百年航天
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1.1 宇宙航行的预言

“地球是人类的摇篮,但人类不会永远生活在摇篮里,他们不断地争取着生存世界和空间,起初将小心翼翼地穿出大气层,然后便是扩展到征服整个太阳系。”俄国科学家康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基在建立宇航理论之后,于1911年8月12日预言人类将飞出地球摇篮,到茫茫太空活动,迎接宇航时代的来临。

康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基

这位被誉为“宇航之父”的先驱者,1857年9月17日出生在一个贫寒之家,四岁失聪辍学,通过自学成为一个中学教师,倾心于研究宇宙航行问题。1883年,齐奥尔科夫斯基在作品《在地球之外》中,描绘了科学家们制造一种纺锤形的“火箭飞船”,载20人进入环绕地球的轨道,完全处于无重力状态,靠“宇宙枪”喷出气流在真空的宇宙空间飞行。火箭飞船乘员在船舱内栽种蔬菜和水果,制造金属材料,储备足够的食品和用具,然后飞往月球。其中2人开动月球表面着陆车,在月球上看到使人眼花缭乱的多姿多彩景象。经过若干年之后,火箭飞船平安返航,在印度洋上溅落,胜利完成这次难忘的宇宙航行。这个构想与今天载人航天的真实情况有着惊人的相似之处。

齐奥尔科夫斯基在1903年发表(1898年写成)的经典著作《利用喷气装置探索宇宙空间》,首先提出了火箭在自由空间中运动的基本原理和火箭运动最大速度公式。这就是著名的齐奥尔科夫斯基公式,被称为“宇宙航行第一公式”。齐奥尔科夫斯基为火箭的设计奠定了科学的理论基础。他早就指出只有火箭才是实现宇宙航行最理想的交通工具,并第一个把火箭原理和航天概念建立在科学基础上,设计了第一张火箭飞船的工作图,论证了用液体燃料火箭发射人造卫星的可能性,设想了未来宇宙飞船要解决的各种技术和生态环境的方法条件。后来,又进一步提出采用多级火箭发射在地球之外的空间站的方案。齐奥尔科夫斯基在火箭、火箭飞机、人造卫星、载人飞船、空间工厂、太空基地、星际航行等领域,都取得了创造性的研究成果。

齐奥尔科夫斯基关于火箭和航天飞行的探索和设想,具有划时代的意义,在航天发展史上竖立起第一座丰碑。他坚信人类利用火箭的强大推力能够飞出地球摇篮,最终实现太空飞行。齐奥尔科夫斯基在他去世前两年,1933年3月1日从他的家乡卡卢加通过无线电向莫斯科红场上的人们发表讲话说:“我确信,你们中的许多人将参加第一次大气层外的空间旅行。英雄们和勇敢的人将要开创第一批航线,飞到月球轨道、火星轨道,之后是莫斯科到月球以及从卡卢加到火星的空间旅行。”齐奥尔科夫斯基为人类的航天梦想不懈努力和追求,贡献了毕生的智慧和力量。

在齐奥尔科夫斯基的影响和支持下,1932年苏联莫斯科的喷气推进研究小组和列宁格勒的气动力实验室合并组建喷气火箭科学研究所,苏联一批火箭技术开拓者灿德尔、克列缅诺夫、朗格马克、科罗廖夫、吉洪拉沃夫、格鲁什科等参加宇航发展的工作。他们组织科技委员会,选举齐奥尔科夫斯基为荣誉委员,并到卡卢加拜见齐奥尔科夫斯基,请教发展火箭技术的计划,着手最初的火箭弹、火箭炮、火箭飞机的研制工作。这就为后人实现齐奥尔科夫斯基的航天预言铺平了道路。

链接 齐奥尔科夫斯基——“宇航之父”

康斯坦丁·艾德瓦多维奇·齐奥尔科夫斯基,俄国科学家、航天理论的开创者。1857年9月17日出生在梁赞州伊热夫斯基镇。1879年任中学教员,并致力于研究宇航学说。1896年研究喷气飞行器的运动原理,提出远程火箭和行星际火箭示意图。1897年制造出第一个工作段开式风洞,研究了风洞试验方法。1903年发表著作《借助喷气装置探索宇宙空间》,首次验证了将火箭用于星际航行的现实可能性,推导出火箭飞行的数学公式即著名的齐奥尔科夫斯基公式,奠定了火箭和液体火箭发动机的理论基础。1926年提出多级火箭理论,解决了航天器在无大气层的行星表面着陆的问题。齐奥尔科夫斯基第一个研究了从火箭到人造地球卫星的问题、建立近地空间站和星际航行中的中间基地问题、长时间宇宙飞行中的医学生物学问题,在火箭技术和宇航理论领域做出了奠基性的贡献。1935年9月19日在卡卢加镇病逝。

齐奥尔科夫斯基设计的飞船草图(左)、齐式火箭运动速度基本公式(右)