当前位置:首页 > 航天 > 正文

戈达德火箭的挑战

2019-11-06 航天

戈达德火箭的挑战
 
齐奥尔科夫斯基在他那部开拓性的著作中,不仅提出了著名的火箭运动公式,而且还描绘了世界上第一个用液体火箭发动机作动力飞行器草图。但遗憾的是,他并未来得及把这个草图变成现实的航天飞行器。
 
谁料与此同时,在地球另一端的美国,被誉为“火箭之父”的罗伯特·戈达德却在世界上第一个实现了现代液体火箭的飞行。
 
戈达德于 1882 年诞生在美国马萨诸塞州的伍斯特城。从幼年起,就迷恋于科学发明,具有超群的想象力。1920 年他就写了一篇题为《空间导航》的科学论文,虽未发表,但却显露了戈达德对于实现宇宙航行的理论素养。1904年他进入伍斯特理工学院后,曾在《1950 年的旅游》一篇命题作文中,依靠他的知识积累,展开想象的翅膀,描述了制造一种磁悬浮列车,从波士顿到纽约只需 10 分钟,而当时的火车却要用 8 小时。后来,戈达德在克拉克大学攻读博士学位期间,开始把注意力转向利用火箭推力实现宇宙飞行,并指出只有用液体燃料才能提供宇宙航行所需的能量。这与齐奥尔科夫斯基的研究结果一样,可谓英雄所见略同。所以,根据当时的科学认识水平,大都集中  
研究用液体燃料作动力的火箭来实现飞出地球的构想。
 
戈达德以挣脱地球引力为目标,于 1919 年发表《一种达到极端高度的方法》论文,从理论上阐明制造一种足以脱离地球引力并击中月球的火箭的可能性,描述这种火箭的有效载荷携带镁粉,那么地球上的人借助望远镜便可以看到火箭击中月面发出的闪光。1920 年华盛顿传出一条新闻,称戈达德成功地设计出一种火箭可能把探测仪器送到大气层之外,甚至飞到月球。戈达德的“月球火箭”曾名噪一时,有讥笑嘲弄的,有赞叹夸奖的,有半信半疑的,有寄予希望的,而戈达德对所有这些议论处之泰然,毫不理睬,照样走他自己的路。
 
为此,他在给一位朋友的信中表达出自己的心境和态度:“生命如此之短暂,而世上又有那么多的事需要我们去做,这是令人着急的。我们应当冒点风险,去做那些我们力所能及的工作。”
 
在马萨诸塞州奥本郊外的沃德农场,建起了一座液体火箭静态试验和发射基地,这是戈达德艰苦努力的结果。他一面在克拉克大学从事理论研究,一面利用假日到沃德农场进行试验。试验中遇到过不少挫折和失败。他在对大型燃料贮箱进行试验时,第一次点火发生逆火现象,烧坏了液氧管路;第二次点火试验中,燃料溢出,发生爆炸;第三次试验烧毁了橡皮管道。经过多次失败,最后才成功地获得了供飞行试验用的液体火箭样机。
 
1926 年 3 月 16 日,这是“戈达德火箭”首次飞行试验日子。在沃德试验场,竖立在简陋发射架上的一枚液体火箭,顷刻由尾端喷射出一簇火焰,火箭冉冉升空,飞行 2.5 秒,上升高度 14 米,飞行距离 68 米。“戈达德火箭”一鸣惊人。尽管它的飞行时间很短,但却敲开了火箭技术的大门。
 
这是世界上第一枚飞行成功的液体火箭,看似平淡无奇,其貌不扬,然而却是戈达德花了 20 多年心血的结晶。这枚火箭高 3.04 米,由一台 0.6 米长的液体发动机和两个燃料贮箱组成。它的试飞成功,使戈达德信心倍增,焕发出不断进取的精神。他克服困难,奔波操劳,又研究新的液体火箭,选择新的试验场。1930 年 7 月 15 日,戈达德在第一次飞越大西洋的飞行员林白的帮助下,从著名慈善家古根海姆那里得到资金,把试验基地迁到新墨西哥州罗斯韦尔东北的梅斯卡勒罗农场。他和同事们在这里定居下来,一心一意从事他的火箭试验工作。同年 12 月 30 日,又一枚戈达德火箭从地平线上升起,发射高度 610 米,飞行距离 300 米,速度达到每小时 800 公里,火箭的性能大大提高了一步。
 
正当戈达德的火箭试验迅速进展的时候,1932 年 6 月由于受到经济萧条的影响,古根海姆基金会无力继续资助,他不得不中止试验,离开他苦心经营的车间和靶场。但他并不气馁,以顽强的毅力战胜困难,孜孜以求。后来又在好友林白的支持下,再次回到罗斯韦尔试验基地,重建他的火箭试验事业。从 1934 年到 1941 年,戈达德先后研制出 4 种系列的液体火箭,获得许多试验成果。第二次世界大战爆发后,为了不致因战争而中断对液体火箭的发展,戈达德发起“写信运动”,试图说服军方重视液体火箭的基础研究工作。但军方却把注意力放在那些短斯研究工程上,希望发展有较大潜力的固体燃料火箭。戈达德当时在与世隔绝的荒漠中消息闭塞,无法适应军方的要求,这给他的研究试验工作又带来极大困难。尽管在战争环境下,戈达德的研究试验几乎无人问津,但他初衷不改,志向坚定,不断取得新的进展。
 
戈达德向地球引力挑战的初步成功,应验了今天在戈达德航天中心的一  
块纪念碑上镌刻着他说过的一句话:“很难说有什么办不到的事情,因为昨天的梦想,可以是今天的希望,而且还可以成为明天的现实。”
 
它既是戈达德在实验不断遭到失败并不断受到嘲讽时对自己的勉励,也是表示他对于液体燃料火箭和进行其他发明时所具有的信心。
 
7、