探索太空的歲月
古人的飛天夢想
1.夢想征服太空的人類
麵對自由飛翔的鳥類，剛剛擺脫蒙昧時代的遠古初民，借助想象的翅膀，希望能征服太空。於是，許許多多美麗的神話與傳說就出現了。在中國，有嫦娥奔月，羲和馭日之說。而古希臘神話中的諸位天神，盡管他們具有世間凡夫俗子的全部弱點和貪欲，但無一不是能夠在天地間自由馳騁的驍將。在波斯，在阿拉伯，在印度，在斯堪的納維亞都有類似的傳說。
隨著人類征服自然能力的提高，人們不再滿足於在神話中展開想象的翅膀了，他們要冒險試著使自己真的離開地麵，飛向天空。於是出現了最早的飛人和飛行器。
早在兩千多年前，中國著名的建築工匠魯班，就曾製造過能飛的木鳶。在《墨子》魯問篇裏記載：魯班“削竹木以為鵲，成而飛之，三日不下。”後來，東漢時的張衡也製造過能飛的木鳥。這可以說是最早的航空模型。
西漢時代，我國出現了風箏。風箏是利用空氣動力升空的原始飛行器，其飛行原理和現代飛機相似。可以說，風箏也是現代飛機的祖先。西漢王莽時有人用羽毛做成兩隻翅膀，從高處躍下，嚐試滑翔，飛了數百步遠。
西晉時代，葛洪發現了鳥類的滑翔原理。到明代，曾有人利用風箏和火箭試製過載人飛行器。雖未成功，但這種探索精神是十分可貴的。勤勞智慧的我國勞動人民在飛機發展史上作出了重要貢獻。
在國外，最古老的關於人類飛行的文字記載已是公元幾世紀的事了，要比中國晚許多年。
13世紀，俄國的達尼爾·查多赤尼克在一份手稿中寫到，有人用綢子做的翅膀從教堂的屋頂上飛了下來。
1503年，意大利學者丹蒂在佩魯賈試圖用自製的翼飛行。4年後，約翰·達米按計劃飛往法國。他從蘇格蘭的斯特林城堡的牆上跳下來，結果墜地摔斷了大腿骨。他把失敗歸咎於沒有使用鷹的羽毛，而使用了雞的羽毛。他說，雞屬於地麵禽類，所以沒有飛起來。
17世紀，土耳其人赫紮芬·塞萊做了個翅膀，從博斯普魯斯海岸加拉塔的一座塔上跳下來，據說飛了好幾公裏，最後安全地降落在附近的司庫台市的市場上。這是人類“插翅飛行”的時代。
1678年，法國一個叫貝尼埃的鎖匠，製造了一個“體力撲翼機”的飛行器，進行飛行試驗。他的設想雖然比過去的“插翅而飛”，在方法上有所改進，但仍然沒有飛起來。
日本在寬政年代(1789～1801年)有一個名叫幸吉的裱糊匠，按照鴿子的體重和羽翼長度的比例，為自己製造了一套羽翼，套在胸前，靠體力扇動飛行。他不能從平地直接起飛，而是從高處跳起，拍翼而飛。
更有趣的是一個叫熱拉爾的法國人，在1784年不但為撲翼機設計了“火藥發動機”，而且還設想裝了一個方向舵和一個彈簧著陸裝置，表現出了非凡的才能。但是，人類靠撲翼機也未能征服太空。
……
在曆史的長河中，一代又一代先哲用學識、智慧去尋找打開宇宙奧妙的鑰匙，一批又一批的勇士，用汗水、鮮血，以至生命接起通往浩渺太空的橋梁。
人類經過多方麵的摸索，終於靠輕於空氣的飛行器——氣球，首先實現了飛行理想。
但氣球畢竟不是飛機，機動性能受到很大限製。到本世紀初，重於空氣的飛行器——飛機終於問世。
2.別樣的神話，共同的向往
早在古代，人們就夢想飛上太空，無論在中國還是外國，民間都流傳著許多有關飛天的神話。
在我國有關飛天的神話中，最為人們熟悉的是“嫦娥奔月”。
傳說遠古時代，天上一共有10個太陽。它們在空中輪流出現，一個太陽出勤值班，其餘的太陽便回去休息。所以，雖然有10個太陽，但是人們見到的隻有一個。
起初，太陽們很遵守紀律，上班下崗都很準時。可時，時間一長，他們就調皮起來，常常一同跑到天空中嬉戲，這下可給人們帶來了災難。10個烈日一起曝曬，使得禾苗枯萎，河流幹涸，人們無法生活。
