第8章 戈达德的贡献

液体火箭是齐奥尔科夫斯基等火箭与航天先驱者所极力倡导的。但由于条件所限，他们没能完成液体火箭的研制。20世纪20年代初，另一位航天先驱罗伯特·戈达德终于成功地研制出了液体火箭。

罗伯特·戈达德于1882年10月5日出生于美国马萨诸塞州伍斯特城的一个新英格兰后裔家庭。戈达德小的时候，母亲患上了肺结核，身体极度虚弱，那时肺结核是无药可治的。戈达德也经常生病，没法坚持正常上学。17岁时，戈达德上了伍斯特南方中学。后来，戈达德的父亲倾其所有照顾患病的爱妻，没钱再为罗伯特中学毕业后求学交学费了。戈达德从别处得到了资助，上了伍斯特综合技术学院。在这里，他遇到了很好的老师，成了数学和物理学的行家。戈达德在伍斯特综合技术学院完成了学业，留校当了一名物理教师，后来又上了克拉克大学。

戈达德一直相信人类能够穿越太空去到另一个星球，他宣称只要有威力足够强大的火箭，就可以把人射到月球去。在克拉克大学的一年后，戈达德去了新泽西州普林斯顿学院对火箭作进一步研究。

第一次世界大战期间，戈达德来到威尔逊实验室，主持由美国陆军资助的反坦克火箭的研究，这种火箭成为第二次世界大战中反坦克火箭的原型。1918年11月，第一次世界大战即将结束前，戈达德设计并制造出了铁筒小型火箭弹样机，并成功地进行了一次示范表演。由于第一次世界大战很快结束，这项成果就被束之高阁了。

1919年，戈达德把他10多年精心计算和研究的成果归纳成一篇论文，交给斯密森研究院审查。这篇名为“到达极限高度的方法”的论文，年底发表在《斯密森杂文集》的71卷第2期上。论文中，戈达德论述了火箭运动的数学原理和计算方法，讨论了宇航的原理，并用图片说明了火箭抵达月球的方法。然而，这篇论文带给戈达德的并不是荣誉，而是冷嘲热讽。当美国新闻界得知这一论文后，在报刊上进行了铺天盖地的夸大宣传和冷嘲热讽，一些报纸公开宣称戈达德是科学疯子，说他用火箭登月的建议说明他连中学程度的知识都不具备。电影明星玛丽·碧克馥以轻佻的口气给戈达德写了一封嘲讽的信，信中说：“请阁下在第一次乘火箭飞赴月球的途中，给玛丽·碧克馥小姐寄来一封信。”

面对新闻界和其他各界人士的无知和嘲弄，戈达德没有生气，他甚至对这些人的行为不理不睬，用理智压抑着胸中的怒火，埋头致力于火箭技术的理论研究，他决心用现实回敬那些不懂装懂的人们。在理论研究告一段落时，戈达德一边在课堂上向学生们传授自己创立的宇宙飞行新理论，一边转向从事机械和装备的设计，试验各种燃料，制造火箭样机，并进行静态试验和飞行试验。

戈达德的试验场设在马萨诸塞州奥本郊区的沃德农场。1923年，他成功地进行了世界上第一个用汽油和液氧作为燃料的液体火箭发动机的地面静态试验。1925年，戈达德在克拉克大学物理实验室内成功进行了火箭静态试验，制造了可供飞行试验的液体火箭样机。

