从飞天传说到火箭神话(人类上天那点事儿)

孔明灯、风筝和窜天猴,中国古代发明的这些能飞的“神器”,都没能解决载人飞行的问题。

在历史上曾有“万户飞天”的故事:一个中国明朝的叫万户(称谓,原名为陶成道)的一个官员,为了实现自己的航天梦想,坐在绑上了47支火箭的椅子上,手里拿着风筝,飞向天空,但是火箭就爆炸了,万户也为此献出了生命。人们称他为“世界航天第一人”。为纪念万户,国际天文学联合会将月球上的一座环形山以这位古代的中国人命名。

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“万户飞天”

到了20世纪,飞行的梦想再次被人类点燃。首先出场的是热气球,相比飞机和火箭,比较简单。法国的造纸商孟格菲兄弟跨界创新,发明了热气球,经过不断改进,终于试验成功。1783年,孟格菲兄弟靠上升的烟火,成功地放飞了热气球,并实现了载人飞行。

由于热气球还得靠燃烧,比较麻烦。发现了“查理定律”的法国物理学家查理,受到卡文迪什刚发现的氢气的启发,邀请了另一对兄弟——机械师罗伯特兄弟制作了第一个氢气球。同样是1783年,第一只氢气球在巴黎飞上天空。

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此时物理学家富兰克林正好在当美国驻法大使,有人问他“一只气球能有什么用呢?”“一个初生的婴儿能有什么用?”富兰克林犀利地反问。尽管后来又发明了氦气球,但是气球只能飘在空中,即使加了螺旋桨,机动性和飞行速度也十分有限。

后来,人们试图通过学习飞鸟来实现飞翔。飞鸟是否能飞,受限于它胸部肌肉和骨骼所占体重的比例,因此如果一只鸟减肥失败,体重达到鸵鸟那种级别,也只能满地乱跑了。人类如果想飞,胸部的骨骼需要达到1m高并且长满肌肉。因此,如果人类要实现飞翔,必须借助于飞行机械。

飞机是由另一对兄弟——莱特兄弟发明的。莱特兄弟原来是修自行车的,也许客户总提出希望自行车能飞的“无理要求”,他俩也就变成了飞行方面的发烧友。

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莱特兄弟

1903年,人类首架飞机在莱特兄弟的手上试飞成功,这架飞机飞了36m,滞空时间12秒。从自行车演变出来的飞机,很像从爬行动物进化出来的鸟类。

随着两次世界大战的爆发,飞机技术得到了突飞猛进的发展。第一次世界大战期间,飞机被广泛地投入战斗,第一支独立空军也随之诞生。

到了第二次世界大战后期,喷气式飞机被制造出来,取代了活塞式螺旋桨飞机。飞机的速度、载重和续航能力大大提升。不过飞机只能在大气层内飞行,对于拥有雄心壮志的人类来说,“冲出地球,走向太空”才是最终的梦想。

在这个背景之下,“火箭三剑客”齐奥尔科夫斯基、戈达德和奥伯特闪亮登场。

“地球是人类的摇篮,但人类不可能永远被束缚在摇篮里。”说这句话的,不是地球的保育员,而是被称为“航天之父”的俄国(也可以说是苏联)科学家齐奥尔科夫斯基。他 10 岁的时候因为得了猩红热,几乎完全失去了听觉。正因为如此,他把所有精力都集中在了对科学的思考当中。

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康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基

富尔顿的工作刺激了儒勒·凡尔纳,而儒勒·凡尔纳的科幻小说则刺激了齐奥尔科夫斯基。1903年,他发表了世界上第一部喷气运动理论论文《利用喷气工具研究宇宙空间》,提出了液体火箭的设计。齐奥尔科夫斯基堪称“航天灵魂工程师”,他对火箭的理论进行了全面的奠基,他甚至对月球登陆也做过相关研究。然而,齐奥尔科夫斯基并没有做出真正的火箭。也就是说,“火箭之父”只看到了还在腹中的“小火箭”的 B 超影像,并没有看到火箭的真正诞生。

真正发明了事实上火箭的,是“三个火箭手”的二号选手,美国工程师戈达德,他被称为“现代火箭技术之父”。

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罗伯特·戈达德

也是受到了儒勒·凡尔纳的科幻作品的刺激,戈达德从小就对科幻情有独钟。戈达德 1911年从克拉克大学博士毕业,1912年成为普林斯顿大学的研究员。1926年,戈达德在美国马萨诸塞州的奥本成功发射了第一枚液体火箭,人类从此告别了以固体燃料为动力的钻天猴时代。不过当时美国正热火朝天地研究飞机,对火箭不是太感冒。而德国作为“一战”的战败国,被禁止研究飞机,所以只好打个政策擦边球,研究起了火箭。

