飛翔之夢（下）回望人類發(fā)明之路之二十四

張開遜

戈達德還在美國孤軍奮戰(zhàn)，火箭熱卻已經(jīng)在德國民間悄然興起。1927年，火箭研究專家奧伯特（1894-1989）發(fā)起組織了一個業(yè)余愛好者團體“宇航學會”，該學會于20世紀30年代被納粹軍隊接管，成為一個專門為戰(zhàn)爭服務的研究機構(gòu)。1933年，德國研制出用于實驗的液體燃料火箭。

當年，希特勒曾在兩種新式武器——核武器和火箭之間進行選擇，最終他選擇了后者。在納粹德國的傾力支持下，1944年9月，在曾經(jīng)是奧伯特的助手的馮·布勞恩（1912-1977）的領導下，德國研制出一種具有巨大威懾力量的導彈：彈長14米、直徑1.6米，裝填烈性炸藥800千克，最大飛行速度達到每秒1700米（是聲速的5倍），在100千米高空飛行，射程320千米?；鸺跃凭鸵貉踝鳛橥七M劑，最大推力27噸。這種新式武器即刻被用于空襲倫敦。當爆炸聲響起之后，人們才聽到火箭由天呼嘯而降的聲音。從1944年9月至1945年3月，納粹德國僅向英國本土就發(fā)射了4300枚這種火箭。這是世界上最早投入使用的彈道導彈，取名V-2。在英語中，“V”寓意“勝利”；在德語中，“V”寓意“復仇”。這些“喝酒”的火箭沒有奔向遙遠的太空，而是指向了人類自身。

1945年5月2日，美軍在歐洲戰(zhàn)場俘獲了包括馮·布勞恩在內(nèi)的100多名世界第一流火箭專家，得到了全部V-2火箭資料及部分火箭零件。稍后不久，蘇聯(lián)軍隊俘獲了一批德國第二流火箭專家，截獲了大批V-2火箭及火箭試驗場的全部設備和圖紙。

美國和蘇聯(lián)成為德國V-2火箭的繼承者。馮·布勞恩被迅速轉(zhuǎn)移到美國，開始進行新的彈道導彈設計研究工作。蘇聯(lián)則在年輕的火箭專家科羅廖夫（1906-1966）領導下進行火箭技術(shù)研究。20世紀50年代，美國和蘇聯(lián)同時研制成功洲際彈道導彈。這種彈道導彈可以跨越半個地球攻擊敵方目標，運載火箭已經(jīng)超過第一宇宙速度。

1957年10月4日，蘇聯(lián)利用多枚火箭同時點火的技術(shù)，發(fā)射了世界上第一顆人造地球衛(wèi)星，這顆衛(wèi)星重83.6千克，3個月后墜毀。

人造衛(wèi)星能夠從太空軌道俯視地球，觀察發(fā)生在地球表面的多種自然現(xiàn)象和人類活動，幫助人們了解地球生態(tài)變化，勘察自然資源、監(jiān)測自然災害、獲取氣象預報必需的信息，它也被用作新的軍事偵察手段?，F(xiàn)在，在環(huán)繞地球的太空軌道上已經(jīng)有數(shù)千顆不同用途的人造衛(wèi)星，其中許多用于窺探他國軍事、經(jīng)濟等方面秘密。

1961年4月12日，蘇聯(lián)載人宇宙飛船升空。當其環(huán)繞地球飛行108分鐘后，飛船高度下降，航天員加加林在離地面7000米處被彈出，乘降落傘平安返回地面。這次太空飛行表明，人類脫離地面繞地球高速旋轉(zhuǎn)，在生理上是可以承受的。航天員親歷太空，證實人類在宇宙空間生存是可能的。