住在天上的天帝看到地下的人們在受苦受難，十分生氣，決定派神箭手羿去教訓一下太陽們。
羿看到人們受苦的情景，不由得勃然大怒。他從腰間抽出一支白箭，搭在紅色的弓上，對準第一個太陽。隻聽得“嗖”的一聲，一瞬間一個太陽從空中墜了下來，開始是一團火，落地後變成了一隻帶箭的三足死鳥。
羿又一口氣連發八箭，箭箭命中，隻剩下最後一個太陽了。正當羿準備射殺最後一個太陽時，旁邊的一位老人大叫：“使不得，使不得!天上不能有10個太陽，可不能一個太陽也沒有呀!”羿覺得老人言之有理，便收起弓箭，讓最後一個太陽繼續照耀著地上人間。
羿做了那麼大的好事，人們感激他，欽佩他。後來，他娶了美貌的嫦娥為妻，建立了一個幸福的小家庭。
羿為民除害的消息傳到了遠處昆侖山上王母娘娘的耳中。王母娘娘十分讚賞羿的獻身精神，決定送他一顆吃了能長生不老的仙丹，並叮囑送仙丹的人告訴羿：這顆仙丹一定要兩個人同吃，一個人獨吃就會升天。
不巧，送仙丹的人來到嫦娥家的那天，羿正好不在家。他便把仙丹交給了嫦娥，但忘了將王母娘娘的叮囑告訴她。
嫦娥拿著仙丹，聞到一股清香。她聞呀聞，一不小心，將仙丹吞了下去。開始，嫦娥覺得全身輕飄飄的，舒服極了，可是不一會，雙腳竟然離地飄向空中，她才驚慌起來，大叫羿的名字。但是，已經晚了，她身不由己地向空中飛去。
嫦娥飛到了月亮上。她走進廣寒宮，見那兒杳無人跡，隻有一棵桂樹和一隻正在搗藥的小白兔，她好不傷心!
嫦娥無可奈何地留在月亮上，過著寂寞的生活。她隻能在每年的中秋之日，走出廣寒宮，遙望人間。
從這個民間傳說中，我們可以看到：人們曾經想象，飛天是件不容易的事；人們如果可以飛天，第一個目標就是月亮，但那兒十分荒蕪，十分寒冷。這後一種在古代並無根據的想象，竟驚人地被現代空間技術所證實。
和中國類似，在西方也有不少有關飛天的神話故事。
公元160年，希臘著名作家盧基阿諾斯寫了一篇神話小說《伊卡羅·米尼朱波斯》，說的是：主人公米尼朱波斯巧妙地把鷲的右翼和禿頭鷹的左翼取下來裝在自己的肩上，腰裏帶了食品，就從奧林匹斯山飛了出去。開始時，他隨著不斷的升高而感到頭暈，但不久就習慣了。他飛過了5500千米的高空，到達了月球。在月球世界，他和哲學家恩培多克勒相會，並向他請教加強視力的方法，好從月亮遙望地球。從月亮上看，希臘隻有四個手指頭那麼大，人小得簡直像隻螞蟻。
這個故事告訴我們，西方人想象的飛天工具竟是鳥類的翅膀，而且他們認為月球離地球隻有5500千米。
1639年，德國的朱安·波德旺寫了一個題為《德米尼克·岡紮萊斯的月球旅行》的故事。主人公岡紮萊斯乘船在大西洋中航行，後來他病倒在聖赫勒納島上。他和仆人分開住，兩人之間用鵠來聯絡。在鵠的腳上捆上小包，代替信鴿。據說鵠這種鳥很聰明，經過訓練之後，它們飛回了歐洲大陸。這種鵠來自月球，後來到了返回月球的季節，就帶著岡紮萊斯飛到了月球世界。在岡紮萊斯所訪問的地方，居住著身高3米以上的巨人，壽命長達5000年，一個名叫伊盧多茲爾的皇帝統治著這個月球世界。
這個故事除了仍想象借助鳥的飛行能力飛天外，還想象月球上有著智能生物，很熱鬧，這同我國的“嫦娥奔月”完全不同。
所有這些神話和故事表達了古代人對太空的向往，但一點科學依據都沒有。
3.不再是神話：凡爾納的科學幻想
19世紀，歐洲的科學技術有了較快的發展，出現了以一定科學知識為基礎的科學幻想小說。
