「地球是人類的搖籃,但人類不可能永遠生活在搖籃裡。」
這是被譽為人類「太空之父」的齊奧爾科夫斯基的名言,他認為:「人類不斷向外探索著生存空間,起初是小心翼翼地穿出大氣層,然後是整個太陽系。」
齊奧爾科夫斯基出生在沙俄時代,早在1893年,時任中學教師齊奧爾科夫斯基就提出了噴氣技術和外空飛行理論,並論證了多級火箭可以克服地球引力進入地球以外的大氣空間、發射人造地球衛星和建立空間站及星際航行的可能性,為現代空間科學的發展奠定了理論基礎。
從此,在各種誘因和目的下,尤其是軍事目的撬動下,齊奧爾科夫斯基的理論開啟了蘇德美的「火箭競爭時代」。
而火箭技術,是人類衝出地球的核心科技。
儘管現今火箭技術乃當今最尖端科技之一,且已日新月異,但在上世紀20-30年代,這一技術誕生之初卻驚人地被人嫌棄為「這僅只不過是用途及少的玩具級技術」。
那麼,人類賴以衝出太空的的「火箭技術」,又是怎樣一步步成為「大國重技」的呢?
■01■→從火藥到「火箭」,「中國製造」乃火箭先驅
毋庸置疑,人類要突破蒼穹,其核心要素是動力問題。
這個動力,從中國古代「四大發明」中的「火藥」的誕生,便為人類突破蒼穹提供了動力基礎和可能。
早在秦朝時,中國就有不少煉丹家用硫磺、硝石等物煉丹發現了火藥的存在。經幾百年實驗,到了宋代,火藥終於被發明了火藥出來。三國時有個叫馬鈞的技師,還用紙包住火藥做岀了娛樂用的「爆仗」,開創了火藥應用先河。
而對於「火箭」,同樣在中國宋代就被中國人發明了出來。不過,因時代和人類文明局限,那時的「火箭」,僅只是「人類的玩具」。
在中國,最早發明火箭的是中國北宋的馮繼升和嶽義方。
他們製造的「火箭」是在普通箭杆上裝上一個前端封閉的竹筒或紙筒,筒內裝滿火藥,通過點燃筒內火藥提供的噴氣動力,從而推動「箭身」前進。
而對火藥的應用,早在唐代,火藥就成了軍事物資。
如用拋石器把火藥包點著拋射岀去燒傷敵,這是原始的「火炮」。火藥武器的真正應用與製造當然要首推宋朝,北宋時用於擊退金兵的所謂「霹靂炮」、「震天雷」,這在當時可謂殺傷力極強的武器。
到了元明時代,就逐漸出現了「火龍出水」等多級火箭衍生物,後來還出現了威力巨大的神火飛鴉等原始火箭機械設備。
當然,與現代「火箭」相交,中國古代的「火箭」並非是現代意義上的火箭。
但其原理,卻為現代火箭提供了參照和可能。
■02■→「太空之父」的夢想,開啟人類新紀元
在人類突破蒼穹的航天歷史上,不得不說的科學家便是蘇聯時代的康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基。
他不但是現代宇宙航行學奠基人,更被稱為現代「航天之父」。
齊奧爾科夫斯基1857年9月17日生於俄國伊熱夫斯科耶鎮(今屬梁贊州)。童年因聽覺幾乎完全喪失而輟學,14歲以後主要靠自學,讀完中學和大學數理課程。
從小,齊奧爾科夫斯基因耳聾而學會了獨立思考和想像。
童年,齊奧爾科夫斯基活潑伶俐,愛讀書,喜歡思考問題,尤其是愛不著邊際地幻想。
在齊奧爾科夫斯基16歲的那年,他父親用積攢的錢送他到莫斯科去求學。因殘疾,儘管他仍無法正常學習,但他在莫斯科的三年多時間裡幾乎都泡在圖書館。他自學了解析幾何、高等代數和微積分,學習了物理化學和力學,還以極大的興趣學習天文學甚至大量閱讀小說和雜誌。
