奥伯特在谈到他少年时代的渴求时,做过一个形象的比拟:“骆驼能够在它们渴了的时候发现新的水源。也许某种可以类比的东西在我身上发生了……”的确,奥伯特有着像骆驼一样的务实精神。这种精神最终使他成了一头发现宇宙航行新“水源”的“骆驼”。
导弹奇才布劳恩
冯·布劳恩于1912年3月23日生在波森的维尔西茨(波森古时曾是普鲁士的一个省,第一次世界大战后划归波兰,现在波兰境内)。
布劳恩幼年时,德国人流行把火箭(许多是黑色火药和烟花火箭)绑在汽车、火车、船上创造速度纪录。此事对少年的布劳恩颇有影响,他一次买了6枚火箭装在一辆玩具车上并将其点着,几乎惹祸。但此事并未影响布劳恩对火箭的兴趣,他一有机会就燃放焰火火箭。与世人推测的相反,火箭天才布劳恩并不是一个读书天才。他除法语较好外,一些功课的成绩并不能让父母高兴,他的物理很差,数学竟然不及格,而这两门都是现今从事航空航天工程的基础课。父母为他的理科成绩担忧,便将他转入一所寄宿学校,他的成绩终于有所提高,但他最喜欢的还是木工、石工、农业种植,因此他小时候就曾自己动手制作汽车。
布劳恩中学毕业后,进入夏洛特堡工学院。德国高等院校历来注重学生的实际操作能力,布劳恩曾用了5周时间锉出来一个标准的金属立方体,并熟悉各种机床的操作和工艺。
1910—1930年,欧美国家盛行研究各种火箭。当时的主流是固体燃料火箭,并少量应用在第一次世界大战当中,但一些富有远见的工程师指出:液体燃料火箭才是征服天空的首选。这时在德国已经有许多工程师研制出了各种火箭并积累了丰富的经验。奥伯特先生是德国当时最知名的火箭专家,布劳恩与他认识后,成为他的助手。奥伯特坚持认为:最好的火箭动力是液体燃料而非固体火药。此论点对布劳恩很有影响。奥伯特设计了液体发动机最初的装置,并且点火成功。他用的是液态氧和汽油。后来奥伯特离开了火箭研究,布劳恩和其他弟子把老师的火箭研究事业继续持续下去。20世纪30年代的德国受经济大萧条影响,失业严重。一些高级技工免费在布劳恩的火箭工厂里干活,一些大公司出于商业目的会给一些赞助,而绝大部分的成绩则依靠一群年轻人的献身精神。
1931年,布劳恩暂离火箭工厂到瑞士的苏黎世高等工学院进修。学成回国后,正赶上他的同事发射小型试验液体火箭——“米拉克1号”。虽然经过初次试验失败,但后来这种小火箭就不断成功发射了,布劳恩深感光凭工程学知识征服宇宙空间是远远不够的,他毅然转入柏林大学学习更多的物理、化学和天文学。在柏林大学,有一批优秀教授任教。布劳恩的博士论文是关于液体火箭发动机中复杂的喷射、雾化、燃烧、离解、气态平衡和膨胀现象。后来,“米拉克”液体火箭引起了德国军方的关注。不久后,德国军方找到了布劳恩,从此,他开始为德国军方效力。在布劳恩的主持下,一批批火箭被研制了出来,这其中就包括在第二次世界大战期间给英国带来巨大灾难的V—2火箭,它在当时被人们称为“飞弹”。
第二次世界大战结束以后,布劳恩作为有特殊价值的战俘被抓去了美国。后来冷战开始,美国陆军想要一种远程导弹,甚至起了名字叫“红石”,军方决定让布劳恩主持研制,这位来自欧洲的火箭天才终于派上了用场。就这样,布劳恩在赋闲6年之后,又紧张地忙碌起来。1957年,“红石”火箭达到了2000公里的射程,射程更远的“丘比特”火箭也很快研制成功了。
1961年5月,美国总统肯尼迪宣布了载人登月的决定,航宇局随即实施了大规模的“阿波罗”计划,它为冯·布劳恩搭建了展示才华的舞台。
“阿波罗”计划前,研制火箭通常采用分级试验的方法,就是一次飞行只试验一级,以后再依次加上第二级、第三级。为了按时完成10年内登上月球的任务,美国航宇局载人航天飞行办公室主管乔治·缪勒提出了一个令人吃惊的决定——全载荷试验。这个决定改变了以往的做法,第一次就将各级火箭组装在一起发射,这无异于把所有的鸡蛋都放在一只篮子里,因此第一次听到这个决定后,马歇尔航天中心的火箭专家都表示怀疑。一位实验室的主任对航宇局的一位官员说:“你一定是神经错乱了。”可是,冯·布劳恩却公开支持全载荷试验,见到这种情况,许多高级官员也只好不再坚持反对意见。事实证明,乔治·缪勒的决定是对的,冯·布劳恩的坚持也是对的。1967年11月9日,“土星5号”第一次发射就大获成功,每一级火箭都工作得完美无缺,全载荷试验为“阿波罗”计划赢得了时间。“阿波罗”计划的成功很大程度上取决于土星系列火箭的成功。土星系列火箭前后共发射了33次,全部取得了成功,可靠性达到100%,而世界上其他系列火箭的可靠性没有一种超过97%。这种超乎寻常的成绩,来源于冯·布劳恩德国式的严谨,来源于他一丝不苟的质量管理。一次,土星1B火箭在试验和清洗时发现发动机里存有多余物,冯·布劳恩立即采取了有力措施,并写信给承包商洛克达因公司指责对方的问题,他警告说:“如果这种情况继续下去,将会引起严重事件。”对冯·布劳恩的这种严谨态度,最应该表示感谢的是宇航员们,土星5号在历次登月飞行中都完美无缺顺利地完成了任务,没有一个宇航员伤亡。
