科学故事戈达德

Posted 2022-01-02

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    罗伯特?戈达德
    人类世世代代繁衍生息在由浓密大气覆盖着的地球表面上，多少年来，人类一直渴望着能够离开地面，升入太空，探索宇宙。
    人类探空活动的历史，大致经历了气球、火箭、人造卫星几个阶段。二十世纪六十、七十年代以来，大力开展了航天飞机的研究，一九八年四月十二日，美国首次成功地发射了航天飞机，这标志着空间科学技术又开始了一个新的时代。
    为了实现人类升空的愿望，第一个以科学家精神进行研究的是文艺复兴时代的天才人物莱纳尔德?达?芬奇，他设计了多种飞行器，其特点是全部靠人力推动。不过人类升空首先并不是通过复杂的飞行器械，而是通过气球实现的。
    火箭是一种靠反作用力而推进的装置。火箭是中国人几百年前发明的，据说中国的宋朝的唐福创制了世界上第一支火箭。
    世界上最早科学地说明了火箭原理的是英国的大科学家牛顿。一六七八年，他提出了第三定律：“反作用力等于作用力，但其方向相反。”科学地回答了受力运动问题。从这种意义上来说，牛顿是被埋没了的“火箭之父”。
    十九世纪，诺贝尔发明了“安全炸药”，接着远程大炮也发展起来了，而且，准确度较高。于是，火箭这种一向被人们所重视的武器，开始被人们忘记了。
    现代火箭的产生和发展是建立在大量的理论和实验研究基础上的。由于液体燃料燃烧理论和技术问题都比固体燃料简单，所以，现代火箭是从液体火箭开始的。苏联、美国、德国都有杰出的代表人物，并在研制火箭方面取得了杰出的成就。
    二十世纪初，著名的俄国科学家齐奥尔科夫斯基（1857～ 1935）最先认真地研究了火箭如何飞往宇宙问题，后来他被人们誉为“宇航之父”。一八九八年，他写成了《用火箭推进飞行器探索宇宙》一文，阐述了火箭飞行和火箭发动机的基本原理等。但是，他自己从来没有发射过一枚火箭。他的理论对西方世界并没有产生多大的影响。
    使火箭获得新生的关键人物是美国人戈达德（RobertHutchings Goddard， 1882～ 1945），就是本文所要介绍的人物，他被人们誉称为“现代火箭之父”。
    罗马尼亚的奥伯斯（1894～？）关于火箭的研究工作是在德国进行的。一九二三年，他出版了《从火箭到星际太空》一书。书中预测，几十年内就可以成功地制成并发射载人火箭。
    冯?布劳恩是德国火箭专家（1912～1977）主持了德国火箭的研究工作，进展很快，于一九四二年成功地发射了世界上第一枚现代化的火箭??A－4火箭。一九四四年，布劳恩研制远程火箭，并于同年制成了V－2型火箭，用于战争，可以高速地送到330公里远的地方。
    由于齐奥尔科夫斯基、奥伯斯、戈达德等人的努力，在理论、技术、实验等各方面，火箭登上军事舞台等的准备工作已经就绪了。
    第二次世界大战结束后，德国的火箭专家被迁往美国，并接受了有关火箭方面问题的话询，对此他们感到很惊讶，说：“你们为什么不去请教本国的戈达德呢？”
    然而，已为时太晚了，戈达德已在原子能时代的黎明前去世了。
    一八八二年，美国科学家罗伯特?戈达德生于美国马萨诸塞州的历斯特。少年时代，他就对奥妙的空间有过大胆的设想。他阅读了大量的科技书籍和科学幻想作品，如韦尔斯的《世界大战》、凡尔纳的《从地球到月球》等。从他童年时的日记和笔记中也都流露出到空间旅行的设想。
    一九0八年，他毕业于伍斯特工业大学。一九?一年，他在科拉克大学获得理学博士。一九一二年?一九一三年，他在普林斯顿大学任讲师，后来又回到科拉克大学，讲授物理学。并在这里开始了火箭工程试验。
    一九一九年以后，任科拉克大学教授。
    小戈达德长大成人后，患了结核病，这时搞火箭试验，似乎已是不可能的事情，可是，他却一定要负担起火箭实验这一重任，为了达到目的，他才作了教师。在作教师的过程中，他含辛茹苦地节约一切开支，把大部分收入用来搞火箭试验。
    一九一九年，他发表了有关火箭理论的题为《达到超高空的方法》一书。
    一九二六年，他成功地进行了一次火箭试验，在人类的科学技术发展史上写下了光辉的一页。
    戈达德早在一九零八年就开始了有关火箭原理的研究，试验了各种火箭燃料。一九一四年，他首先应用分级原理，设计出一枚二级火箭。一九一六年，他提出了关于进一步研究火箭的计划和设想，并得到了史密斯研究所的资助。
    一九一九年，他发表了题为《到达超高空的方法》的论文，论述了有关火箭的理论，预言火箭能够冲出地球引力的束缚而到达月球，甚至更遥远的太空。