1877年秋,齊奧爾科夫斯基通過了鄉村中學教師資格考試,四個月後成為了一名中學的數學教師。
齊奧爾科夫斯基
齊奧爾科夫斯基最感興趣的就是關於航天的問題。在很小的時候,有關星際航行的問題已經開始強烈地吸引著他。
當了教師之後,齊奧爾科夫斯基便一邊教書,一邊建立了一個撿漏的實驗室,開始了他的「業餘科學研究」。
此後,齊奧爾科夫斯基陸續研究並寫出了關於火箭汽車、火箭飛機、人造衛星、載人飛船、空間工廠、空間基地、太陽能的充分利用、外太空旅行、行星基地,以及恆星星際飛行等的科研論文。
齊奧爾科夫斯基最先論證了利用火箭進行星際交通、製造人造地球衛星和近地軌道站的可能性,指出發展宇航和製造火箭的合理途徑,找到了火箭和液體發動機結構的一系列重要工程技術解決方案。
他的研究成果,為人類突破蒼穹奠定了理論基礎,並開啟了人類突破蒼穹的新紀元。
■03■→「太空熱潮」為人類探索太空奠定共識
當「空間理論」「火箭技術」誕生後,其對人類文明的顛覆性意義和功用,逐漸被人們發現並探知。
這樣的發現,首先是從蘇聯開始的。
據史料記載,早在1918年,蘇聯十月革命勝利後,蘇聯政府就成立了「中央空氣流體力學研究院」。
20年代到三十年代初,自然科學在蘇聯得到飛速發展。
那時,蘇聯社會文化、理論思潮蓬勃發展,在外控理論方面,不但各種研究所、協會相繼出現,有關外空航行的出版物、展覽會、電影以及科幻小說層出不窮。
如蘇聯科幻作家孔德拉邱克在《徵服星際空間》一書,就描述了人類駕駛太陽能飛船在宇宙中航行,並藉助登陸艙登上其他星球的故事。另一個作家亞歷山大博格達諾夫甚的小說《紅星》,講述了蘇聯革命者在火星人的帶領下,把火星變成了「紅色共產主義天堂」。
整個社會氛圍都熱衷於外空探索。
由此,火箭技術也得到了空前發展。
同一時期,美國也同樣出現了小規模的外空研究熱潮。不但成立民間外空協會,出版物和影視類外空藝術品也不斷出現。儘管美國沒有形成蘇聯一樣的滾滾熱潮,但1926年普林斯頓大學教授戈達德發射了世界上第一枚液體火箭。
幾乎在同一時期,德國的奧伯特也提出了現代火箭和宇宙航行理論,並成立了世界上最早的宇宙航行協會。
蘇德美「太空熱潮」的興起,為人類探索太空,奠定了規模空前的社會基礎,且形成共識。
■04■→蘇聯首先意識到「火箭技術」的顛覆性軍事應用
任何技術的誕生,都需要一個價值認同過程。
火箭技術也不例外。
在相當長一段時間內,不管是蘇德美任何一個國家,關於空間研究和火箭技術,都只停留在民間範圍內。
蘇聯空間技術及火箭技術的突破,得益於蘇聯俊峰的推崇。
1931年,時任蘇聯紅軍軍械部部長的圖哈切夫斯基本就是一個航天愛好者。儘管他十分清楚向外空發射火箭載人飛行的道路還十分漫長,但他首先意識到「火箭技術」在軍事領域的應用肯定是「前途不可限量」。
甚至會產生深遠影響。
尤其是其長射程和巨大的威力,都將是當時最先進的重炮武器和超級轟炸機難以企及的「超級武器」。如果一旦解決其「瞄準原理」,必將對全球軍事技術產生顛覆性革命。
所以,1932年8月,圖哈切夫斯基在蘇聯軍事系統明確指出要研發「火箭武器」。要求蘇聯工農紅軍軍事發明管理局必須組建蘇聯紅軍「火箭武器研究機構」並撥付「研究經費」。
這一決定,對蘇聯民間火箭研究團體本就資金緊缺、困難重重的現狀來說,在資金和資源整合上無異於一次質的飛躍。
此後,火箭技術在蘇聯得到空前發展。
