【戈达德的宇航梦】我的宇航梦

　　今年10月5日是美国“航天火箭之父”罗伯特・赫齐延・戈达德（Robert H Goddard,1882~1945）诞辰120周年。为此本文特向读者介绍这位现代航天学奠基人之一坎坷的一生及他为世界航天事业所作出的贡献。
　　1926年3月16日下午2点30分，在美国马萨诸塞州奥本附近的沃德农场大雪覆盖的田野上，一枚液体燃料火箭垂直上升12米后，又以103公里/小时的速度水平飞行了56米。发射这枚火箭的是克拉克大学的教授戈达德博士。他的妻子埃斯基拍摄下了这次珍贵的历史镜头――美国发射的第一枚液体燃料火箭。
　　齐奥尔科夫斯基1903年就用数学论述了用液体燃料火箭实现星际航行的可能性，并提出了宇航的概念。而当69岁高龄的他卧病在床，为一生不曾亲自发射一枚真正的火箭叹息时，戈达德却实现了这一愿望。
　　1950年，著名火箭设计师奥伯特的弟子、阿波罗登月飞船运载火箭“土星5”的总设计师――冯・布劳恩在查阅戈达德的技术档案时曾说过：“戈达德比我们任何人都领先”。
　　1882年10月5日，戈达德生于美国马萨诸塞州伍斯特市一个守旧的英格兰家庭，父亲是个小工厂主。戈达德是在波士顿长大的。他从小体弱多病，常因此辍学。戈达德不喜欢运动但爱读书，特别对科幻小说着迷，对凡尔纳的《从地到月》更是爱不释手。1893年1月，当《波士顿邮报》连载英国作家威尔斯的科幻小说《大战火星人》时，他几乎每篇必读。小说载完后，该报又连载了塞维斯的《爱迪生征服火星人》。戈达德同样篇篇都看。这些作品对戈达德的人生道路产生了莫大影响。
　　后来，戈达德一家迁回了伍斯特。1899年10月的一天，戈达德带着斧头和锯为樱桃树剪枝。他爬上一颗高大的树，居高临下向远方望去。在落日余辉中，晚霞格外美丽。此时，这个17岁的少年脑海中浮现出科幻小说描写的情景――坐上了飞向火星的宇宙飞船。戈达德觉得自己长大了，该干一番事业了，于是用极薄的铝皮做了个椭圆形的气球，充入氢气，企图将它飞起来，飞得比那大树还要高，但没能成功。然而，在那大树上的浮想联翩深深地留在了戈达德的记忆中。1904年高中毕业时，他在毕业典礼上表达了自己要实现宇宙旅行的志向。在戈达德航天中心，有一座纪念碑，上面就刻着他在中学毕业时演讲中的一句话：“很难说什么是可能，昨天的梦想就是今天的希望，明天的现实。”
　　为了实现自己的理想，戈达德考入伍斯特工学院物理系。该系教授韦伯斯特是著名德国物理学家赫尔姆霍茨的弟子。戈达德成为他的得意门生，在其指导下研究固体燃料和液体燃料的热离子光磁学。这为他日后从事火箭研究打下了坚实的理论基础。
　　1907年，戈达德在一篇论文中指出：放射性物质产生的热可被用来排放高速物质，以此提供火箭前进的动力，实现星际间飞行。然而他的文章却被当时的美国科学杂志、大众科学杂志和天文刊物所拒绝。1908年戈达德大学毕业，获理学学士学位。1909年，他进克拉克大学攻读硕士，次年获硕士学位，留克拉克大学任教。29岁时戈达德获得了物理学博士学位（1911年）。作为名誉研究员在克拉克大学呆了一年后，戈达德转到普林斯顿大学帕尔默物理实验室任研究员，研究用于测量高频振荡的真空管，并于1915年获得专利。在这里，戈达德用实验手段从磁场“位移电流”获得了机械力，使物理学的一项理论成果得到实验证明。接着，他从理论上验证了火箭用合理少量燃料能够把科学仪器送入高空的可行性。他还点燃一枚放在真空玻璃器内的固体燃料火箭，证实火箭可在真空里正常工作。正当这项研究即将取得成果时，戈达德因劳累过度得了肺结核，不得不离开研究岗位接受治疗。