隨著火箭技術(shù)的進步，人們開始把人造衛(wèi)星送上更高的空間軌道。1964年8月9日，美國發(fā)射同步通信衛(wèi)星。這種衛(wèi)星距地面3.6萬千米，每24小時環(huán)繞地球一周。從地球上看，它好像在太空靜止不動。如果發(fā)射三顆這樣的衛(wèi)星，使它們分布在地球上方相互呈120度角的方位，它們發(fā)出的電磁波便可覆蓋全球。從地面上發(fā)出的電磁波信號通過它們轉(zhuǎn)發(fā)，可以避開地球表面凸起的曲面阻隔，到達地球上的任何地方。人類在發(fā)明無線電70年之后，又借助航天技術(shù)實現(xiàn)了全球通信。

1969年7月20日，美國“阿波羅11號”宇宙飛船經(jīng)過4天太空飛行，行程38.6萬千米，把兩名宇航員送到月球表面。他們在月球上停留了21小時，采集到大量月球巖石樣品，然后離開月球平安返回地球。從飛機離開地面到人類登上月球，其間只用了66年時間。

美國此次登月計劃共計耗資230億美元，動員了兩萬家廠商及40萬名工作人員，成為有史以來最龐大的系統(tǒng)工程。后來，美國又進行了5次載人登月飛行，共有12人去到月球。這些航天員在月球上共停留280小時，足跡延伸到100千米以外的地方，他們研究了月球殘留的火山活動，考察了月面地質(zhì)地貌，結(jié)果發(fā)現(xiàn)月球的構(gòu)成物質(zhì)與地球上的巖石大體相似。航天員帶回月球巖石樣品共440千克，科學家根據(jù)它們推算月球形成的年齡約為44億年，比地球年齡略小。

1971年4月19日，蘇聯(lián)在環(huán)繞地球的太空軌道建立了第一個永久性試驗基地——“禮炮1號”空間站。利用空間站特殊的環(huán)境，人們可從事在地球上無法開展的科研工作?？臻g站繞太空軌道飛行時，地球引力和離心力相互抵消，航天員感受不到重力，飄浮在空中，用力呼出一口氣便會使身體向后移動。在這種重力幾乎消失的空間，僅僅存在遙遠星體產(chǎn)生的微小引力，物質(zhì)運動變化呈現(xiàn)出許多新的現(xiàn)象，人們可以在這種環(huán)境里制造沒有缺陷的晶體、合成新的化學物質(zhì)、研究失重條件下胚胎發(fā)育生長的規(guī)律。蘇聯(lián)的第一批航天員于同年6月6日乘宇宙飛船到達空間站，在這個太空實驗室工作了22天，而后乘宇宙飛船返回地球。當他們乘坐的飛船準備降低軌道進入大氣層時，密封艙泄漏，空氣逸出，宇航員全部窒息死亡。3個月后，“禮炮1號”空間站墜入地球大氣層。

1976年，蘇聯(lián)正式制定新的空間站計劃，新的空間站被命名為“和平號”。1986年2月20日，“和平號”的主艙發(fā)射升空，空間站在使用過程中不斷加裝其他艙室，擴大功能，直到1996年4月組裝完成，總重量達到116噸，總?cè)莘e達到470立方米，就像一個巨大的太空拼裝玩具。

“和平號”空間站在太空軌道上工作了15年，先后有10多個國家的104名宇航員到空間站工作，進行了16500次各種科學實驗，同時長期觀察太空環(huán)境對生命活動的影響。2001年3月6日，由于空間站部件老化，年久失修，墜落在太平洋中。

1998年8月，美國開始建造更大的空間站——“太空實驗室”，利用它進行規(guī)模更大的太空科學研究，同時使它成為向更深的宇宙空間進發(fā)的太空基地。

20世紀80年代初，美國發(fā)明了航天飛機。1981年4月12日，美國航天飛機“哥倫比亞號”載兩名宇航員首次試飛，經(jīng)過54.5小時飛行，繞地球36圈后于4月14日安全著陸。這架航天飛機有44個噴氣發(fā)動機，可以在太空和大氣中任意調(diào)整飛行姿態(tài)和飛行速度。航天飛機是把通常的火箭、宇宙飛船和飛機技術(shù)集成起來的一種新型空間運載工具，它能夠在宇宙航行中往返飛行多次使用。