一批批項目相繼上馬,如火箭發動機、火箭助推發動機,以及在此基礎上的「喀秋莎」火箭炮並應運而生。
可遺憾的是,正當蘇聯火箭技術日新月異即將突破時,史達林發動了慘烈的「政治大清洗」運動。
蘇聯火箭技術發展也因此而遭到巨大的傷害,甚至是停滯。
史達林的「大清洗運動」,不但迅速破壞了蘇聯社會正常秩序,同時使蘇聯文化理論、科學實踐受到重創。
此間,其繁榮的空間技術和火箭技術幾乎銷聲匿跡。
更為不幸的是,1937年,圖哈切夫斯基在政治清洗中被「以德國間諜」的名義處決。
由此,他所支持的火箭研究所遭到重創,並成為史達林對蘇聯知識分子進行政治鎮壓的第一批目標。
在此期間,莫斯科反作用研究小組和列寧格勒氣動實驗室獻祭被嚴重破壞,不但科研停止,就連科學家和科研人員都先後被「大清洗」。
就連研發出「喀秋莎」火箭炮團隊中嗎,其領導人克列梅諾夫和其副手朗格馬克都被處死,科羅廖夫被判入獄10年後流放古拉格,格魯什科被處以6年徒刑。
至此,有著蘇聯「火箭技術第一研究所」之稱的研究機構,其大部分科技人員不是被「槍斃」就是被軟禁。
由此,蘇聯正起步的火箭研究戛然而止。
■05■→德國的暗度陳倉,「火箭技術」取得巨大成功
而在此期間,儘管德國沒有蘇聯那樣對「火箭技術」認識深刻,但隨著德國野心,當德國間諜獲知蘇聯在秘密研製「火箭武器」時,就引起德國當局的高度重視。
因為,在德國,二三十年代,其「空間技術」和「火箭技術」都有大量民間愛好者和科學家。這為德國奠定了大發展「空間科學」和「火箭技術」社會基礎。
不過,所不同的是,德國與蘇聯的「空間科技」和「火箭技術」有著本質的不同。
事實上,德國的「空間技術」和「火箭技術」儘管起步比蘇聯晚,但卻比蘇聯恆成熟與強大。
因為,在現代宇航理論和火箭技術上,德國有著自己的科學家及其完成的宇航理論體系。
甚至要比蘇聯深厚和廣博,以及成熟得多。
同樣,幾乎在同一時期,德國的宇航理論和火箭技術也得到了蓬勃發展。
在上世紀二三十年代,德國科學家奧伯特就提出了現代火箭的和宇宙航行的重要理論。
二戰時期德國的v2飛彈
此後,奧伯特成立了世界上最早的宇宙航行協會。
德國與蘇聯發展火箭技術不同的是,最初,德國軍方就高度重視火箭技術在軍事領域的推廣和應用。
原因在於,由於在第一次世界大戰中戰敗,深受凡爾賽條約限制,戰後德軍的武器發展,尤其是火炮數量和口徑受到了嚴格的限制。
因此,德國為了脫受制於人的困境,尋求軍事技術上的突破,當「火箭技術」出現時,德軍就將目光投向了並不受條約限制的火箭武器。
1940年,當蘇聯還在為「喀秋莎」火箭炮仍然存在技術缺陷而抱怨時,德國在已經完成了A系列火箭的基礎實驗後,繼續沿著研製「超級火箭武器」目標高速邁進。
1940年底,依託成熟的火箭技術,德國納粹宣傳部長戈培爾高調宣布,將其成熟的A4火箭命名為V2飛彈,意為「復仇者」。
此後,德國不斷完善「復仇者」的技術瑕疵。
1942年德國V2彈道飛彈試驗成功,並在軍事領域不斷應用。
由此,1944年,德軍隔海向英國發射了一千多枚V2飛彈,雖然己無力扭轉戰敗局面,但是這種新式武器的威力瞬間震撼了整個世界。
據統計,在1944年-1945年間,德軍一共向英國發射了三千七百多枚V2飛彈,儘管其中2000多枚落在比利時等地,但餘下的一千多枚造成英國30000萬多民眾的巨大傷亡.