　　1914年，戈达德任克拉克大学物理系讲师期间，利用业余和寒暑假进行了当时用于海难救助的火药信号火箭的研究。他发现这种火箭效率只有2%，于是根据自己的理论分析和实验研究，提出采用钢燃烧室并用硝化甘油及无烟火药取代以前用的火药。他建议采用1888年起用于涡轮机中的德拉伏式喷嘴作为火箭的喷口。这种喷嘴是瑞典工程师古斯塔夫・德拉伏发明的，至今仍被用于火箭弹上。戈达德获得了三项有关火箭原理的专利。特别是他最早提出了火箭在燃烧中逐级抛弃以提高推进力的多级火箭方案。1915年，戈达德升为副教授。
　　由于第一次世界大战爆发，使从事军事研究的经费增加，于是戈达德接受了陆军通信会团的委托投入武器研究，在军方资助的威尔逊实验室研制反坦克火箭，并提出了用铁制定向筒发射火箭弹的方案。1918年11月7日，在马里兰州的阿伯丁靶场成功地发射了他的一枚7.7公斤固体燃料火箭。因为两天后就停战了，这项工作被中止。戈达德返回克拉克大学，继续他的火箭动力学方面的理论研究，发表了《火箭的潜在可能性》一文。后在该文及多年研究心得的基础上，戈达德整理写成论文《一个达到极高高度的方法》，交给史密森研究院。
　　1919年，戈达德被聘为教授，其论文年底发表在史密森研究院多学科文集第17卷第2期上。该文阐述了火箭设计的理论基础、火箭运动的教学原理；计算出火箭必须具备7.9公里/秒的速度才能克服地球引力；对推进一磅物体到无限高度所需燃料量的准确计算方法以及液氧液氢的应用；空间飞行与小天体碰撞的几率。这篇69页的论文于1920年2月非正式出版，印数1750册，引起业内广泛注意。书中描绘的火箭还被拍成动画片在各地放映，也因此遭到一群无知者的恶意攻击和冷嘲热讽。
　　在舆论围攻戈达德的时候，克拉克大学物理系女秘书埃斯基・基斯克小姐理解他，支持他。当阿特伍德校长向基斯克小姐讲解了戈达德研制火箭的情况后，他们相爱了。热恋给予戈达德以力量和信心，从1921年起，戈达德一边在克拉克大学任教，一边利用星期天和寒暑假从事液体燃料火箭的试制，并建起了液体火箭静态试验和发射基地。
　　1923年，戈达德成功地进行了以汽油和液氧作为燃料的火箭发动机的地面静态试验。这一年他接替了韦伯特任物理系系主任。
　　1924年6月21日，42岁的戈达德与23岁的基斯克小姐结婚。婚后戈达德夫人成了他们火箭试验小组的重要成员――摄影师、降落伞设计制作员和消防员。
　　1925年11月，戈达德研究小组制造出一枚采用氧气加压的55公斤的小型液体燃料火箭，并成功地工作了27秒钟；接着就是本文开头提到的那次成功的火箭发射试验。
　　然而，在科学研究的道路上并不总是一帆风顺。1927年他们造的一个燃烧室比以前大20倍的火箭发动机，居然没能飞起来。戈达德夫人开玩笑地说：“他居然造出一个坐着不动的大笨蛋来了！”
　　1929年7月，戈达德终于成功地发射出一枚携带气压计、温度计和照相机的气象火箭。这是世界上第一枚装有仪器并用降落伞回收仪器的气象火箭。接着他们又发射了第二枚气象火箭。巨大的轰鸣声和噪音，引起了附近人们的抗议。一次，他的火箭竟落在奥本市内大街上。戈达德因此遭到警察和消防当局的训斥。警方禁止他在马萨诸塞州继续进行火箭试验。戈达德只好将试验场迁到位于狄文斯营附近的地狱塘去，那是位于联邦炮兵靶场内的一个荒芜的泥水潭。
　　在戈达德的火箭研究处于艰难境地时，一个比他小20岁的美国陆军航空兵上校林白助了他一臂之力。
　　查尔斯・奥古斯特・林白是美国人引以为骄傲的英雄、当时青年人崇拜的偶像。他于1927年5月20日，独自驾机从纽约飞到巴黎，历时33小时29分，轰动了全世界。
　　1929年11月22日，戈达德收到麻省理工学院航空工程系泰勒教授的来信，转告他：林白希望与他见面，商谈火箭试验问题。在此之前，戈达德曾接到了林白打来的电话。
