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戔達德與火箭的發明

2008-04-12 00:00:00楊再清
發明與創新·中學生 2008年2期

美國馬薩諸塞州的一個果園里,一個小男孩正在給櫻桃樹剪枝。

他爬上了一棵高大的櫻桃樹,眺望著遠方的田野,幻想著遠處未知世界的模樣。突然間,他的頭腦中冒出一個頭:人要是能飛到星星上多好啊!怎樣才能制造出飛上星星的裝置呢?

小男孩從櫻桃樹上爬下來,坐在樹下沉思起來。他想象著有一種機器在草地上飛快地旋轉,急速上升,飛向太空,飛向那遙遠的、未知的世界。

為童年的幻想努力一生

在學校里,戈達德是個壞學生,他十分討厭數學,還留過級。

從果園回來后,小男孩似乎變成了另外一個人。父母發現,他整天在學習數學和做科學小實驗,即便是臥病在床,他也不肯放過一丁點兒的時間。看著這個身體瘦弱、經常患病的孩子,父母總是心疼地勸說他休息,卻無法改變他的專注。

他就是美國物理學家和火箭技術的先驅者——羅伯特·戈達德。

羅伯特·戈達德于1882年出生在美國馬薩諸塞州伍斯特。童年時,戈達德舉家搬遷到馬薩諸塞州波斯頓。其父精通機械,系波斯頓有名的機械業刀具加工商。

戈達德在他17歲的時候就向往火星之旅了。十年以后戈達德認識到,唯一能達到這個目的的運載工具就是火箭。從那時起,他就決定將自己獻身于火箭事業。

戈達德有一句名言:“昨天的夢想就是今天的希望、明天的現實。”正是羅伯特·戈達德的科學研究才使我們今天有機會實現許多飛天的夢想。

童年在果園的美麗夢想,成為了戈達德生活的精神支柱。在隨后的日子里,他不斷地攻讀數學,堅持做實驗,到長大些的時候,他居然攻讀起物理學家牛頓的著作來。后來,戈達德考入伍斯特工學院。

1911年,29歲的戈達德在克拉克大學獲理學博士學位,并在這所大學開始了火箭研制工作。

剛開始的時候,戈達德做的是理論研究工作,探討火箭作高空大氣研究的價值和達到月球的可能性。1919年,他發表了題為《達到超高空的方法》的論文。全文只有69頁,全部是他理論研究的結果。小冊子發表了,但是并沒有引起人們的絲毫注意——其實,早在10年前,俄國物理學家齊奧爾可夫斯基也曾做過類似的研究,并且寫過相似的論文,但是同樣也沒有引起世人的注意。

戈達德在理論研究之后,決定進行實踐操作,他想要用成功的事實來證明他的理論的正確性和可行性。

1922年,戈達德開始了用汽油和液氧做燃料的火箭引擎試驗。

1926年冬天,在馬薩諸塞州的田野上,戈達德發射了自己制作的第一枚火箭。

這枚火箭高約1-2米,直徑約15厘米。火箭里的汽油和液氧混合燃料耗盡后,它仍在繼續上升,上升高度是60米,時速100公里左右。

戈達德于1929年又發射了一枚較大的火箭,這枚火箭比第一枚飛得又快又高,更重要的是它帶有一個氣壓計、一個溫度計和一架用來拍攝飛行全過程的照相機,這是第一枚載有儀器的火箭。

此外,戈達德還獲得火箭飛行器變軌裝黃和用多級火箭增大發射高度的專利,并研制了火箭發動機燃料泵、自冷式火箭發動機和其他部件。他設計的小推力火箭發動機是現代登月小火箭的原型,曾成功地升空到約2000米的高度。他一生獲得過214項專利。

