克服地球引力的努力

第二节　克服地球引力的努力

1．航天先驱者

19世纪后期到20世纪初，涌现出许多富于探索精神的航天先驱者。他们对航天事业的早期发展做出了重大贡献，其中影响最大的是齐奥尔科夫斯基、戈达德和奥伯特。

俄国的齐奥尔科夫斯基最早从理论上证明用多级火箭可以克服地球引力而进入太空。他建立了火箭运动的基本数学方程，奠定了航天学的基础。齐奥尔科夫斯基的另一重要贡献是肯定了液体火箭发动机是航天器最适宜的动力装置，为运载器的发展指出了正确的方向。

美国的戈达德博士把航天理论与火箭技术相结合。他在191　9年出版的《到达极大高度的方法》论文中提出火箭飞行的数学原理，指出火箭必须具有7．9公里每秒的速度才能克服地球的地心引力。他认为只有液体火箭才能提供航天所需的能量，因而从1921年开始研制液体火箭。

1926年3月16日他制造的液体火箭首次飞行成功，达到12米高，56米远。这是世界上第一次液体火箭的飞行试验，而戈达德也就成了液体火箭的实际创始人。

1923年，德国的奥伯特出版了《飞往星际空间的火箭》一书，论述火箭飞行的数学理论，并提出许多关于火箭结构和飞行的新观念。奥伯特的理论受到了广泛的注意，激起当时许多青年进行实践的迫切愿望。

在许多国家开始出现火箭和航天爱好者的研究组织。1927年，太空旅行协会创立于德国，奥伯特任会长；1928年，反作用运动研究组成立于前苏联；美围星际协会组建于1930年；英国星际学会出现在1933年。这些组织中的不少成员后来都成为本国研制第一代火箭的领导人。

2．V－2火箭的历史作用

20世纪30年代各围航天爱好者白发组织起来的火箭团体在开展活动的初期都遇到了困难，缺乏资金，受到社会人士的冷落。只有德国和前苏联的青年火箭专家得到了国家的支持。德国人对于尚处在萌芽状态的火箭的军事潜力寄予希望。德围当时负责火箭研制工作的多恩伯格把研制火箭的课题委托给太空旅行协会的青年专家布劳恩。布劳恩领导的火箭设计研究小组设计的第一代液体火箭A－l因结构不合理而遭到失败。但A－1的改进型A－2却于1932年12月试射成功，飞行高度达到3公里。1935年开始研制第二代火箭A－3，重750公斤，推力达14．7干牛（1500公斤力），采用再生冷却式燃烧室和燃气舵等新技术。1936年4月，德国陆军增加拨款发展火箭技术，并在波罗的海海滨的佩内明德兴建火箭研究中心，同时研制V－1飞航式导弹和V－2弹道导弹。V－2是在A－3试验火箭基础上改进而成的，因而还有A－4的代号。

V－2导弹于1942年10月3日首次发射成功，飞行180公里。它是历史上的第一枚弹道导弹。V－2在工程上实现了20世纪初航天先驱者的技术设想，对现代大型火箭的发展起了继往开来的作用。

V－2火箭的设计虽然不尽完善，但它却是人类拥有的第一件向地球引力挑战的工具，成为航天发展史上一个重要的里程碑。

3．冲出大气层

冲出大气层是人类向空间进军的序曲。大气层保护了人类免遭空间粒子辐射的伤害，为人类繁衍生息创造了条件，但大气折射、漫射和对某些波段辐射的选择吸收使人类对宇宙奥秘之探索受到限制。要实现航天的愿望，首先必须突破大气层的屏障。

从19世纪末到20世纪初，人们开始用气球、飞机和探空火箭向大气高层冲击。到第二次世界大战结束时，飞机的升限达到了15．23公里，气球达到了32公里的高度。1946年，美国发射缴获的V－2，测到了112公里高度的大气数据。

1949年，前苏联用P－2A探空火箭携带860公斤的仪器设备上升到212公里的高空。

1949年2月，美国以V－2为第一级，“女兵下士”火箭为第二级组成的“丰收”号探空火箭，创造了393公里的高度纪录，获得了高层大气参数、化学成分和辐射强度等资料。20世纪50年代初，为了参与1957～1958国际地球物理年的活动，法国、日本、加拿大、澳大利亚等国也都发展了探空火箭。