路齊一

飛往宇宙空間是擺在人們面前一個十分艱巨而復(fù)雜的問題，經(jīng)過成千上萬科學(xué)家和技術(shù)人員費盡心機的研究和百折不撓的實踐，直到本世紀(jì)人們才找到了一種方法，這就是利用火箭把人送往太空。因此，火箭可以稱得起是人類“步入太空的階梯”。

千年的歷史

早在火藥使用之前，我國古代人民已經(jīng)發(fā)明了一種火箭。直接利用火藥的力量來推進的火箭，也是我國最先發(fā)明的。據(jù)說宋代(公元1000年左右)的唐福創(chuàng)制了世界上第一支火箭。后來，由于軍事的需要，火箭技術(shù)得到發(fā)展。象古代火箭技術(shù)水平最高的“飛空砂筒”，就曾顯赫一時。根據(jù)《武備志》記載，我國明朝的這種火箭發(fā)射出去，還能夠自己飛回來，它是利用另一級的反向力量飛回來的，這是最早的兩級火箭了。歐洲最早使用火箭是在公元1241年，當(dāng)時韃靼人在抵抗波蘭人的戰(zhàn)役中，首先使用了火箭。這大概對波蘭人也是一個啟發(fā)和促進，因為后來在歐洲關(guān)于早期火箭方面所出版的書中，據(jù)說最有趣、內(nèi)容最全面的書，就是波蘭的大炮專家西米羅維茲所寫的。他的書于1650年出版，其中還附有兩百幅插圖。

被埋沒的火箭之父

世界上最早科學(xué)地說明火箭原理的，是英國的大科學(xué)家牛頓。他在1678年提出的第三定律，“反作用力等于作用力，但方向與其相反?！笨茖W(xué)地回答了受力運動的問題。但牛頓并不是專為研究火箭而提出這個定律的。此后，英國人也使用了火箭，也許是由于1766年，英國的軍隊在東印度遭到火箭射擊的緣故。后來在反拿破侖的戰(zhàn)爭中，他們還把這種武器出租給盟軍。

二十世紀(jì)初，著名的俄國科學(xué)家齊奧爾科夫斯基最先認真地研究了火箭如何飛往宇宙等問題，后來他被人們譽為“宇航之父”。他在1903年發(fā)表的《用反作用器研究宇宙空間》的論文中，提出了火箭推進的速度公式，并且他第一個把火箭原理和航天的概念建立在科學(xué)基礎(chǔ)之上，研究了飛船的起飛方法和條件，還想象了未來人在飛船里生活的情景。同時他大膽地提出，采用液體作推進劑的多級火箭和建造地球以外火箭站的設(shè)想。

1895年，他發(fā)表了人造衛(wèi)星的一個圖樣，提出以人造衛(wèi)星為宇宙航行的中途基地，向月球和其他星球發(fā)射火箭的主張。他還科學(xué)地論證了借助火箭實現(xiàn)宇宙飛行的可能性。然而，他開始的一系列研究工作，并沒有受到俄國的重視。

齊奧爾科夫斯基以后，蘇聯(lián)于1931年成立了“噴氣推進研究小組”；1933年8月，他們研制成功第一枚液體火箭，但他們的技術(shù)水平，當(dāng)時不如德國，也不如美國，因為最早制出齊奧爾科夫斯基所設(shè)想的液體燃料火箭的是美國的戈達德。

第一次世界大戰(zhàn)中，戈達德就發(fā)展了一種固體燃料硝化甘油及槍棉火箭，并且在停戰(zhàn)前兩天，即1918年11月戈達德還為一些軍事觀察家們，做過一次成功的示范表演。翌年他就提出了一篇報告，題為《達到極高高度的一種方法》，其中談到利用固體推進劑制造火箭射人宇宙太空的問題。

1926年的試驗是戈達德新的起點，隨后他提出了多級火箭的理論，企圖把火箭射到月亮上去。雖說戈達德的設(shè)想沒有錯誤，并且到達月球現(xiàn)在已經(jīng)實現(xiàn)了，但是，當(dāng)時他的研究工作，就象齊奧爾科夫斯基最初那樣，并沒有受到美國的重視，甚至更糟糕。