載人航天是隱伏各種災難的太空探險活動，危險的旅途隨時可能奪去探險者的生命。太空旅行需要極為復雜的生命保障系統(tǒng)，人們在地球上積累的經(jīng)驗，常常不足以應對從未經(jīng)歷過的瞬息萬變的太空飛行環(huán)境。人類英雄主義的情懷，鼓舞著先驅(qū)者義無反顧地一次次踏上太空的征程。

1986年1月28日，美國“挑戰(zhàn)者號”航天飛機載7名宇航員發(fā)射升空，當時美國電視臺設專題節(jié)目向全世界實況轉(zhuǎn)播此次升空過程。73秒鐘之后，以3倍音速升到17千米高空的“挑戰(zhàn)者號”突然爆炸，7名宇航員和價值12億美元的航天飛機頃刻間化為數(shù)千塊碎片散落在大西洋中。宇航員中有一名女教師，原準備在航天飛機現(xiàn)場為地球上的孩子們講一堂太空知識課。當人們在發(fā)射現(xiàn)場和電視機前驚愕地看到這悲壯的一幕時，無數(shù)孩子放聲大哭，呼喊他們的老師。這時人們想起在“阿波羅4號”飛船失事中遇難的宇航員格里索姆生前對飛船設計師說過的一段激動人心的話：“要是我們死亡，大家要把它當作一件尋常的普通事情，我們的事業(yè)是一種冒險的事業(yè)，萬一發(fā)生意外，不要耽擱計劃的進展。征服太空是值得冒險的?！?/p>

2003年1月22日，“哥倫比亞號”航天飛機在完成16天太空飛行任務返回地球時，在高空爆炸，7名宇航員全部遇難。2005年7月26日，“發(fā)現(xiàn)號”航天飛機載著7名宇航員再次升上太空。

航天技術(shù)以前所未有的速度拓展人類知識的疆界。1990年4月，美國利用航天飛機把哈勃太空望遠鏡送上距離地面500千米的太空軌道，使人們能夠在沒有大氣干擾的環(huán)境里觀測宇宙。這架望遠鏡的物鏡直徑2.4米，有十分靈敏的探測器，可以探測宇宙中十分微弱的光信息，能夠發(fā)現(xiàn)6000千米之外一根火柴的亮光。這架太空望遠鏡取名“哈勃”，是為了紀念為“宇宙膨脹”學說提供重要觀測依據(jù)的美國天文學家哈勃（1889-1953）。

哈勃太空望遠鏡進入太空軌道后，發(fā)回的第一批觀測照片十分模糊，令人大失所望。科學家研究發(fā)現(xiàn)，是望遠鏡的光學系統(tǒng)設計出了毛病。當時科學家提出兩種解決辦法：一種是重新制造一臺望遠鏡替換它；另一種是根據(jù)哈勃望遠鏡“近視”的程度在地面為它配一副“眼鏡”，由宇航員乘航天飛機為它佩戴以“矯正視力”。 第二種方案被采納。宇航員乘航天飛機在太空軌道輕輕“抓”住這臺有視力缺陷的望遠鏡，為它戴上定做的非常精確的“眼鏡”，結(jié)果它發(fā)回地面的照片立即變得十分清晰，人們得以看到前所未見的奇妙無比的天象景觀。通過哈勃太空望遠鏡，科學家看到了銀河系之外恒星死亡的過程，看到了彗星撞擊木星在木星上出現(xiàn)的疤痕，發(fā)現(xiàn)了太陽系之外的行星上存在大氣，還第一次找到了宇宙中存在“黑洞”的證據(jù)。

