
中國人最早發明了黑火藥,這是古人在長期的煉丹實踐中發明的,至今已有1 000多年的歷史了。唐末,火藥開始用于軍事。宋代,火藥和火箭技術就廣泛運用于戰場了。明代,還出現了一種很先進的“一窩蜂”火箭。在這種火箭中,火藥并不爆炸,而是迅速燃燒,產生巨大的推力,讓箭支高速飛行。人們逐漸開始意識到:火箭推力不僅可以用于戰場,也可以加速物體,甚至用于飛天。于是,就有了“萬戶飛天”的嘗試。
到了18世紀,人們根據牛頓力學計算出,若是一個物體能達到每秒7.9千米以上的速度,就能環繞地球飛行而不落地。這個計算,可以看作人造地球衛星的理論雛形(這個速度后來被稱作“第一宇宙速度”)。但是,這個速度實在是太快了,以當時人類的技術,是無法達到的。在很長一段時間內,人類能夠制造的最高速度就是依靠黑火藥發射的炮彈速度。在法國科幻作家儒勒·凡爾納于1865年出版的經典小說《從地球到月球》中,人們為了達到第一宇宙速度,特制了一門巨大的火炮,讓乘客搭乘炮彈飛到月球上。事實上,在19世紀中期以前,靠黑火藥發射的炮彈速度只有幾百米每秒。到了19世紀后期,無煙硝化棉取代了黑火藥作為發射藥,炮彈提速了不少,但還是遠遠達不到第一宇宙速度。
航天理論基礎的奠定,很大程度上歸功于俄羅斯的齊奧爾科夫斯基(1857—1935),他也因此被稱為“航天之父”。他最先論證了利用火箭進行星際飛行、發射人造地球衛星和空間軌道站的可能性,并設計了火箭藍圖,研究了火箭液體發動機結構等一系列重要的工程技術問題。
在19世紀后期,齊奧爾科夫斯基就開始從理論上研究航天的有關問題,進一步明確了只有利用火箭才能達到第一宇宙速度的觀點。1897年,他推導出著名的火箭運動方程式。隨后,在一系列的論文中,他對航天的未來發展進行了設想和展望。這些設想和展望具有驚人的前瞻性,包括火箭飛機、人造衛星、載人飛船、空間工廠、空間基地、行星基地、星際飛行等。
為了達到第一宇宙速度,他提出了多級火箭的方案,即把火箭一級一級地接在一起,第一級點火后,帶動整個火箭飛行,燃料耗盡后就被拋棄,第二級接著點火,燃料耗盡后,第三級再點火加速。這樣,火箭就能達到第一宇宙速度了。
為了表彰齊奧爾科夫斯基的杰出貢獻,1932年,蘇聯政府授予他勞動紅旗勛章;1954年,蘇聯科學院又設立了齊奧爾科夫斯基金質獎章。圖中所繪就是齊奧爾科夫斯基的肖像和1971年蘇聯發射的人類第一個空間站——禮炮一號。
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