    该论文才仅有六十九页，实际上是一个小册子，由史密斯研究所发表，这篇文章流传很广，现在该论文已经成为经典著作。十年前，一个名字叫齐奥尔科夫斯基的俄国人就已写过了内容大体相似的论文。有趣的是，俄国和美国从那时起就已经开始了在火箭工程学领域里的竞争，而当时人们对此毫无察觉。
    把理论变成现实方面，美国领先于俄国。一九二三年，戈达德进行了世界上第一个用汽油和液氢作燃料的液体燃料火箭的引擎试验。
    戈达德考虑制造更大的正规的火箭，为此，他在马萨诸塞州的一个叫新兰格的地方租了一个农场当实验场。一九二六年三月十六日的下午，戈达德在这里成功地发射了自己制作的第一枚火箭。他用液态氧和汽油为推进剂，并且携带了简单的仪器进行高空研究。他的妻子拍下了他站在火箭旁的珍贵的历史照片。这枚火箭（高4英尺、直径6英寸）在两秒半钟内升高利英尺，射程为184英尺。它就是今天卡纳维拉尔角的巨大火箭的鼻祖，这次试验与一九0三年莱特兄弟第一次飞机试飞具有同样的重要意义。
    可是，他的这些设想和伟大的创举不但没有得到舆论的支持，反而被嘲笑为“月球上的人。”甚至连他的关于火箭能在真空中飞行的明确论证也遭到了许多人的反对。
    但是，戈达德非常了解它的意义，当火箭落回地面时，他激动地说：“这一下我可创造了历史！”确实，戈达德后来被人们誉为“火箭之父。”
    戈达德费了九牛二虎之力，才从史密斯研究所得到了几千美元的经费来维持自己的研究。一九二九年七月，他在马萨诸塞州的伍斯特附近发射了一枚更大的火箭，这枚火箭比最初那枚飞得更高，更重要的是火箭上装有气压表和温度计、以及拍摄气压表和温度计的小型照像机，这是世界上第一枚装载测量仪器的火箭。
    然而，第二次实验的结果，却招来了警察的干涉，命令他不许再在马萨诸塞州进行火箭试验。
    一九二九年，戈达德得到了古报海姆基金会的资助，在新墨西哥州一个荒凉地方建立了一个大型火箭试验场、在这里他艰苦卓绝地进行着威胁生命的试验。
    经过几年的奋斗，他实验成功了兼有制导和稳定性能的火箭，对火箭起升的理论和实践也积累了大量的资料和经验。就这样他成了世界上第一个应用陀螺仪的人，也成了第一个在火箭发动机气流中使用导向叶片来制造导弹的人，同时又是第一个发射了超音速火箭的人。并且，他还提出了利用多级火箭的理论，企图将火箭射到月球。
    从一九三0年到一九三五年，在新墨西哥州的沙漠中的火箭试验场，他发射了好几枚火箭，这些火箭的时速达一千公里，高度可升高到两千三百米。
    这样，就可以制造飞得更高的火箭了。不仅如此，在使火箭飞行保持稳定的装置方面也有了显著的进步。他还发展了调节火箭飞行方向的尾舵装置，以及使火箭顺着正确方向飞行的回旋器。另外，他还提出了多级火箭的设想，并获得了专利。
    然而，美国政府对他的研究工作从未表示过任何关注。时隔不久，第二次世界大战开始了。戈达德在海军研究所研究为军事目的服务的小型火箭??火箭弹。
    另外一方面，当时的德国，却有一批科学家根据戈达德的原理研制大型火箭，并且制成了V－2型火箭。
    一九四五年八月十日，戈达德患病，接受咽喉手术。处在麻醉状态中的戈达德没有清醒过来，就嗑然离开了人间。这是发生在第二次世界大战结束前几天的事情。
    戈达德在世时，他的名字并不为人所知。何况戈达德本人也非常厌恶扬名。他是一个作风朴实的学者，为人谦逊谨慎、腼腆，具有从不争名夺利的性格。
    谁也不知道戈达德完全依靠自己的力量制造出了美国的第一枚火箭，他默默无闻地死去了。如果他能再活十七年的话，那么，他就会亲眼看到自己所设计的火箭到底飞上了月球。
    一九六二年二月，美国第一个绕轨道飞行的载人宇宙飞船在佛罗里达州的卡纳维拉尔角发射；七年以后，有三个美国公民成为第一批登上月球的人。
    戈达德为发展火箭技术作出了重大的贡献。戈达德死后，他所进行的伟大事业才为大家所公认。在进人宇宙时代的时候，戈达德作为美国的火箭研究者而受到了世人的高度评价。
    为了纪念他，美国宇航局研究机构于一九六二年被命名为“戈达德宇航中心”。一九六九年七月十七日，当阿波罗XI号宇宙飞船绕月飞行即将登上月球时，《纽约时报》正式撤销了该报于一九二0年发表的关于嘲笑戈达德的评论文章。
    为了纪念这位伟大的太空科学的先驱者，美国人为他树立了一块木牌，上面写着戈达德生前的一句名言：“很难说什么是办不到的事情，因为昨天的梦想，可以是今天的希望，而且又可以成为明天的现实。”
    戈达德的著作还有：《火箭研制：液体燃料火箭研究》（1929～1941年）等。
    戈达德的技术突破，今天正开始结出丰硕的果实。不论未来的火箭怎样发展，都是发端于戈达德的第一枚火箭，即那枚在大雪覆盖下的新兰格农场田野上空仅仅飞到六十米高度的小小火箭。

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