火箭技術的研究可以追溯到中國古代。發明火藥的中國人在13世紀就發明了“飛火箭”,并運用于戰爭。還有印度人、阿拉伯人、波蘭人等也曾研究過火箭技術。

1929年7月,又一枚火箭在戈達德的家鄉飛向天空。這一次,火箭飛得更高,而且載有氣壓表、溫度計,拍攝氣壓表和溫度計的小型照相機。

試驗剛剛結束,警察居然找到戈達德,為了安全,警察命令他以后不許在馬薩諸塞州做試驗。

就這樣,戈達德只好到新墨西哥州一塊荒涼的土地上開始新的試驗。經過許多努力,他得到一位慈善家饋贈的一筆錢,他的試驗才得以維持。

在這里,戈達德試驗制作了更大型、更成功的火箭。他的火箭有燃燒室.因為用汽油和超高壓的液氧作燃料,燃燒室的壁能保持冷卻。同時,戈達德還發明了控制火箭飛行方向的轉向裝置,使火箭沿正確方向飛行的陀羅儀等。

1930年到1935年的時間里,戈達德又發射了數枚火箭,火箭的速度最高達到超音速,飛行高度達到2.5公里。

但令人遺憾的是,戈達德的研究依然沒有得到美國政府的關注和支持。美國政府只給過他一小筆預算,讓他設計飛機在航空母艦起飛時用的一種小型火箭。

戈達德的研究極端缺少經費,而且挑剔的輿論界也不放過這位嚴謹的教授。《紐約時報》的記者們嘲笑他甚至連高中的基本物理常識都不懂,卻整天幻想著去月球旅行。他們戲稱戈達德為“月亮人”。為新聞界左右的公眾也對這位科學家的工作表示懷疑和不理解,但這都不能撼動頑強的戈達德。戈達德覺得,最好的辦法是走自己的路,繼續自己的研究,而對公眾的反應保持沉默,因為他很清楚這種譏諷是不會持久的。

就這樣,戈達德在默默無聞中,靠自己的毅力和勤奮發明創造了火箭,是美國第一枚火箭的宇宙時代的開創者。

死后成為美國火箭之父

戈達德雖然在美國沒有受到重視,在德國卻有一批推崇者。他們用戈達德的原理制成了V2火箭,并在第二次世界大戰中發揮了威力。

二戰結束后,美國科學家向德國科學家請教火箭制造的技術,德國科學家目瞪口呆:“你們不知道你們美國的戈達德嗎?我們是用他的原理研究制造火箭的。他是我們的老師啊。”

美國科學家非常震驚,再去尋找戈達德時,一切都晚了。1945年8月10日,戈達德已經離開了人世。

1959年,美國在華盛頓特區附近的馬里蘭建造了戈達德太空飛行中心,這是美國第一個完全用于太空科學的大型科學實驗室。此舉表達了人們對證明飛行器可以飛出地球大氣并飛向太空的美國火箭專家羅伯特·戈達德的敬意。

在他死后,他獲得的榮譽達到了頂峰。他被追授了第一枚劉易斯·希爾航天勛章。

戈達德雖然成功地發射了世界上第一枚液體火箭,但因為沒有引起美國政府的重視和支持,致使他逝世時美國的火箭技術遠遠落后于德國。直到1961年蘇聯宇航員加加林上天后,美國才發表了戈達德30年來研究液體火箭的全部報告。

至此,戈達德被譽為美國的“火箭之父”。

戈達德的一生孤獨而不被人理解。勇敢的他毫不氣餒,在理論和實踐上做了很多工作,向懷疑他的設想的人們表明未來的整個航天事業都將建立于火箭技術的基礎之上。

戈達德的一生是坎坷而英勇的一生。他所留下的報告、文章和大量筆記是一筆巨大的財富。對于他的工作,馮·布勞恩曾這樣評價過:“在火箭發展史上,戈達德博士是無人匹敵的,在液體火箭的設計、建造和發射上,他走在了每一個人的前面,而正是液體火箭鋪平了探索空間的道路。當戈達德在完成他那些最偉大的工作的時候,我們這些火箭和空間事業上的后來者,才僅僅開始蹣跚學步。”

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