　　戈达德向林白介绍了自己研制火箭的情况，领他参观了实验室，也向他述说了自己的困境。林白表示要用自己的影响力帮助他摆脱困境。林白说服了好友、著名慈善家丹尼尔・古根海姆。这个专门促进航空事业发展的古根海姆基金会同意向戈达德提供两年的资助金5万美元。
　　于是，戈达德辞去了克拉克大学的教职，专门投入火箭研究。1930年7月15日，他把试验场迁到美国西南部新墨西哥州的罗斯韦尔附近的牧场上；大本营设在距梅斯夫勒农场1.6公里沙漠地带的艾登谷。戈达德的全部人马只有7个人：他们夫妇及包括内弟在内的5名机械师。戈达德从克拉克大学实验室里运来试验所需设备；而制作火箭的材料差不多全是以邮购方式向各大五金店订购的。他的助手们常去各五金店、运动器材店及汽车零件经销店搜购。戈达德的火箭就是用这些代用品加以改造制作的。1930年12月30日，戈达德研制的火箭创造了发射高度610米、飞行速度800公里/小时、飞行距离300米的好成绩。
　　在罗斯韦尔的一系列火箭试验，使戈达德解决了诸如燃烧室形状、燃烧室的冷却、火箭飞行的控制、用陀螺仪保持航向、有效载荷的计算及仪器回收等许多关键技术问题。1932年5月，戈达德就火箭试验的成果向古根海姆基金会提交了一份报告。基金会经过认真审阅和评议后，决定继续为戈达德提供两年研究经费，以扩大他的试验。
　　1935年3月和5月，戈达德研究小组又成功地发射了两枚大型火箭。特别是5月发射的火箭，已升至2210米高空，速度达880公里/小时，最大射程约20公里。这年10月14日又成功地发射了一枚火箭。
　　1940年，戈达德的火箭装上了涡轮泵式推进剂供应系统的发动机，用陀螺仪与位于喷口的两对燃气舵控制飞行方向及保持稳定。到1941年，他已试验了代号为A 、K、 L、 P四种系列火箭。
　　1941年，戈达德来到马里兰州安那波利斯的海军工程试验站，为海军舰载飞机研制助推火箭。林德航空公司聘他为总经理，柯蒂斯公司聘他为兼职顾问，而海军则让他担任海军航空局喷气推进研究所主任。戈达德通宵达旦地工作。
　　1945年3月，当从德国缴获的V-2火箭运到美国时，戈达德发现：这枚火箭除了比他的火箭尺寸大之外，结构几乎完全相同。
　　当布劳恩等第一批德国火箭专家被带到美国，有关人员向其问及有关火箭技术问题时，这些德国人惊讶地反问美国官员：“为什么你们不去问戈达德，我们所知道的一切实际上都是从戈达德那里学来的。”而当美国人想重用戈达德时，他于1945年8月10日做了喉癌手术后，已在马里兰州巴尔的靡市与世长辞了。戈达德的一生共获得了214项专利。
　　1958年，当美国第一枚卫星运载火箭升起时，林白站在发射场上激动地说：“1929年，戈达德就在我面前展现了一幅多级火箭发射的宏伟蓝图。30年后的今天，我在卡纳维拉尔角空军基地亲眼看到一枚巨大的多级火箭腾空而起，我真不知道是他那时在做梦，还是我现在在做梦。”
　　1959年，美国政府在罗斯韦尔博物馆举行了“戈达德和空间飞行发展”纪念会。布劳恩在会上致辞。美国会也在这年授予戈达德国会奖章。
　　1960年，美国政府拨款100万元，作为戈达德专利的款项。美国宇航局把马里兰州格林贝尔特空间中心改名为“戈达德空间中心”。为表彰戈达德在火箭研究领域里的杰出贡献，美国火箭学会还设立了“戈达德奖”。
　　1961年，当前苏联宇航员加加林飞向太空时，美国发表了戈达德从事液体火箭研究30年的全部报告。
　　1969年7月17日，当“阿波罗”宇宙飞船绕月飞行即将登月时，《纽约时报》正式撤销了该报49年前发表的那篇嘲笑戈达德的评论。
　　历史最终公正地对待了这位伟大的航天事业开拓者。戈达德以“美国火箭之父”的身份被载入人类航天史册。彭学彦编译 责任编辑：诚意■