當時，最有名的科幻小說作家是法國的儒勒·凡爾納。凡爾納生於法國南特市的一個法官家庭，19歲到巴黎學習法律，畢業後不願當法官，為劇院創作劇本。凡爾納一生創作66部小說和若幹劇本，所寫範圍從地球到宇宙空間，從地質、地理到航海、航天，包羅萬象。著名的三部曲《格蘭特船長的兒女》、《海底兩萬裏》和《神秘島》是其代表作。其他重要作品還有《地心遊記》、《從地球到月球》、《環繞月球》等。他在科學知識的基礎上大膽地設想和預言未來，他所作的許多科學幻想，已為後世的實踐證明為基本正確。
凡爾納寫了不少科幻小說，其中有兩本是關於太空飛行的，一本是《從地球到月球》，另一本是《環繞月球》。這兩本書都描寫了主人公從地球出發飛到月球，再從月球返回地球的整個冒險過程。
書中寫道，在美國南北戰爭期間，一批大炮創造發明家成立了一個大炮俱樂部。戰爭結束之後，這個俱樂部的成員設想製造一門巨型大炮，把炮彈發射到月球上去。根據計算，炮彈應該用鋁質材料製成，重8.7噸，直徑2.74米，大炮應該長270米。把炮彈放在大炮裏發射，可以獲得11千米/秒的飛行速度，最終可到達月球。
但是，要在地麵上製造能放這麼長的炮彈的大炮是很困難的。於是，他們在佛羅裏達州的坦帕郊外垂直地挖了一個深達270米的坑，在坑裏鑄造大炮。經過精心策劃，大炮終於造成了。誰來乘坐炮彈呢?法國人米歇爾·阿當主動提出了申請。最後決定由俱樂部主任巴比康、裝甲板製造家尼恰爾和阿當這三人來乘坐炮彈。
炮彈的造型像一條船。裏麵放置了溫度表、氣壓表、月球圖，還有用來對付月球野獸的步槍。此外，還有鋸子、鏟子和各種植物種子。三個人帶了兩條狗和幾隻雞，在12月1日上午10點46分40秒，乘炮彈離開地麵，向月球飛去。
炮彈以預定的速度接近月球。可是，途中遭遇到了流星的襲擊，炮彈偏離了原來的飛行軌道，沒有在月球上登陸，而是飛到了月球的背麵，又奔回地球，最後濺落在太平洋上。
凡爾納的科幻小說不再是純粹的神話，裏麵有以牛頓萬有引力定律為科學依據的計算。雖說用大炮發射炮彈抵達月球的做法顯然是不現實的，但用燃料化學反應的爆炸力作為飛天動力的方案，可以說是孕育了現代空間技術的基本思想。
艱難的飛行曆程
1.模仿動物飛行
人類在征服太空的鬥爭中取得的偉大成就，主要是靠人類自身的智慧和力量。但是，也從動物的飛行中得到不少的啟示。
人們在幻想太空飛行的過程中，發現鳥類、昆蟲等動物能在空中自由地飛翔，於是決定模仿飛行動物飛上太空。
最初，人們隻是對鳥類的飛行進行簡單的模仿，把大鳥羽翼都綁在身上，靠重力從高處滑翔而下。據說早在1900多年前，中國西漢時期有一位飛行家，在京都長安舉行了一次飛行表演，他用鳥羽做成兩隻翅膀裝在身上，並在頭和身體其他部位上都連上羽毛，結果飛行數百步而落地，這是有文字記載的人類第一次飛行。後來，國內外有許多人製造了各式各樣的翅膀，將它綁在手臂上，試圖簡單模仿鳥類飛向太空。結果，不是飛不起來，就是翼破人亡，全都失敗了。
人類從簡單模仿鳥類飛行的一次又一次失敗中不斷總結經驗教訓，使自己逐漸地聰明起來，開始認真研究鳥類和昆蟲飛行的原理和飛行動力學的問題。認識到鳥和昆蟲之所以能飛，不僅僅是因為它們有翅膀，還在於它們經過億萬年的自然演化，整個身體結構都適應飛行的需要。發現鳥類具有流線型的體型，飛行阻力很小；骨骼中空，重量輕；肌肉集中於胸部，功率大。而人類的體型不但不符合流線型，而且骨骼很重，肌肉分散，功率低。因而得出結論，人如果不借助機械動力，單靠自身的體力作撲翼飛行，是難以飛上天的。從此以後，人類從對鳥類、昆蟲飛行的簡單模仿，發展到創造性的仿生。即根據動物飛行的原理，從動物身上索取藍圖，加上人的聰明才智，製造飛行器。
