美“現(xiàn)代火箭之父”屢敗屢戰(zhàn)

魏云峰

中國新型運(yùn)載火箭長征五號(hào)2日發(fā)射時(shí)遭遇失利，令人惋惜。但航天發(fā)射本身就是一項(xiàng)高風(fēng)險(xiǎn)事業(yè)，世界航天史上的挫折更是數(shù)不勝數(shù)。被視為“美國航天偶像”的羅伯特·哈金斯·戈達(dá)德是現(xiàn)代液體火箭的發(fā)明人，可他的火箭研制之旅充滿挫折，美國政府甚至一次又一次地?zé)o視了他的成果。但就是在一次次挫折里，現(xiàn)代火箭在戈達(dá)德手中逐步成形。

星際旅行的誘惑

戈達(dá)德出生于1882年，在中學(xué)時(shí)代，英國科幻小說《世界大戰(zhàn)》描寫的“火星人入侵地球”讓他萌生了對(duì)太空的興趣。戈達(dá)德回憶說，17歲那年的一天，他爬上谷倉后面的櫻桃樹時(shí)突發(fā)奇想，“我在眺望東面的田野時(shí)心想，要是造出能登上火星的裝置多好?。∥蚁胂笾屑軝C(jī)器從樹下的草地飛起來，直上天空?！?/p>

出于星際旅行的好奇，戈達(dá)德開始對(duì)物理和數(shù)學(xué)著迷起來。1908年6月，他以優(yōu)異的成績從伍斯特理工學(xué)院畢業(yè)，隨后進(jìn)入克拉克大學(xué)繼續(xù)深造。在此期間，戈達(dá)德通過數(shù)學(xué)推算發(fā)現(xiàn)，用加速粒子束提供推力的方法是可行的——如今這套理論發(fā)展“離子推進(jìn)系統(tǒng)”，是遠(yuǎn)距太空旅行的最佳推進(jìn)方法。1909年2月，戈達(dá)德又首次提出液體燃料火箭的可能。他認(rèn)為，相比當(dāng)時(shí)流行的固體火箭，液體燃料火箭的效率更高。

1914年，戈達(dá)德在克拉克大學(xué)擔(dān)任兼職教師，這為他繼續(xù)從事火箭研究提供了更好的機(jī)會(huì)。1915年的一個(gè)傍晚，戈達(dá)德悄悄開始生平第一次火箭原型的點(diǎn)火試驗(yàn)——試驗(yàn)本身倒沒出問題，但火箭噴出的巨大亮光和噪音驚動(dòng)了校園巡視人員。戈達(dá)德不得不向校方再三解釋自己的試驗(yàn)不會(huì)危及他人，也不會(huì)影響正常教學(xué)秩序。通過在克拉克大學(xué)進(jìn)行的試驗(yàn)，他成功證明了火箭是可以在真空中運(yùn)行的。而對(duì)于這點(diǎn)，當(dāng)時(shí)大部分科學(xué)家都持懷疑態(tài)度。

然而戈達(dá)德只能謹(jǐn)慎地保存這些研究成果，拒絕透露自己的終極目標(biāo)是太空旅行。因?yàn)榇藭r(shí)的美國科學(xué)界風(fēng)氣保守，將太空旅行視為純粹的科幻甚至狂想，根本不愿考慮其中的科學(xué)性。

火箭試驗(yàn)飽受爭議

1917年，美國卷入第一次世界大戰(zhàn)，戈達(dá)德也首次得到和美軍合作的機(jī)會(huì)。戈達(dá)德興致勃勃地向軍方推薦自己的火箭研究，還提出用金屬管發(fā)射輕型火箭的設(shè)想，這就是當(dāng)今火箭筒的原型。但突如其來的肺結(jié)核擊垮了戈達(dá)德的健康，他被迫長期臥床休息。還沒等徹底恢復(fù)，戰(zhàn)爭結(jié)束了。戈達(dá)德錯(cuò)失了與軍方的合作機(jī)會(huì)，依然只能孤軍奮戰(zhàn)。

1919年，戈達(dá)德發(fā)表題為《達(dá)到極大高度的方法》的論文，論述火箭運(yùn)動(dòng)的基本數(shù)學(xué)原理。他還提出將火箭發(fā)往月球的方案，“制造重598.2千克的火箭，可以把0.9千克的鎂送到月球?；鸺苍聲r(shí)將鎂點(diǎn)燃，燃燒的明亮閃光可持續(xù)幾秒鐘，在地球上用望遠(yuǎn)鏡就可以看到它?！边@篇日后被公認(rèn)為是太空科學(xué)經(jīng)典之作的論文，在當(dāng)時(shí)卻成了天大的笑話。有報(bào)紙充滿惡意地嘲笑說：“現(xiàn)代儒勒·凡爾納發(fā)明月球火箭”，戈達(dá)德甚至被夸張地稱為“月球狂人”。該事件對(duì)這名害羞、敏感的科學(xué)家產(chǎn)生終身影響，他變得更不愿意公開討論研究成果，也更忌諱媒體采訪。

從1920年開始，戈達(dá)德將注意力集中在液體燃料火箭的研制上。他的計(jì)算表明，利用液體燃料火箭和自己早先發(fā)明的多級(jí)火箭推進(jìn)技術(shù)，足以使火箭達(dá)到宇宙航行需要的速度。在經(jīng)歷了無數(shù)次的失敗挫折后，1925年11月，一臺(tái)長0.6米、重5.5千克的小型液體燃料火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，以煤油和液氧為推進(jìn)劑，成功地工作了27秒。

