百年航天
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1.4 火箭的两副面孔

“火箭就像古罗马的守门神那样具有两副截然不同的面孔,即火箭既可以用于和平的空间探索,也可用于毁灭人类的战争。”这是美籍德国火箭专家冯·布劳恩对火箭作用有感而发的一句警语。冯·布劳恩到美国后,参加制定美国的火箭发展计划,负责火箭技术培训和研究实验工作。他一方面受命在V2导弹的基础上研制“红石”近程导弹和“丘比特”中程导弹,另一方面着手研制运载火箭,实现飞向太空探索的梦想。

V-2火箭发射

自20世纪50年代初始,冯·布劳恩在火箭技术有重大突破的基础上,提出了建造80人的空间站、50人的登月飞船和70人的火星探险飞船的大胆方案。1951年10月,他就公布了一种巨型火箭的设想。这种三级火箭高80.8米,相当于25层楼高,底部直径19.8米,火箭第一级有51台发动机、推力为124.5兆牛;第二级有34台发动机,推力为15.6兆牛;第三级有4台发动机,另加一台巡航发动机,推力2兆牛。火箭在飞行56分钟后,可把36吨的载荷送入1370千米高的轨道。它的第一级带有“翅膀”,可回收再用。这实际上就是当时一种航天飞机的方案。

这种巨型运载火箭可用于在轨道上组装直径76.2米的一座轮状空间站。此站可住80人,每22秒旋转一周,产生相当于地球重力1/3的人造重力,每两小时绕地球转一周。这座设想的空间站有三层,最靠里的一层能感受到的人造重力最小,最外层则最大。站上人员可进行地球和天体观测,监视用于观测月球和火星的飞船组装过程,并开展一系列科学实验工作。

冯·布劳恩设想在地球轨道上靠近空间站的地方建造一艘载人环月飞行的月球飞船。月球飞船飞到距月面322千米以内的轨道上,勘测未来登陆月球的地点。实际上就是用巨型火箭的第一级去掉“翅膀”改造成飞船,它飞向月球和从月球返回各需要5天时间。

冯·布劳恩接受金质奖章

按布劳恩的设想,在对月球勘察之后,建造3艘登月飞船,两艘载人,每艘乘20人;另一艘运货,也可乘10人,一共将50人送上月球。登月飞船长48.8米,直径33.5米,由30台火箭发动机推上月球。飞船分几层,包括控制舱、导航舱、居住舱、储物舱和工程舱等,居住舱最大。飞船在月球的风暴洋以北地区登陆。航天员用飞船运到月球上的物资设备,用履带月球车运输,组建一座小型月球基地,供航天员居住。基地建成后,航天员驾驶履带牵引车,穿越400千米行程,对环形山进行考察,沿线安装自动化装置,开展科研实验活动,记录探测数据。

布劳恩还进一步制定了火星探索方案。1952年他在《火星计划》一书中,描绘了一幅火星飞船飞临这颗红色星球的蓝图。布劳恩提出建造10艘飞船运送70人飞往火星,用两年半时间进行探险,在火星表面停留15个月,去寻找火星上是否存在生命。根据布劳恩的设想,飞船在地球轨道上的空间站上进行组装,用8个月时间飞到距火星965千米的火星轨道,然后其中3艘飞船滑翔降落到火星上,航天员将配备有直径9米的球形充气式居住舱段的牵引车,从极地冰冠拖到赤道地区,并在那里安顿下来,开始火星探索的工作。在15个月客居火星之后,航天员回到火星轨道上与另外7艘飞船会合,踏上返回地球之路。

冯·布劳恩与“土星5号”

布劳恩在有生之年,发挥自己的智慧和创造才能,不仅研制成功了巨型火箭,而且建成了空间站,实现了载人登月飞行。布劳恩关于飞往火星的设想也有突破性进展。

链接 冯·布劳恩——航天技术的开拓者

冯·布劳恩,美籍德国火箭专家,美国第一颗人造卫星和阿波罗登月计划的开创者。1912年3月23日出生于德国威尔锡茨。1932年毕业于柏林工学院,并受聘德国陆军军械部从事火箭研究。1934年获物理学博士学位,同年参与研制A-2火箭并发射成功。1937年担任佩内明德研究中心主任,领导设计V-2导弹,1942年10月3日首次发射成功。第二次世界大战后被俘后到美国陆军装备设计局工作,1950年转到红石兵工厂研制弹道火箭。1958年1月31日,由他主持设计研制的丘诺1号(丘比特C)火箭成功地发射美国第一颗人造卫星。1958年10月成为美国国家航空航天局领导成员,1960~1970年担任马歇尔航天中心主任。1961年后主持实施阿波罗载人登月计划,领导设计土星系列火箭。1969年7月,由他组织设计研制的“土星5号”运载火箭把航天员送上月球,实现航天技术的一大飞跃。1976年担任美国国家航空航天局副局长,主管航天计划和技术工作,对推动美国航天技术的发展发挥了重要作用。布劳恩于1977年6月16日病逝。