早在2000年前，墨子曾帶領300多弟子用3年時間，製成了一隻“會飛的木鳥”，古書上把它叫做“竹鵲”或“木鳶”，據說春秋時代著名工匠魯班和張衡等也曾製造過類似的飛行器。15世紀，德國人米勒曾製造過“鐵蒼蠅”和“機械鷹”，並進行過飛行。400多年前，意大利著名科學家、藝術家達·芬奇，在總結前人製造飛行器的基礎上，進一步對鳥類和蝙蝠飛行進行觀察研究，設計了一個像人大小的撲翼飛機，試圖用人腳的登力撲動翅膀而飛行，他雖然沒有成功，但在人類飛行的道路上向前邁出了可喜的一步。
大約在公元1800年，氣體力學創始人之一的英國科學家凱利，從鳥的身上索取藍圖，模仿鳥翼設計了一種與現代飛機機翼截麵曲線幾乎完全相同的機翼。法國生物學家馬雷，在廣泛研究鳥類飛行之後，寫了一本名為《動物的機器》的書，介紹鳥類飛行的知識和原理。後來，俄國科學家茹可夫斯基也在研究鳥類飛行的基礎上，提出了空氣動力學的理論。至此，人類經過幾千年的探索和千千萬萬飛行愛好者的共同努力，終於揭開了鳥類飛行的奧秘，找到了人類飛行的關鍵之所在。從此，進入了製造飛機的時期。
19世紀蒸汽機的發明，為動力飛行提供了良好的條件，人們開始采用大功率輕便發動機推動螺旋槳進行飛行試驗：1903年12月17日，美國自行車修理匠萊特兄弟，經過對鳥類飛行的長期研究，認真吸取了前人研究的成果，用木料、帆布、自行車零件和一個12匹馬力的汽油內燃機，製造了一架名叫“飛行者1號”的舉世聞名的雙翼飛機。在天空中飛行了12秒鍾，36米遠，最高時速為48公裏。從而為人類開辟了通往天空的道路。
隨著仿生學和其他科學技術的發展，人們全麵而深入地研究鳥類和昆蟲飛行的原理，不斷地優化飛機的結構和技術性能，研製出各式各樣的新型飛機。從萊特兄弟發明第一架飛機至今，飛機已經發展成為成千上萬種不同類型的大家族，使人類獲得了在空中飛行的自由，在征服太空的征途上邁出了重要的一步。
2.聾啞青年與“魔星”
1786年，在英國約克郡的漢興古爾下葬了一位年僅22歲的聾啞青年、天文學家約翰·古德利克。他的安息地上甚至連墓碑也沒有，然而後世天文學家卻對他十分敬仰。這位英國奇才在18世紀後期的一些發現和思想，奠定了恒星天文學中的一個重要分支——變星研究的第一塊基石。他的早夭令人痛惜，然而濃縮在他短短一生中的科學成就，已足以使他在科學史上贏得永久的一席。
自古以來，人們一直以為恒星是永不變化的。直到1596年，才有一位名叫法布裏修斯的德國天文學家發現鯨魚座中有一顆3合星在那年10月隱沒不見了。後來它重又增亮，當它再度被人們發現的時候，就獲得了鯨魚座“怪星”的稱號。
在此之前，阿拉伯人可能已覺察到另一顆星的亮度會發生顯著的變化，他們以為這是某種神奇的魔力造成的，因此把它稱作“魔星”。我國古人曆來把這顆星叫做“大陵五”，國際上通用的名字叫做“英仙座β”。雖然在1670年和1733年都曾經有人注意到這顆星的亮度變化，卻沒有一個人係統地觀測和研究它。
1782年11月12日，古德利克寫下了他對“魔星”的研究結果。
他發現，“魔星”大陵五逐漸暗淡下去，直到亮度降到正常情況的1/3，然後又重新亮起來，一直恢複到原先的亮度。夜複一夜的觀測使他肯定：大陵五的亮度變化具有嚴格的周期性，並且求出了極準確的周期數值：2天20小時49分9秒。
1783年5月25日，英國皇家學會宣讀了古德利克的論文，公布了這一發現。這在天文學界引起了很大的興趣，並使這位19歲的青年人榮獲了該年度兩枚科普利獎章中的一枚。