世界第一枚液体燃料火箭

牧云

1926年3月16日，世界上第一枚液体燃料火箭在美国马萨诸塞州成功发射。


          谈起世界上第一枚液体燃料火箭，大家第一时间往往会想到大名鼎鼎的德国V2火箭，但若论起现代火箭技术的真正开端，我们还得将时间拨回1926年。1926年3月16日，世界上第一枚液体燃料火箭在美国马萨诸塞州奥巴恩（Auburn）成功发射。这枚火箭飞行了2.5秒，飞行最高高度达到12.5米，飞行距离56米。火箭自身高度3米，使用液氧和汽油作为燃料。这枚火箭的研制者是美国的火箭技术先驱罗伯特·戈达德博士（Robert Hutchings Goddard，1882-1945）。
          早在13世纪初，中国科学家就制造出了最早的使用火药驱动的“火箭”。而到了19世纪，英国工程师们对火箭的技术进行了多项重要的改进。1897年，俄国的宇航先驱齐奥尔科夫斯基推导出了著名的火箭运动公式：V=ωln (m₀/mₖ)，（v为速度增量，ω为喷流相对火箭的速度，m₀和mₖ分别为发动机工作开始和结束时的火箭质量）。在1903年，他发表了3篇相同名字的论文《利用喷气工具研究宇宙空间》，系统阐述了火箭与星际航行的理论知识。论证了喷气工具用于星际航行的可行性。但一直到20世纪20年代戈达德开始，人类才真正开始研制现代意义上的液体燃料火箭。
         1907年，戈达德开始尝试自制火药驱动的火箭，后来在克拉克大学攻读物理学博士学位期间，乃至后来在该大学担任教授期间，戈达德一直没有中断过对火箭技术的研究。他是第一个证明火箭可以在没有空气的真空中飞行的科学家，并从数学上计算了不同燃料的推进效率，其中包括液氧和液氢。他还获得了关于多级火箭设计和液体燃料火箭的技术专利。1919年，他的经典论文《到达极端高度的方法》（A Method of Reaching Extreme Altitudes）由史密松学会出版。在这篇论文中，戈达德论述了他关于火箭推进方面的设想，并提出未来有可能利用火箭技术将人类送上月球的设想。在1925年12月份，戈达德在自己工作的克拉克大学物理楼进行了一次液体燃料火箭的测试。安全起见，这次测试期间火箭本身是被固定住的。戈达德在记录中写道：”测试结果是令人满意的，火箭的推力应当可以克服其自身重量。”


         最终，1926年3月16日，戈达德终于在马萨诸塞州小城Auburn郊外的一座空旷农场上完成了人类历史上的第一次液体燃料火箭飞行。


         戈达德一直从事火箭技术的研究，一直到1945年逝世。他幸运地争取到美国一家私营基金会“古根海姆航空促进基金”的支持，并利用这笔钱在美国西南部的新墨西哥州建立了一座火箭测试场，从1930年一直运营到1942年。在那里，戈达德成功进行了31次火箭发射，其中一枚火箭持续飞行了22.3秒，高度达到了2700米。可惜的是，戈达德的火箭研究一直没有得到美国政府过多的支持，而相比之下，在大西洋另一边的德国，在得到政府大力扶持之后，德国的火箭技术开始突飞猛进。在20世纪30年代德国航空工程师弗里茨·冯·奥普特制造出第一枚基于现代火箭技术原理的火箭。沃纳·冯·布劳恩最终在1944年研制出V-2火箭，这是世界上第一种真正意义上的弹道导弹。V2火箭使用燃料和氧化剂的混合物进行推进，射程可达到320公里。讽刺的是，火箭技术在军方意识到其军事价值的时候才得到大力发展，而在此之前却不温不火，甚至饱受嘲讽。



        德国战败后，美国将沃纳·冯·布劳恩和他的设计小组带到美国。美国开始研究火箭技术，主要是为了军事目的。美国的第一枚火箭是V2火箭的复制品，被命名为RM-1，它在1945年发射。此后，美国在研究火箭推进系统和控制系统等方面取得了进展。
        戈达德在1945年逝世，未能活着看到1950~1960年代人类航天技术疯狂发展的年代，他关于宇宙航行的梦想很快就变成了现实，1969年，人类踏上了月球表面。这倒也应证了他的一句名言：
      “很难说什么是不可能的，因为昨日的梦想正是今日的希望，明日的现实。”