1926年3月16日,美國馬薩諸塞州一片積雪的農田里,一枚細長的火箭被豎在簡陋的支架上。
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羅伯特·戈達德與他研發的世界上第一枚液體燃料火箭及其發射架在麻薩諸塞州奧本的合影,攝于1926年(左圖);戈達德在其液體燃料火箭旁留影(右圖)。
圖源:NASA
倒計時沒有廣播,沒有圍觀的人群,也沒有媒體鏡頭。只有一位執著的科學家和他的妻子。
這枚火箭使用液氧和汽油 ,點火之后,火箭飛行了大約2.5秒鐘,上升到約12米高度,隨后落回地面。時間短得幾乎可以忽略。但正是這短短2.5秒鐘,開啟了現代航天時代。
這枚火箭的設計者,是現代火箭科學的奠基人之羅伯特·戈達德 (Robert H. Goddard)。
航天史學家認為,這一實驗直接開啟了液體火箭時代,而今天所有進入太空的運載火箭,幾乎都基于這一技術路線。
科學家的夢想,從科幻開始
很多偉大的工程,其實都從幻想開始。戈達德年輕時沉迷于科幻小說,尤其喜歡兩位作家,H·G·威爾斯 (H. G. Wells)和儒勒·凡爾納 (Jules Verne)。
這些作品讓他開始思考一個問題,人類能否真的飛向太空?
1899年,17歲的戈達德在自家院子的櫻桃樹上修剪樹枝時,突然產生了一個改變一生的想法,如果能制造一種裝置,把人送到高空甚至太空,那會怎樣?
后來他回憶說,那一刻像是一種“啟示”。從那天開始,他把一生都獻給了火箭研究。
一個人的實驗室
戈達德不在在國家實驗室里工作,他的研究條件非常簡陋。
戈達德在克拉克大學獲得碩士和博士學位,并在那里進行早期火箭研究。他的研究條件非常簡陋,這是一個小型工作室,大部分實驗都要自己完成。
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羅伯特·戈達德在克拉克學院(現克拉克大學)。
圖源:貝特曼/蓋蒂圖片社
1915年,他用自己的錢發射了第一枚火藥火箭,但火箭研究的成本已超過教學薪水能負擔的程度。后來他獲得了來自史密森學會、國家地理學會和美國航空俱樂部的資助。
1930年代,他把實驗場搬到人煙稀少的羅斯威爾(Roswell),在那里完成了幾十次火箭試驗。
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羅伯特·戈達德與他的一枚火箭合影,該火箭于1935年3月28日在新墨西哥州羅斯威爾成功進行了測試。
圖源:埃斯特爾·戈達德/赫爾頓檔案館/蓋蒂圖片社
很多今天火箭工程中的“基本概念”,都來自戈達德的實驗。
一、多級火箭,燃料用完的部分可以拋棄,讓火箭變輕,從而飛得更高更遠。二、火箭發動機冷卻,火箭燃燒室溫度極高,可能直接燒穿結構。戈達德提出兩種關鍵技術,薄膜冷卻(Curtain Cooling)和再生冷卻(Regenerative Cooling)。
三、推進劑供給系統,他早期使用壓力供給系統,后來嘗試離心泵,這種技術后來發展成今天火箭發動機的渦輪泵系統。
四、火箭姿態控制,他研究了可動導流片和陀螺儀控制,這些成為現代火箭控制系統的基礎。
如果只講戈達德,其實少了一半故事,他的妻子埃斯特爾·戈達德(
Esther Goddard)在火箭研究中扮演了極其重要的角色。
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埃斯特爾·戈達德,羅伯特·戈達德的妻子,于1969年7月作為馬薩諸塞州伍斯特市的榮譽嘉賓,在該市觀看了阿波羅11號的濺落。
圖源:貝特曼/蓋蒂圖片社
她做過的事情包括,整理實驗記錄、拍攝實驗照片、縫制降落傘、處理實驗火災、管理財務、向專利局提交申請、戈達德一生獲得214項火箭相關專利,其中131項是在他去世后由妻子申請成功的。
還有,戈達德早期開展實驗時,他的想法在當時并不被理解。1920年,紐約時報曾在一篇社論中嘲笑他,說火箭在真空中無法工作。這其實是一個非常基礎的物理錯誤,火箭推進依賴的是動量守恒,而不是空氣。
1969年,人類第一次登月時,宇航員巴茲·奧爾德林(Buzz Aldrin)把一本戈達德的傳記帶到了月球表面。
在阿波羅11號登月成功時,《紐約時報》正式發表更正聲明,承認當年的錯誤。
馬斯克早期的遭遇和戈達德很像,甚至被自己的英雄們質疑,但他永不放棄。
參考
https://www.space.com/space-exploration/2-seconds-that-changed-the-world-the-1st-liquid-fueled-rocket-launched-100-years-ago-today
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