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“欧洲火箭之父”赫尔曼·奥伯特:为火箭升空搭起“天梯”的人

发布时间:2023-06-09 10:38:03来源:
一张方寸大小的纪念邮票。

邮票上,宇宙星河浩渺,圆形飞船穿梭其间,一枚火箭正冲出地球,飞向太空。邮票一隅,赫尔曼·奥伯特目光深邃地凝望这片星空。简单的图像,勾勒出人们对这位“欧洲火箭之父”的敬意。

在世界航天史上,奥伯特是一颗璀璨的“启明星”:他创立了空间火箭点火的理论公式,率先用数学方法阐明火箭脱离地球引力的方法和速度;他是第一个完整介绍宇宙飞船及其发射飞行原理的专家;他与航天爱好者聚集在一起,成立宇宙航行协会……奥伯特关于火箭推进的著作,曾被誉为航天领域的“圣经”。

V-2弹道导弹。

欧洲火箭之父”赫尔曼·奥伯特。

埋下太空梦想的种子

赫尔曼·奥伯特心中,一直埋藏着一个梦想。

1894年,奥伯特出生于奥匈帝国的一户医生家庭。11岁的年纪,奥伯特就深深沉浸在《从地球到月球》描述的世界:“星云仿若庞大的雪片,太阳是光辉夺目的圆盘,月球寂然不动地停立在星辰世界的中心……”

这一部由儒勒·凡尔纳创作的小说,为奥伯特开启了想象的大门。他怀揣着乘坐火箭冲向云霄、越过大气层的遥远梦想,在心里悄悄埋下对太空的憧憬。

书中,冒险家们坐在“炮弹”上冲出地球。合上小说,奥伯特依旧忘不了书里描述的发射过程和计算轨道的方法。通过计算和试验,他发现“用大炮发射飞行器”简直是天方夜谭,反倒是故事中用于改变飞船方向、降低飞船速度的火箭,十分具有可行性。

自那时起,奥伯特就断定,如果有一种方式能将人类送上太空,那一定是火箭。

1914年,第一次世界大战爆发,正在德国慕尼黑大学攻读医学学位的奥伯特被卷入其中。他加入奥匈帝国军队,成为前线的一名军医。在目睹过战争的残酷无情后,奥伯特心中再度浮现出“火箭”的概念——

如果能发明一种火箭,将炸药快速投掷到敌方阵地、炸毁碉堡,不就能减少己方人员的伤亡吗?如果新武器的发明能让战争进程缩短,双方士兵不就能少受些折磨吗?

于是,奥伯特重拾儿时的梦想。他放下手术刀,转而开始钻研物理学和数学,将所有精力投入到推导轨道动力学方程上。

1923年,一本名为《飞往星际空间的火箭》的小册子在欧洲畅销。书中关于火箭、卫星、宇宙飞船的设想,令无数星际航行爱好者心驰神往。

这本小册子,其实是奥伯特的博士论文。论文里,他用详尽的公式和缜密的推导论证了通过火箭飞向太空的可行性。然而由于推导过程复杂、想法过于超前,这篇论文被评审委员会以“脱离现实”为由驳回。

论文被拒后,奥伯特没有按照委员会的要求重写,他选择放弃学位。“我想让人们看看,即使没有博士头衔,我也能成为一名优秀的科学家。”奥伯特坚信着自己的判断。

随后,奥伯特离开学院,回到家乡的一所高中教数学。他将所有业余时间投入火箭的理论研究。1929年,奥伯特在那篇博士论文的基础上进一步修改补充,完成了429页的著作《通向航天之路》。在这本书中,他更加详实地阐明火箭发动机和弹道动力学的奥秘,甚至对电推进火箭和离子火箭的发展做出“预言”。

坎坷中发展的火箭技术

奥伯特发表《飞往星际空间的火箭》后,越来越多年轻人成为火箭“发烧友”,竞相踏进火箭研制领域。1927年,德国成立宇宙航行协会,奥伯特后来成为协会主席。奥伯特的追随者听闻消息,陆续加入协会,一同为这艘飞向苍穹的梦想之舟努力。

1929年,在科幻电影《月球少女》中,人们第一次“见证”了火箭点火升空的瞬间。电影中倒计时发射的方式,后来也被应用于真正的火箭发射。电影拍摄前,奥伯特被片方聘请为技术顾问。为了配合电影宣发、招徕观众,制片人向奥伯特提出请求:制造一枚真正的同温层火箭,在电影首映当天发射。

这是奥伯特梦寐以求的机会——他终于能够验证多年以来的设想。奥伯特设计制造了以甲烷和液氧为燃料的圆锥形火箭发动机。但当电影公司架好摄像机准备拍摄时,火箭却在试车时发生爆炸。为了安全起见,后续发射计划只能取消。

