正文 第12章 航天航空史上的英雄2(2 / 3)

在接二連三的失利之後,前蘇聯更加思念柯洛廖夫。為了紀念他,一艘航天跟蹤船被命名為“柯洛廖夫”號。1972年,前蘇聯公映了一部名為《馴火記》的傳記性影片。影片的主人公——安德烈,便是柯洛廖夫的化身。此外,還出版了他的傳記,發表了一係列的紀念文章,郵政部門還發行了紀念他的多種郵票和明信片。隻是,無論是紀念性影片,還是有關他的經曆和生平的傳記或文章,都悄然抹去了被流放罰苦役那一段。

六、航天飛機之父

1857年9月17日,齊奧爾科夫斯基出生於俄羅斯梁讚省的伊熱夫斯基村(靠近莫斯科),取名康斯坦丁。他們家境貧寒,雖然齊奧爾科夫斯基自小熱愛讀書,但他的父親沒有能力送他到更好的學校學習。他受到的唯一正規教育是在伊耶夫斯科的鄉村學校裏獲得的。不幸的是,他在十歲的時候,由於患了嚴重的猩紅熱病而使聽覺幾乎完全喪失。從那時起,齊奧爾科夫斯基幾乎同外界隔斷了聯係。生理障礙把他同人們疏遠了,但卻促使他發奮讀書,積極努力。他憑借自學,自修了中學和大學課程,掌握了大量數學、物理學、天文學知識。1878年,他通過資格考試,擔任了波羅伏斯克縣一所中學的數學和物理學教師。

受凡爾納科幻小說的強烈吸引和喜好幻想的品質,他對升空飛行和太空旅行具有濃厚的興趣。在航空領域,他設計製造了俄羅斯第一台風洞,最早提出了硬式飛艇思想。在航天飛行領域,齊奧爾科夫斯基一直在進行著研究和思索。大約在1878~1879年,為了研究生物在飛行環境中的反應問題,他設計了一種研究加速度對生物體影響的裝置。1883年,他在一篇名為《自由空間》的手稿中,首次指出利用反作用裝置作為外太空旅行工具的推進動力的可能性。他對這種火箭動力的定性解釋是,火箭運動的理論基礎是動量守衡定律。在這篇手稿中,他還分析了沒有空氣和阻力的空間的運動,畫出了宇宙飛船的草圖,並且計劃采用陀螺裝置使飛船在飛行中保持穩定。有關太空飛行的思想在1893年發表的科幻小說《月球上》和1895年寫的《地月現象和萬有引力效應》中得到了進一步發展。1896年,他開始從理論上研究星際航行的有關問題,進一步明確了隻有火箭才能達到這個目的。1897年,齊奧爾科夫斯基推導出了著名的火箭運動方程式。他經過幾年潛心研究,於1898年完成了航天學經典論文《利用噴氣工具研究宇宙空間》,但這篇論文直到1903年才在莫斯科的《科學評論》雜誌上發表。接著,他又於1910年、1911年、1912年、1914年在《航空報告》上發表了多篇火箭理論和太空飛行的論文,較係統地建立起了航天學理論基礎。

《利用噴氣工具研究宇宙空間》內容涉及到與火箭和航天飛行有關的各個方麵問題。首先,作為科學研究和探測工具,齊奧爾科夫斯基分析了現有運輸裝置的不足。接著齊奧爾科夫斯基運用變質量運動理論,推導出了火箭運動的基本方程,從而使火箭的理論更趨於完善。這個公式後來被命名為齊奧爾科夫斯基公式。在這個公式的基礎上,他又推導出了火箭在重力場中的運動方程式。這兩個簡單公式奠定了火箭運動的理論,具有重要的實際意義和理論價值。根據這兩個公式,齊奧爾科夫斯基建立了火箭質量比的概念,即火箭起飛前的質量與火箭燃料耗盡後的質量之比,並由此指出質量比的重要意義。他還首次提出了火箭推進劑比衝的概念,認為比衝越大,火箭性能越好。通過對一述公式的分析,齊奧爾科夫斯基得出了一些重要結論。齊奧爾科夫斯基由此還推導出了火箭要克服地球引力所要具備的最小速度即第一宇宙速度為每秒8千米。

火箭運動理論大致有了一個完整的框架後,齊奧爾科夫斯基又對星際航行問題進行了研究和展望。他設計並畫出了載人宇宙飛船的草圖,研究了載人宇宙飛行的種種問題,包括載人飛船內如何保持適宜的溫度、壓力、濕度等條件,飛船內空氣和水的淨化和重複使用問題,二氧化碳的吸收問題,利用綠色植物提供氧氣的問題,以及宇航員如何克服起飛時的高過載問題等等。他還研究了太空飛行對人類社會的重大影響以及人類的前景等問題。在1911年發表的《利用噴氣工具研究宇宙空間》下半部分中,齊奧爾科夫斯基詳細地描述了一艘載人宇宙飛船從發射到進入軌道的全過程,內容涉及飛船起飛時的壯觀景象,超重對宇航員的影響,失重效應以及人的感覺和飛船內物體的奇異表現,不同的高度看地球的迷人景觀,天空的景色等。人們讀來有如親臨宇宙飛船登天的感覺。