人类探索外太空源自对未知的天空的求知欲、人类在浩瀚的宇宙中所感受到的孤独感。晚上仰望无边无际的天空,看见满天繁星,你或许想知道在遥远星星的那方,究竟有没有和我们一样的生命呢?相信很多读者在儿时也曾梦想自己能够成為一位太空人,在无尽的宇宙中探索。要成為太空人不是易事,不过和各位读者分享一些有关太空探索的歷史、知识、见闻,笔者相信能够做到。首先我们看看有关人类探索天空、外太空的历史。
我们可以由很多事情看到人类 渴望飞上天空、探索外太空。例如希腊神话中的伊卡洛斯( Icarus ),他利用蜡及雀鸟的羽毛製成一对翅膀,向未知的天空进发。可惜当他飞至中途时,太阳的热力熔化了他用蜡及羽毛制成的翅膀,掉了下来。
又好像中国神话中嫦娥奔月的故事,嫦娥所吃下的仙丹是她的丈夫后羿所得。吃下仙丹能成仙,飞上天庭。
在人类的历史上,有很多知名或不知名的人士為著飞上天空这一简单理由,努力不懈地研究。例如达文西所设计的飞行机器,虽然以当时的科技程度不能把这些飞行机器实现,但也証明瞭在当时人类已非常渴望飞上天际。
几位对人类宇宙探索有深远影响的科学家
1.罗伯特·戈达德(Doddard,Robet Hutchings)
美国火箭发动机发明家,被公认为现代火箭技术之父, 罗伯特·戈达德(Doddard,Robet Hutchings)出生於1882年10月5日的美国麻塞诸塞州。戈达德在24岁从渥贾斯特技术学院毕业后进入克拉克大学攻读博士学位。这两所院校都在他的家乡麻塞诸塞州。1911年他取得博士学位后留校任教。在此期间,他认识到液氢和液氧是理想的火箭推进剂,在随后的几年研究里,他进一步相信用他的方法一定会把人送入太空。
他在实验室里第一次证明瞭在真空中可存在推力,并首先从数学上探讨包括液氧和液氢在内的各种燃料的能量和推力与其重量的比值。 1919年发表经典性论文《到达极高空的方法 A Method of Reaching Extreme Altitudes》,开创了航太飞行和人类飞向其他行星的时代。他从1920年开始研究液体火箭,直至1926年3月16日,他在麻塞诸塞州沃德农场成功发射了世界上第一枚液体火箭。
戈达德虽然成功地发射了世界上第一枚液体火箭,但最初并没有引起美国政府的重视和支持,所以到他逝世时美国的火箭技术还远远落后於德国。直到 1961年苏联宇航员加加林上天后,美国才发表了戈达德30年来研究液体火箭的全部报告。后来,美国宇航局的一座空间飞行中心被命名為"戈达德空间研究中心"。
2.赫尔曼·奥伯特(Hermann Oberth)
在罗伯特 ·戈达德出生后12年,对人类探索宇宙有深远影响的另一位科学家也诞生了。有德国航太之父之称的赫尔曼·奥伯特(Hermann Oberth)於1894年6月25日出生於特兰西瓦亚,该地当时属奥匈帝国,现在位於罗马尼亚境内。
作為数学教授,奥伯特把全部业餘时间用於宇宙航行研究。 1922年,他把研究成果整理成文,作為申请博士学位的论文寄给了海德堡大学,但他的研究成果没有得到承认。他对当时的情况有以下一番意见,我们可以看见他对自己所研究的有著无比的信心。
1923年,他发表了一篇后来被称為宇宙航行学经典著作的《飞向行星际空间的火箭The Rocket into Interplanetary Space》。文中提出空间火箭点火的理论公式,用数学阐明火箭如何获得脱离地球引力的速度等,对宇宙航行打下稳固扎实的理论基础。
3.齐奥尔科夫斯基(Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky)
在人类宇宙航行史中,除了美国的罗伯特 ·戈达德及罗马尼亚境的赫尔曼·奥伯特,还有一位不能不提的科学家,“火箭之父”俄罗斯的齐奥尔科夫斯基(Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky)。
齐奥尔科夫斯基于 1857年诞生在俄罗斯一个林务员的家庭。他十岁时不幸染上猩红热,留下了终身耳聋的后遗症。但他不為此而自暴自弃,更加努力学习。他擅长数学,后来成為了一名教师,先是在一个乡村学校,后来在卢加城任教。
齐奥尔科夫斯基于 1883年在《自由空间》论文中便提出了太空船的运动必须利用喷气推进原理,并画出了飞船的草图。1896年齐奥尔科夫斯基开始系统地研究喷气飞行器的运动原理,并画出了星际火箭的示意图。在1903年他发表了《利用喷气工具研究宇宙空间》的论文,他指出火箭於宇宙前行并不需要周围有空气这一重要事实:一个火箭的内部装有火药并被点燃后,就会產生一股热气流,热气流从后部的排气口喷出,把火箭朝相反方向推进。从而推导出发射火箭运动必须遵循的“齐奥尔科夫斯基公式”。
1929年他提出了多级火箭构造设想。他认為火箭的速度,不必强求在一开始就达到目标速度,实际上也不现实。应该把火箭分為几级,各带一部分燃料,第一级火箭的燃料用尽,就把它扔掉,以减轻负担;接著点燃第二级火箭,提高火箭速度。在几次加速之后,就可以达到足以脱离地球引力的速度。这一富有创见的构想,為研製克服地球引力的运载工具,提供了依据。