1970年2月,即“阿波罗”13号飞船发射前两个月,冯·布劳恩告别马歇尔航天中心,前往华盛顿担任航宇局副局长。载人登月成功后,布劳恩提出了载人登陆火星的建议和设想。但国会议员们拒绝了他的火星飞行计划。载人火星计划流产了,“阿波罗”计划接近了尾声。当时冯·布劳恩才60岁,还不到航宇局65岁的法定退休年龄,然而他认为自己在航宇局已经没有什么大事可干了。1972年6月19日,也就是“阿波罗”16号发射两个月后,为美国陆军工作了15年,为航宇局工作了12年的布劳恩出人意料地辞去了航宇局副局长的职务,加入了费尔柴尔德公司。这是一家著名的航空航天公司,也是天空实验室轨道舱的承包商。布劳恩转入该公司后,一直从事广播电视通信卫星的研制工作。1977年6月16日,65岁的布劳恩因脑瘤手术导致体力衰竭去世了。
布劳恩为纳粹工作11年的经历历来备受指责,但他在火箭技术和太空探测等方面都取得了辉煌的成就。时至今日,美国乃至全世界的人们仍在怀念这位世界著名的火箭专家,并将永远铭记他在人类航天技术发展中作出的卓越贡献。
导弹开拓者多恩伯格
第二次世界大战期间,德国的空军和海军逐渐重视火箭导弹武器,并各自进行研制工作。由于缺乏统一的领导,三军之间出现了各搞一套的混乱局面。因此,德国当局采取了一些必要的措施。第一个措施就是任命了一名佩内明德军事基地司令官兼三军火箭武器装备研制负责人——多恩伯格。
多恩伯格于1895年9月6日出生在德国黑森州吉森城。他1914年应征入伍,在陆军服役,后被派往柏林工业大学深造,攻读机械工程专业,1930年,多恩伯格获得硕士学位,然后回到军械局,接受领导研制火箭武器的任务,当时他是一名陆军上尉。
1930—1932年,多恩伯格担任固体推进剂火箭和液体推进剂火箭研制部门的负责人。1935年他获柏林工业大学工程博士学位。1936—1945年间,多恩伯格任佩内明德火箭研制中心和试验基地的司令官,全面负责军械局的火箭研制、生产和部队训练。从1944年起,他还担任德国国防军三军导弹计划的司令官,兼任德国导弹研制委员会主席,总管军事和技术工作,负责所有V型火箭武器系列和地空弹的研制和采办任务。由于他在军械局领导研制火箭和导弹武器方面作出了杰出贡献,先后获得骑士勋章以及11枚其他军功勋章,1943年,他被授予德国最高勋章。
多恩伯格领导研制的第一枚V—1型火箭是一个实验型号,并无任何军用价值,它是世界上第一个无人驾驶的巡航式飞行器。鉴于英国大量装备战斗机,使德国袭击英国的轰炸机损失日益惨重,多恩伯格决定加速V—2火箭的研制进度,较快地完成了定型工作,使德国当局于1942年底下令大量生产。V—2型火箭是第二次世界大战期间德国使用最多的超音速近程地弹道导弹。
在1930年德国陆军开始研制近代军用火箭的时候,没有多少可供参考的现成经验。虽然俄国的齐奥尔科夫斯基、美国的戈达德和德国的奥伯特等先辈的研究成果,已经引起世界各国一些科学家对火箭的兴趣,但没有一个火箭研究小组能提供可靠的研究成果和科技资料,更没有现成的发动机和制导系统的产品可供借鉴。那时,多恩伯格已认识到,火箭在航空和火炮领域内有广阔的发展前景,因此,同意陆军和空军分别建立各自的导弹试验站。陆军导弹试验站于1936年建在佩内明德的东部,空军导弹试验站建在西部。在多恩伯格的直接领导下,该研制、试验中心很快就初具规模。佩内明德是大战时期保密工作做得较好的地区,它从1936年起就开始搞研制,直到1945年,英、美的谍报机关仍然不知道佩内明德领导人的姓名。
多恩柏格在佩内明德军事基地一直连任司令官近15年。第二次世界大战结束时,他作为纳粹德国的一名军官被盟军俘获,关进战俘营。1947年,多恩伯格被释放,然后定居美国。不久后便成为美国宇航学会和美国火箭学会的会员。