從此,火箭武器——飛彈威力震驚了全世界。
■06■→美國並不重視,「火箭技術」被邊緣化
這一時期,對於美國而言,卻是一個「最先進武器的失敗者」。
在三十年代德軍和蘇軍為提高戰鬥力相繼開始火箭武器的研製工作時,美國的火箭設計師卻由於找不到經費與贊助者而苦惱。美國軍方憑藉其他軍事優勢對與飛彈密切相關的火箭技術興趣度不高。
儘管在二三十年代美國宇航熱開始時期,美國也出現一些小規模的外空研究團體。1930年4月美國科幻雜誌《科學奇事》的專欄作者愛德華彭雷德、戴維雷瑟、勞倫斯馬等發起成立了美國星際航行協會(後改名為國家火箭協會),協會發行雜誌、普及空間飛行知識,進行液體火箭研製和試驗等科研活動。
但與蘇聯相比,美國空間科學和「火箭技術」卻並未受到重視,甚至處於所有科學的「邊緣地帶」。
原因在於,美國社會沒有形成蘇聯那種「濃厚的宇航文化氛圍」。
而對於「火箭技術」,1911年,有「美國宇航之父」稱號的戈達德在其論著《達到極限高空的方法》中闡述了火箭的基本原理,介紹了用火箭將飛行器送往月球的方法。
1926年3月,戈達德發射了人類歷史上第一枚液體火箭,後來又陸續發射了兩枚大型火箭。
儘管取得如此巨大進步,但美國政府及民眾,都以懷疑的眼光在看待戈達德的研究活動。
當時,《紐約時報》記者甚至嘲笑戈達德連高中的物理常識都沒有,卻整天幻想去月球旅行,把他稱為「月亮人」。
在二戰之前,美國的「空間科學」和「火箭技術」並不被美國官方認可,且還被認為其只不過是「玩具級技術」。
直到1939年,美國陸軍航空隊五星上將哈普阿諾德曾向國會提出申請,要求國會批准並撥款用於研製一種稱為「火箭助推起飛器」的火箭。
這是美國經官方批准的最早火箭研究項目,交由上面所說的古根海姆實驗室來完成。
但嚴格來說這並非是傳統意義上的火箭武器,只是一種轟炸機起飛的輔助裝置,在這種火箭的推力的輔助下,美國的重型轟炸機能夠在太平洋小島的非正式跑道上起飛升空。
美國國防部負責武器開發的「新型武器與裝備聯合委員會」堅決反對發展長距離火箭,委員會主席瓦納布希認為火箭的精確度是很難解決的技術性問題,與其花費時間和精力去冒險不如開發更實用的新型武器。
由此,在「火箭技術」上,美國這一時期與同時期的蘇聯和德國在火箭領域的技術成果相比,美國要落後5到10年的時間。
■07■→小結
綜上,在人類科技發展史上,任何技術的飛躍發展都離不開軍事應用。如指南針,最初都僅只是用於看風水等「遊戲」,最後得以發揚光大,都與西方大航海時代的「徵服全球」和軍事利用密不可分。
同樣,當「火藥」出現後,最初都是用於煙花爆竹等的「遊戲」,隨著軍事技術的不斷利用,「火藥」直接顛覆了一個時代。
因此,當人類在獲得突破蒼穹技術——「火箭技術」時,同樣經歷了這一歷程。
所以,在火藥-火炮-火箭這一發展歷程中,一個個奇蹟,在人類文明及智慧創造下,正沿著自己的「飛天夢想」無限接近。
(欲知人類突破蒼穹史,敬請期待下期繼續揭秘)
參考資料:《自然科學與社會科學的互動》《蘇聯軍事史》等
(圖片來自網絡)