戈达德的工作在美国没有引发轰动,却引起了三号选手德国科学家奥伯特的注意。奥伯特小时候也是受到了儒勒·凡尔纳的《从地球到月球》的影响,对太空和火箭产生了浓厚的兴趣——看来应该给儒勒·凡尔纳颁发一个“最佳科学启蒙奖”。

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赫尔曼·奥伯特

1923年,奥伯特发表了《飞向星际空间的火箭》,建立了火箭的数学理论,并于 1929年改编为《通向航天之路》,于当年开始研究液体火箭。1930年,奥伯特收了一个正在读大学的大学生,作为自己的助手。而这位在读的大学生,正是后来成为火箭大师的德国科学家冯·布劳恩。“火箭三剑客”终于后继有人了。冯·布劳恩和钱学森正是年轻时候读了奥伯特的《通向航天之路》,才走上了通向航天的学术之路。

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冯·布劳恩

冯·布劳恩后来认识了战争狂人希特勒。在希特勒的支持下,冯·布劳恩发展了德国的火箭技术,并且在火箭顶端装上了弹头,制造出了导弹。德国于 1943 年制造了 V-2 导弹。

次年,德国虽已穷途末路,却还在困兽犹斗,用 V-2 导弹袭击英国。当时 V-2 导弹的精度不高,但是这种从天而降的炸弹让英国人产生了巨大的恐惧心理。不怕打得准,就怕打不准。万一导弹瞄准的是伯明翰,结果起飞以后跑偏,直接飞到了伦敦怎么办?而当时的导弹确实经常跑偏,英国本来就对导弹的防空束手无策,再加上不知道这导弹会飞到哪儿,恐惧可想而知。

幸亏很快德国就战败了。苏联人冲入德国抢房子抢地抢设备抢零件,而美国人则直接抢人。冯·布劳恩一干德国专家,被美国一网打尽,美国在人才方面发了横财。当然,苏联抢房子抢地策略也有明显的短期效应,很多现成的设备和工厂落入苏联人之手。加之苏联人在科研方面本身也不是吃素的。

1957年,苏联抢先发射了第一枚洲际导弹。苏美航天竞赛第一轮,苏联 1∶0 领先。苏联乘胜追击,将弹头改成卫星,于 1957年 10月4日成功发射了人类历史上第一颗人造卫星“旅行者一号”。不过 这颗卫星纯属技术展示,上面只有一个无线电发报机,能够向世界各国发信号,炫耀卫星的存在。苏美航天竞赛第二轮,苏联 2∶0 领先。

正在美国人喊叫着要赶超苏联的情况下,苏联又发射了第二颗卫星,这颗卫星还搭载了一只小狗,已经具有了更实用的科研功能。在无比匆忙的情况下,美国急三火四地发射了一颗卫星,结果刚起飞就直接爆炸了。

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世界第一只太空狗,莱卡

美国终于在1958年成功发射了第一颗卫星,不过大小和功能跟苏联的第一颗卫星无法相比。苏美航天竞赛第三轮,苏联 3∶1 领先。

接下来的日子,苏联和美国你一颗我一颗,持续不断地释放卫星,双方的放星大战愈发激烈。

1961年,苏联将人类送入了太空。加加林终于完成了万户的心愿,成为第一个进入太空的人类。1963年,第一位女宇航员捷列斯科娃进入太空。1965年,列昂诺夫成为第一个在太空行走的人。

苏美航天竞赛第四轮,苏联 4∶1 领先。美国人这下受了严重的刺激。美国不想再小打小闹下去了,准备给苏联来“一记重拳”,直接终结这场竞赛。美国总统肯尼迪宣称:“要把美国人送上月球”,这就是著名的“阿波罗”登月计划。

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“阿波罗”登月计划

“阿波罗”计划经过多次彩排,于 1969年成功将三位宇航员送上月球。宇航员阿姆斯特朗第一个登上月球,并说出了那句名言:“向前一小步,文明一大步。”人类,彻底实现了飞天的梦想。

作者:姜萌

节选自《科技史脱口秀》

图源:网络

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