奥伯特没有因为失败而动摇。他带着助手回到柏林,继续改进火箭。

1930年7月,奥伯特实现让液体火箭发动机稳定工作。到1931年末,宇宙航行协会已在地面试验约300次,发射火箭约100次。奥伯特的助手李代尔研制出与圆锥形火箭截然不同的新型火箭,为液体燃料发动机奠定了基础。

然而好景不长,自希特勒组阁上台后,纳粹党掌握德国政权。宇宙航行协会的资料被没收、试验场被关停,许多科研人员被迫转入火箭武器化研发领域。1940年,奥伯特从维也纳前往德国进行学术研究,被纳粹当局控制,逼迫他做出选择:要么进外国人收容所,要么加入德国国籍。

无奈之下,奥伯特被带到一座研究机构参与V-2导弹研制,进行导弹弹道计算等理论工作。最终,在奥伯特既往研究的基础上,德国研制出世界上最早投入实战的V-2弹道导弹。它的长度大概为14米,起飞重量约13吨,能够携带近1吨炸药。

1942年10月,德国成功发射V-2导弹后,将其投入实战。这一新式武器的出现,让盟军一度恐慌。V-2导弹远远超过当时现有防空武器的反应速度,毁伤能力之强大,只有“古斯塔夫列车炮”能相提并论。英军试图用防空武器对下落中的V-2导弹进行拦截,但收效甚微。

导弹一次次呼啸着飞向战场,奥伯特的心中五味杂陈。从报纸上得知V-2导弹造成许许多多平民丧生时,他痛苦地意识到,自己用来打开天空之门的钥匙,已变成了战场上的屠刀。正如奥伯特的学生、领导设计V-2导弹的冯·布劳恩所说:“我设计的火箭运行完美,只是落在了错误的星球上。”

V-2导弹研制成功后,纳粹当局将奥伯特押送至另一处研究机构,命令他研发固体推进剂防空导弹。奥伯特又阴差阳错地成了“研究防空导弹第一人”。直到二战终结、纳粹德国投降,他才脱离了“牢笼”。

昨天的梦想与明天的现实

二战结束后,美军执行“回形针行动”,将原属纳粹德国的火箭工程师收归己有。奥伯特作为德国战俘被关押3个月,随后离开了这片土地,侨居瑞士担任火箭技术顾问。

在大洋彼岸,以奥伯特的学生布劳恩为首,V-2导弹设计团队开始主导美国第一款弹道导弹的研发工作。后来,奥伯特也受邀加入他们的研究。在V-2导弹基础上,他们设计出可携带350万吨TNT当量核弹头的“红石”弹道导弹。

受奥伯特影响,布劳恩也坚信火箭技术不仅限于战争应用。

V-2导弹发射,是依靠无线电控制系统实现对导弹关机速度的精确控制。而要用火箭将探测器或人类送入太空,却不能靠无线电保障精度。布劳恩带领团队攻克空气轴承陀螺仪技术,实现高精度惯性制导系统在导弹和火箭上的广泛运用。

1969年7月,晴空万里。肯尼迪航天中心火箭发射架,土星5号运载火箭搭载着阿波罗11号伫立原地,地面工作人员忙碌地为第一级火箭加入液氧煤油,为第二级和第三级火箭加入液氧液氢。

作为特殊顾问,75岁的奥伯特被邀请观看了发射全程。当人们热烈地谈论人类第一次踏足月球时,奥伯特微笑着凝望远方。之前漫长岁月里的坎坷和憧憬,终于在这一天结出果实。

当年,奥伯特和宇宙航行协会的同伴无数次幻想、设计过火箭的样子——约翰内斯·温克勒发射了一枚装有稳定翼的HW-1火箭,飞行距离200米,成为欧洲成功发射的第一枚液体火箭;马克思·法列尔用“容克G23”改进“火箭飞机”,研究液体燃料火箭车,却在一次试验中献出年轻的生命;战斗机飞行员罗道夫·内贝尔,出于对天空的向往来到奥伯特身边,成了他忠实的助手和朋友……

当年,奥伯特与土星5号总设计师布劳恩第一次邂逅。18岁的布劳恩在朋友引荐下来到奥伯特面前,羞赧地对他说:“我热爱火箭,但是我除了充足的业余时间和一腔热情外,几乎什么都不会。”奥伯特没有多说什么,只是温和地告诉他:“你马上就来我们这儿吧!”在奥伯特悉心引领下,布劳恩踏上了探索火箭奥秘的道路。

当年,奥伯特经历了两次世界大战。第一场战争中,他萌生出运用火箭技术制造武器的念头。第二场战争中,他因为看到呕心沥血研制的技术被纳粹利用,而心痛不已。

时光倒回64年前,在梦想启航的那天,奥伯特收到了母亲送给他的两本小说——《从地球到月球》和《环月飞行》。故事里,冒险家因为种种原因没能踏上月球。

“昨天的梦想就是今天的希望、明天的现实。”64年过去,少年的畅想终于迎来结局。在奥伯特去世后,他曾设想过的空间站和太空望远镜也开始运行。

(来源:解放军报)

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