1926年3月16日是世界火箭发展史上一个永不磨灭的日子。这一天下午2时30分，在大雪覆盖的试验场上，戈达德架起了一座两米多高的发射架，上面竖着一枚高约3.9米、用液态氧和汽油做推进剂的火箭。开始发射了，火箭下面喷出燃气，火箭直往上蹿，飞了12米高、56米远，整个飞行时间仅2.5秒。这和现代的火箭相比，自然不可同日而语，但它毕竟是世界上第一枚发射成功的液体火箭。戈达德为试验成功兴奋不已，激动地喊道：“这一下我可创造了历史！”这以后，戈达德在成功的喜悦中继续研究，终于制造出了更大的液体火箭。1929年7月17日，他在农场发射了一枚载有气压计、温度计和照相器材的气象火箭，这是全球第一枚装载有测量工具的气象火箭，仪器由降落伞回收。成功的喜悦再度充满戈达德的胸怀，他一鼓作气地造出了第二枚气象火箭。这一次非常不幸，火箭巨大的轰鸣声和嘈杂的噪声终于将一直对戈达德不满的警察、消防队和新闻记者招来了，警方给戈达德发出了最后通牒：立即停止进行中的试验，并不再允许其在马萨诸塞州进行此类古怪的试验。一家报纸在得知戈达德的升空记录后，幸灾乐祸地嘲弄道：“月球火箭离目标差238799英里！”面对警方的指责、新闻记者的嘲讽，不屈的戈达德无可奈何地将他的试验场从马萨诸塞州迁到了另一个地方，重新开始了他的试验。然而，由于戈达德的试验支持者甚少，他的全部经费来源于斯密森研究院少得可怜的拨款。正当戈达德为自己的试验经费东奔西走时，一个令人鼓舞的消息传来了：第一个成功飞越大西洋的空中英雄林白上校渴望见到戈达德。林白上校因自己的英雄壮举而为著名财团古根海姆家族所崇拜，并成为这个家族的朋友。当他从报纸上得知戈达德的研究状况后，对戈达德的研究很感兴趣，决定助他一臂之力。林白告诉戈达德说，他已意识到火箭最终将是实现宇宙航行的唯一推进工具。“我们不妨去争取企业界的支持。”林白建议说。林白驾着自己的飞机，陪戈达德周游于各大企业，然而，尽管费尽口舌，仍没有哪家企业愿意资助。无可奈何之际，林白决定向自己的好朋友——古根海姆家族求援。在林白的周旋下，古根海姆基金会终于答应：从1930年起，在4年内向戈达德提供10万美元的研究经费。

有了经费的戈达德辞去了大学教授的职务，于1930年7月将试验场迁到了新墨西哥州的罗斯韦尔。在这里，戈达德不断改进他的火箭，最终使火箭飞行能够达到相当可观的高度和速度。戈达德刚开始发射的火箭，由于没有控制设备，火箭不能按预定的方向飞行，1932年，戈达德开始用高速旋转的陀螺来保持火箭的稳定性。陀螺能绕某一个支点自由旋转，最简单的陀螺就是民间玩具“地转子”或称“地牛”。当“地牛”在地面围绕自身轴线飞快转动时，你越使劲抽它，它就转得越欢，立得越稳；不使劲抽就转得慢，开始摇晃；如果不抽，“地牛”最终会倒地，这一特性就是旋转物体的定轴性。火箭装上这种陀螺就能扶摇直上了。火箭上升到一定高度后，还要改变方向，这就需要操纵。为了解决这个问题，戈达德发明了燃气舵，它的功用犹如飞机的方向舵，不过飞机的方向舵是靠外部气流的作用，使其偏转以改变飞机的航向的，而燃气舵却是装在火箭发动机的内部靠近喷口的地方，它利用燃气流的作用使其偏转，从而达到改变火箭方向的目的。1932年，戈达德完成了陀螺和燃气舵控制火箭飞行的试验。1935年，戈达德制造出速度超过音速的火箭，射程达到了70公里。1945年3月，当戈达德看到从德国运回的胜利品V–2火箭时，发现除大小不同外，这个火箭几乎与他的火箭完全相同。

1945年8月10日，戈达德因咽喉癌离开了人世。他共获得了214项有关火箭技术和航空技术的专利。他留下的报告、文章和大量笔记也成了后人一笔巨大的财富，戈达德也因此被称为“现代火箭之父”。

知识链接

罗伯特·戈达德不仅认识到火箭对大气研究、弹道导弹和太空旅行的潜力，而且是第一个科学研究、设计和建造实施这些想法所需的火箭的人。1959年的美国宇航局戈达德太空飞行中心就是以他的名字命名的；月球上的戈达德环形山也是以他的名字命名的。