1947—1950年,多恩伯格以火箭专家的身份,在美国的一个空军基地任导弹设计顾问。20世纪50年代后期,他在美国陆续著文和发表演说,回顾了他在佩内明德领导研制火箭武器的经历。1964年,他成为贝尔飞机公司副总经理兼首席科学家,在美国任职期间,长期与导弹工业界打交道,亲自感受到美国导弹研制和宇宙航行组织工作的一些弊病。他建议美国要有效地组织宇宙空间研究,并指出,当年德国的某些指导思想仍适用于今天的美国。他认为必须遵循三条基本原则:“第一,必须避免工作上的任何重复;第二,应由一位负责人掌握最后决策权;第三,前一步工作中的问题没有解决,就绝不要搞全面突进。”多恩伯格指出,宇宙航行“在军事上意味着作战领域的扩大;在政治上意味着国家和政府威望的提高;在科学上将大大丰富科学家的知识”。多恩伯格的谋划,对美国导弹武器和宇航事业的发展具有一定的影响。
多恩伯格于1980年在美国去世。他长期为纳粹德国的战争服务,为其研制了先进的杀伤性武器,此外,他还积极向希特勒推荐他的火箭发展计划,将现代火箭用于战争,所以人们视他为现代武器的早期开拓者。
作为世界第一枚现代火箭V—2的总设计师,虽然多恩伯格的努力曾对人类造成了极大的伤害,但作为卓有成就的科学家,他的名字在科学发展史上仍然占有重要一页,他的研究成果仍然属于全人类。
冯·卡门与现代宇航科技
20世纪初,飞机刚发明不久,莱特兄弟试飞成功的消息就传到欧洲,在欧洲特别是法国掀起一股“飞行热”,涌现出一批不屈不挠的航空先驱,法尔芒就是其中的一位”。1908年的一天,法尔芒又一次打破飞行纪录。飞行结束后,一个年轻人从人群中挤过去,与法尔芒展开了一段精彩的对话。这名年轻人问法尔芒:“我是研究科学的。有一位伟大的科学家,用他的定律证明了比空气重的东西是绝对飞不起来的,你能解释一下飞机为什么会飞起来吗?”法尔芒幽默地回答:“是那个研究苹果落地的人吗?幸好我没有读过他的书,不然,今天就不会得到这次飞行的奖金了。我以前只是个卡车司机,现在又成了飞行员。至于飞机为什么会飞起来,不关我的事,您作为教授,应该研究它。”法尔芒的话令这个年轻人大吃一惊,他对陪他一起来的一位记者说:“看来权威专家们的话也不一定都对。现在我终于能决定我今后该研究什么了。”他拉住记者的手说:“我要不惜一切努力去研究风以及在风中飞行的全部奥秘,总有一天我会向法尔芒讲清楚他的飞机为什么能上天。”这个年轻人后来果真走上了从事航空航天空气动力学研究的道路。他就是后来被尊称为“现代宇航科技之父”和“超音速飞行之父”的冯·卡门。
1881年5月11日,冯·卡门出生于布达佩斯的一个犹太人家庭。他父亲莫里斯·卡门是一位著名的教育学教授,母亲也出身于书香门第。在冯·卡门6岁时的一天晚上,冯·卡门的表哥出了一道题:“15×15等于多少?”冯·卡门边玩边答:“225。”二哥接着问:“924×826等于多少?”冯·卡门头也没抬一下说:“763224。”全家人都发出了惊叹声。冯·卡门的父亲却不以为然地说:“你们是串通好了在演戏吧!小宝贝,难道你还能心算出来18876×18876等于多少吗?”冯·卡门只思索了一会儿就说出了正确答案:“356303376。”大家欢呼着把冯·卡门抱了起来。但父亲却对他的超常的运算能力感到担忧,怕他将来变成一个畸形发展的人。不久,在父亲的干预下,冯·卡门便和各种数学科目断绝来往,直到十几岁才重新开始学习数学。
1898年11月,16岁的冯·卡门进了皇家约瑟夫大学。冯·卡门在大学初期,就能够独立、专注地思考问题,往往沉浸于丰富多彩的科学思索中,把一切杂念都抛在脑后。在解决问题的思路理清之前,绝不肯从坐椅上站起来。
1906年,冯·卡门来到哥廷根大学深造。在那里,他跟随“现代空气动力学之父”普朗特教授研究材料力学,又和德国物理学家玻恩合作研究过晶体原子结构模型。两年后,他又去了巴黎大学学习。在巴黎,有一次,他陪女友去观看欧洲首次2公里飞行表演,就是在那里,他遇到了法尔芒。从那以后,他开始悉心研究空气动力学。不久后,他的老师普朗特邀请冯·卡门到格丁根大学去做他的助手,从事教学和研究工作。1912年,冯·卡门成为阿亨大学气动力研究所所长。他在那里工作了14年,在空气动力学方面取得许多重要突破,还为一些企业研制飞艇、全金属运输机,担任火箭顾问等。