣的火箭专家科罗廖夫。
科罗廖夫
加加林与科罗廖夫
1957年10月4日,世界上第一颗人造地球卫星从苏联发射升空。
第一颗人造地球卫星“探险者”
1961年4月12日,世界上第一艘载人飞船“东方号”载着苏联的也是人类的第一位宇航员尤里·加加林遨游太空,并安全返回地面。人类进入太空的梦想,至此终于实现了!
作为第一个进入太空的人类代表,加加林获得了数不清的勋章和荣誉,成为人类的第一个太空英雄,并因此为后人所铭记。
不幸的是,他在1968年3月27日的一次飞行中,因飞机坠毁而遇难。虽然他已从宇航员队伍中消失,但加加林的名字和他的开拓精神将永存于世,成为鼓舞人们进行太空探险的一面旗帜。
加加林
加加林:我受命进行历史上第一次航天飞行,可以做出人类航天飞行能成为现实可能性的结论。“东方”号飞船的飞行好像是本世纪的奇迹,但奇迹是不存在的,存在的是实际情况。航天飞行不是某一人或某一伙人的事。这是人类在其发展中合乎规律的历史过程。
加加林所乘坐的“东方号”宇宙飞船
在飞船中的加加林