更關(guān)鍵的日子來臨了。1926年3月16日，在馬薩諸塞州的一處農(nóng)場里，外形怪異的小型火箭成功點(diǎn)火，從簡陋的鐵架上騰空而起。雖然這次火箭的飛行時(shí)間才2.5秒，高度只有12米，但這是人類歷史上成功發(fā)射的第一枚液體燃料火箭。許多歷史學(xué)家認(rèn)為，這次火箭發(fā)射與萊特兄弟的飛機(jī)首次飛行一樣重要，戈達(dá)德的試驗(yàn)證明液體燃料火箭可以飛向太空。

但在當(dāng)時(shí)，戈達(dá)德的每次火箭試驗(yàn)，無論成功還是失敗，都會(huì)給他帶來更嚴(yán)重的干擾。1929年，當(dāng)?shù)鼐旄纱嗾业礁赀_(dá)德，命令他以后不許在馬薩諸塞州做試驗(yàn)。戈達(dá)德只好到新墨西哥州一塊荒涼的土地上重新開始。

幸運(yùn)的是，1929年11月戈達(dá)德結(jié)識(shí)了單機(jī)飛越大西洋的美國航空英雄查爾斯·林白，并由此獲得穩(wěn)定的資金支持。他干脆辭去教學(xué)職務(wù)，開始潛心研究液體燃料火箭。1931年，戈達(dá)德在火箭發(fā)射試驗(yàn)中，首先采用現(xiàn)代火箭也在使用的程序控制系統(tǒng)。第二年，他又首開先河，用燃?xì)舛婵刂苹鸺娘w行方向。雖然因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)故障、控制系統(tǒng)失靈等各種原因?qū)е赂赀_(dá)德的火箭發(fā)射頻繁失敗，但在失敗中，他逐步完善了火箭的設(shè)計(jì)，如今大型火箭的許多特征，如多個(gè)燃燒室、尾噴管、渦輪泵等結(jié)構(gòu)和部件陸續(xù)得到應(yīng)用。到1937年，戈達(dá)德試射的火箭已能夠超音速飛行，并飛上了2700米的高空。

天才的光芒

二戰(zhàn)爆發(fā)后，戈達(dá)德到處寫信，想把自己的研究成果用于反法西斯戰(zhàn)爭。但美軍仍不愿把錢花在液體火箭上，直到1942年，美國才委任戈達(dá)德研制用于飛機(jī)起飛的助推火箭。

與美國官方怠慢態(tài)度形成鮮明對(duì)比的是，蘇聯(lián)、尤其是德國對(duì)戈達(dá)德的研究成果異常關(guān)注，通過間諜搜集戈達(dá)德火箭試驗(yàn)的所有信息，并在其基礎(chǔ)上投入大量人力物力，德國讓盟軍吃盡苦頭的V-2導(dǎo)彈就是研制成果之一。以至于二戰(zhàn)后美國科學(xué)家苦澀地說，“天上飛的每枚液體燃料火箭都是戈達(dá)德火箭”。

有種流傳甚廣的傳聞?wù)f，二戰(zhàn)結(jié)束后，被俘的德國火箭專家遷居美國，美國科學(xué)家請教他們火箭技術(shù)，沒想到對(duì)方驚訝地說：“你們?yōu)槭裁床蝗フ埥谈赀_(dá)德？他比我們知道得多、知道得早！”可惜戈達(dá)德已于1945年8月10日逝世。

歷史學(xué)家對(duì)這種傳聞的真實(shí)性存疑。畢竟從技術(shù)角度而言，二戰(zhàn)結(jié)束時(shí)，戈達(dá)德的火箭飛行高度和距離等主要指標(biāo)都遠(yuǎn)遜色于德國同行。但這絲毫不能掩蓋戈達(dá)德的天才光芒——與德國傾舉國之力研制比起來，戈達(dá)德幾乎是只身奮戰(zhàn)。而且經(jīng)他完善的火箭飛行穩(wěn)定得多，已基本具備現(xiàn)代火箭的雛形。

戈達(dá)德一生獲得214項(xiàng)火箭研究專利，但當(dāng)時(shí)的美國政府卻沒有給予應(yīng)有的支持。直到上世紀(jì)五六十年代，蘇聯(lián)在洲際導(dǎo)彈、衛(wèi)星和載人航天等方面連連領(lǐng)先于美國，引起美國的強(qiáng)烈反響。在歷史的檢討中，美國于1961年發(fā)表了30年來戈達(dá)德研究液體燃料火箭的全部報(bào)告，使戈達(dá)德獲得“美國現(xiàn)代火箭之父”的尊稱。據(jù)說，當(dāng)時(shí)林白在觀看火箭發(fā)射時(shí)，想到30年前戈達(dá)德的多級(jí)火箭藍(lán)圖，感慨地說：“我真不知道是他那時(shí)在做夢，還是我現(xiàn)在在做夢?！?/p>

1969年7月17日，就在“阿波羅11”號(hào)登月飛船升空后的第二天，美國《紐約時(shí)報(bào)》也專門刊文，為50年前嘲諷戈達(dá)德的登月夢想而道歉。

如今美國航空航天局的“戈達(dá)德太空飛行中心”就是為紀(jì)念戈達(dá)德而命名。在中心入口處的紀(jì)念碑上刻著戈達(dá)德的名言“昨天的夢想可以是今天的希望，還可以成為明天的現(xiàn)實(shí)。”▲