火箭的故鄉
為什麼隻有火箭可以飛離地球呢?這是因為:首先,火箭的飛行速度可以達到足以逃脫地球引力的速度。其次,火箭發動機是一種反作用發動機,它不需要依靠周圍介質,盡管宇宙空間沒有空氣,它仍然可以工作。在這一點上它與一般的飛機、汽車和輪船等運輸工具不同。比如,飛機飛行時要借助空氣上升;輪船航行時則要借助水的浮力;汽車或火車也需要路麵和鐵軌的摩擦和支撐力。火箭借以運動的物質,則完全存在於自身之中。
由於火箭有這樣的特點,它可以衝出地球,飛向太空。但火箭達到這一步,卻經曆了一個漫長的曆程。早期的火箭並不具備這樣的本領。
我國是世界公認的最早發明火箭的國家,早在火藥使用之前,我們的古代人已經發明了一種火箭。這種火箭是在箭頭上綁一個麻布包,包裏裝上油脂等易燃物,在點燃之後射向目標的。直接利用火藥的力量來推進的火箭,也是我國最早發明的。據說宋代(公元1000年左右)一位名叫唐福的人創製了世界上第一支火箭。
當時,甚至有人用47枚大火箭作推進坐椅飛行前進的試驗。因此,國外學者稱中國人是“第一個企圖使用火箭做運輸工具的人”。世界上也公認,最早實際應用的火箭也是在我國發明的。由於古代軍事的需要,火箭技術得到了發展。明朝初的“火龍神機櫃”、“一窩蜂”等已是多發火箭了。曾顯赫一時的“飛空砂筒”火箭,用了可兩次“點火”的一正一倒導向裝置,一個作為飛去的動力,爆炸後,另一個引燃作為飛回的動力,這就是最早的兩級火箭。盡管我國沒能最先發明真正航天用的現代火箭,但現代火箭的原理——利用火藥燃燒產生的噴射氣體推動箭身飛行,卻是我國古代人最早發現和利用的。
現代火箭的探索者
世界上最早科學地說明火箭原理的,是英國的大科學家牛頓。他在1678年提出的力學第三定律:“作用力等於反作用力,但方向與其相反。”科學地回答了物體受力運動的問題。但牛頓並不是專為研究火箭而提出這個定律的。此後,英國人也使用了火箭,也許是由於1766年,英國的軍隊在東印度遭到火箭射擊的緣故。後來在反拿破侖的戰爭中,他們還把這種武器出租給盟軍。19世紀時,諾貝爾發明了“安全炸藥”,接著遠程大炮也發展起來了,而且其準確度也較高。這樣,火箭這個一向被人們重視的武器,漸漸被人們拋到腦後去了。
現代火箭的產生和發展是建立在大量的理論和實驗研究基礎上的。由於液體燃料燃燒的理論和技術問題要比固體燃料簡單,所以現代火箭是從液體燃料火箭開始的。前蘇聯、德國、美國等國家都有在研製火箭方麵取得傑出成就的代表人物。
其中最有影響的是俄國科學家齊奧爾科夫斯基,後人將他譽為“宇航之父”。齊奧爾科夫斯基最先認真地研究了火箭如何飛往宇宙的問題,1903年,他在一篇論文中提出了火箭推進的速度公式。
並且他第一個把火箭原理和航天的概念建立在科學的基礎上,研究了飛船的起飛方法和條件,還想象了未來人在飛船裏生活的情景。同時,他大膽地提出,采用液體燃料作推進劑的多級火箭,並建立地球以外的火箭站的設想,科學地證明了人類到太空旅行的可能性。
令人難以想象的是,這位出生在俄國一個小鎮上的“宇航之父”,居然從來沒有進過學校的大門。
他從小體弱多病,曾經患猩紅熱,病後耳朵幾乎聾了,所以無法上學聽課。他憑著頑強的毅力,堅持自學。22歲時,他參加了招聘中學數學教師的考試,結果成績優異,他開始了做中學教師的生涯,並利用業餘時間從事科學研究。他一生共發表600多篇論文、科普文章和科學幻想小說。然而,他的一係列研究工作並沒有受到俄國統治者的重視。隻是到了十月革命後,由於列寧的支持,他的天才才廣為人知。