借助威力強大的火箭，人類已經(jīng)近距離地考察了太陽系的大部分行星，攜帶探測儀器的飛行器已在距地球最近的兩顆行星——金星和火星上登陸，實地考察組成行星的物質(zhì)和它們真實的物理環(huán)境。

探測結(jié)果表明，以西方神話中的愛神“維納斯”命名的金星，遠不如神話中描述的那樣浪漫。金星大氣的97%是二氧化碳，其壓力高達90個大氣壓，相當于地球海下900米深處的壓力，人類如果到達金星表面馬上會被壓得粉碎；金星大氣溫度高達470℃，比人們廚房里的烤箱的溫度還要高；大氣中沒有水也沒有氧。在50千米厚的二氧化碳大氣層上方，籠罩著30千米厚的硫酸蒸氣，“酸霧”彌漫。實際上，這顆美麗的行星是真正的地獄，那上面沒有生命。

人們多次將探測儀器送到火星表面，其探測結(jié)果表明，火星表面是一片死寂的荒漠，偶爾出現(xiàn)遮天蔽日的塵暴，那上面既無神奇的火星人，也沒有人們想象的河流?；鹦谴髿獾闹饕煞质嵌趸?，火星表面氣壓只有地球表面氣壓的1%。夏季的白天，火星表面溫度為0℃左右，夜晚沒有日照時氣溫迅速降低到零下80℃。最近，科學家通過火星探測器實地分析火星巖石結(jié)構(gòu)，找到了過去火星上曾經(jīng)有水的證據(jù)。人們預測，地球未來的景象可能會像今天見到的火星。

航天技術(shù)以前所未有的方式擴大了當代人類活動的疆域，同時為未來人類創(chuàng)造了在宇宙中能夠長久生存的機會。天文學家認為，任何恒星都有其生命周期，太陽已近壯年，數(shù)十億年之后，它的光和熱將消失殆盡，不再能享受它的恩澤的地球?qū)⒅饾u變?yōu)橐活w不適于物種生存的荒漠之星；而航天技術(shù)有可能幫助人類在這一天到來之前，到茫茫的太空尋找并創(chuàng)建新的家園。

1977年夏天，美國航空航天局發(fā)射了兩艘探測太陽系的飛船“旅行者1號”和“旅行者2號”。其中一艘飛船的軌道與太陽系行星軌道平面平行，另一艘的軌道與行星軌道平面垂直。在13年的時間里，它們分別考察了木星、土星、天王星、海王星和它們的數(shù)十顆衛(wèi)星。1990年2月初，當它們在海王星附近相會，即將離開太陽系而成為在宇宙間永久巡游的人造天體時，著名行星天文學家卡爾·薩根（1934-1996）建議此時在這里拍攝一張遙望地球的照片。他說：“這可能是宇宙間其他生命來到太陽系時第一眼看到地球的情景?！泵绹娇蘸教炀植杉{了他的建議，馬上向“旅行者2號”飛船發(fā)出控制指令（無線電信號從地球到達飛船需要5個半小時），使飛船攝影機鏡頭對準59億千米之外的地球，調(diào)整曝光時間，拍攝了60張地球的照片。這些照片中的每一幅有64萬像素，編碼之后通過無線電信號耗時3個月才陸續(xù)傳送到地球。人們從圖片中看到的是一個黑暗背景中孤零零的暗淡藍點。這個暗淡藍點就是地球。

在浩瀚的宇宙中，地球顯得微不足道，孤獨地在太空漂泊，偶爾有幾個氣體分子逃逸到宇宙空間，偶爾有不知來自何方天體的幾個粒子隨機散落在它的表面。這個藍點外面有一層薄薄的大氣，呵護棲息在它表面的脆弱的生命。這些生命之中有一種生靈，在這里發(fā)明了有別于自然的事物，創(chuàng)建了自己的文明，為宇宙賦予了特殊意義，他們就是人類（連載完）。