由于戈達德的火箭被美國人忽視了，所以最先實現(xiàn)現(xiàn)代火箭技術(shù)的不是蘇聯(lián)也不是美國，而是德國。

令人失望的成功

德國人在20年代末期就開始研制液體燃料火箭。最初是奧伯斯對許多技術(shù)性問題作了探討，于1923年出版了《從火箭到星際太空》一書，1927年，德國就成立一個太空飛行協(xié)會，并且僅一年時間就吸收了3，500名會員。到1942年，培內(nèi)明德火箭研究所試驗成功世界上第一枚現(xiàn)代化的火箭——A-4火箭。它是使用液氧-酒精做推進劑的，最大速度接近每秒兩公里，射程189.8公里左右。

A-4火箭的成功充分說明，當(dāng)火箭可以自備氧化劑時，它就可以在沒有空氣的外層空間飛行，可見人類距離飛出地球的引力已經(jīng)為期不遠了。如果德國此時繼續(xù)研究用火箭發(fā)射人造衛(wèi)星的話，很可能人類的航天史要重寫。但是，當(dāng)一些人還陶醉在把液體燃料火箭發(fā)展成太空飛行工具的夢想中時，第三帝國提出了另外的要求，即馬上發(fā)展成新式武器，這是由于希特勒所感興趣的是A-4火箭的速度，因為它提高到音速的6倍，而這個速度遠遠地超過了飛機的速度，足以使英國的空軍防不勝防。

今非昔比

科學(xué)家們計算出，要想進入宇宙太空飛行，必須達到“第一宇宙速度”，即每秒約七點九公里的速度。當(dāng)被發(fā)射出去的物體在大氣層外獲得這一速度時，物體將繞地球運行；當(dāng)物體達到每秒十一點二公里的速度稱為“第二宇宙速度”，這時物體將沿一條拋物線軌道運行，再也不能返回地球了；當(dāng)物體獲得每秒十六點七公里以上的速度時，就稱為“第三宇宙速度”，這時物體將沿一條雙曲線軌道運行，最終擺脫太陽的引力，飛到太陽系以外去。

然而，無論怎樣，要達到這樣高的速度，需要巨大的推力。長期以來，人們付出了巨大的代價和地球引力作斗爭。1957年，蘇聯(lián)首先使火箭的速度達到了軌道速度，接著便展開了一場激烈的空間爭奪。

不久，蘇聯(lián)的衛(wèi)星上了天，此后，雖說空間技術(shù)迅速發(fā)展起來，但是火箭的最大速度并沒有很大的提高。當(dāng)然，在這幾年中，火箭技術(shù)的發(fā)展還是很快的。例如美國火箭，從“紅寶石”、“三角”、“擎天神”、“阿其那”、“人馬座”、“泰坦二號”，到“土星一號”、“土星～IB”，幾乎一個比一個更高大。1967年美國又創(chuàng)制了“土星五號”，它的個子更大，也是迄今最大的運載火箭。當(dāng)“土星五號”頂部安放上太空飛船時，這個巨大的火箭在地面矗立起來高達110多米，比美國著名的自由神像還要高出大約六層樓。

“土星五號”是由三節(jié)火箭接成的，由于它體積太大，光是把這幾部分運送到發(fā)射地點肯尼迪角去，就是一項非常困難的工作。最上面一節(jié)，即把太空船送進軌道的那一節(jié)，一般飛機運載不了，是用一種稱作“超級孔雀魚”的特大運輸機搬運的；中間一節(jié)，據(jù)說是迄今制造的最強大的氫燃料火箭，對于它的運輸，飛機已經(jīng)無能為力，只好采用駁船把它從加里福尼亞洲經(jīng)過巴拿馬運河送到發(fā)射場；最下面一節(jié)體積最大，特制了巨大的駁船，才把它從墨西哥灣的密西西比試驗所運到發(fā)射場。

“土星五號”表明，美國在運載火箭技術(shù)方面，走到了蘇聯(lián)的前面?，F(xiàn)代的火箭技術(shù)，已經(jīng)達到高度完善的程度，具有強大的推力，象“土星-5號”運載火箭的第一級使用的發(fā)動機，就具有690噸的推力，而該火箭安裝了五部這樣的發(fā)動機。

但是，火箭技術(shù)仍在繼續(xù)發(fā)展著，例如最近人們提出了一種由渦輪火箭發(fā)動機和沖壓式火箭發(fā)動機組成的綜合式火箭發(fā)動機的設(shè)計方案。此外，正在研制原子火箭發(fā)動機，即核能發(fā)動機等?？梢灶A(yù)言，火箭為人類走向太空，將做出更大的貢獻。

(賈秉恒摘自《人類的翅膀》)