宇宙飛行的偉大創(chuàng)舉

何慶芝

一個(gè)月以來，蘇聯(lián)先后成功地發(fā)射了兩個(gè)宇宙火箭，廣漠無(wú)垠的宇宙，將為人類所遨游。這些偉大的創(chuàng)舉，震動(dòng)了全世界。

這兩只巨大的宇宙火箭，是在三個(gè)人造衛(wèi)星和第一個(gè)宇宙火箭的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，然而，在如此短促的時(shí)間內(nèi)，在科學(xué)發(fā)展上，這是多么巨大的飛躍！

第一個(gè)特點(diǎn)是：大

這兩個(gè)宇宙火箭的第一個(gè)特點(diǎn)是大。說到“大”，最好能拿火箭的起飛重量來比較，但是，目前還沒有發(fā)表過這方面的材料，所以我們還是用它的有效載荷(儀器、容器和能源等的總重量)來比較吧。大家都知道，宇宙火箭的總重量是大致和它所帶的有效載荷成比例的。第二個(gè)宇宙火箭的有效載荷是390.2公斤，第三個(gè)宇宙火箭的有效載荷是435公斤，分別比第一個(gè)宇宙火箭的有效載荷(361.3公斤)多28.9公斤和73.7公斤。大家也許以為這算不了什么大不了的重量。但是，根據(jù)科學(xué)計(jì)算，要?jiǎng)?chuàng)造第二宇宙速度，最少要用四級(jí)火箭，而在四級(jí)火箭的最后一級(jí)增加一公斤的重量，整個(gè)火箭就要增加一萬(wàn)公斤，火箭的推力當(dāng)然也要相應(yīng)地增加。我們只要想一想，美國(guó)費(fèi)了九牛二虎之力所發(fā)射的宇宙火箭“先驅(qū)者”四號(hào)所帶的有效載荷，才不過5.9公斤，我們就可以知道蘇聯(lián)宇宙火箭這樣大的有效載荷是多么了不起的成就了。

還可以打一個(gè)比方，假如你能把四公斤的鉛球推到十二米遠(yuǎn)的話，換一個(gè)六公斤的鉛球也許只能推到八米，如果仍舊要推到十二米遠(yuǎn)的話，就要換個(gè)更有力的人。這是因?yàn)椋盐矬w推出一定的距離，物體愈重，所需要的能量愈大?，F(xiàn)在我們所談的不過是幾公斤重的鉛球，距離不過是十來米。而宇宙火箭則要把一噸半的重量(其中包括儀器容器和最后一級(jí)火箭的殼體)送到距地球四十萬(wàn)公里以外，這需要多么強(qiáng)壯的大力士——結(jié)構(gòu)完善、動(dòng)力強(qiáng)大的火箭??！

第二個(gè)特點(diǎn)是：準(zhǔn)

當(dāng)然，只把火箭送出去不行，還要解決“準(zhǔn)”的問題。

向月球方向發(fā)射宇宙火箭可能有下列幾種運(yùn)行軌道：

(一)火箭經(jīng)過月球附近，繼續(xù)前進(jìn)成為太陽(yáng)系的人造行星，蘇聯(lián)第一個(gè)宇宙火箭就是這樣的；(二)火箭飛向月球和月球相撞而落在月球上，蘇聯(lián)第二個(gè)宇宙火箭就是這樣的；(三)火箭到達(dá)月球附近成為繞她旋轉(zhuǎn)的人造月球衛(wèi)星；(四)繞過月球之后，再返回地球方向，成為沿橢圓形軌道運(yùn)行的自動(dòng)空間站，像蘇聯(lián)第三個(gè)宇宙火箭那樣。

無(wú)論按那種軌道運(yùn)行，都需要精確的理論計(jì)算和準(zhǔn)確的控制系統(tǒng)。按后三種軌道飛行，就要求更高的理論水平和技術(shù)水平。

月球是繞著地球旋轉(zhuǎn)的天體，她對(duì)地球的相對(duì)速度大約是每秒一公里(即約每小時(shí)三千六百公里，比最快的飛機(jī)還要快一倍多)，它和地球的平均距離是三十八萬(wàn)四千公里。不難想像，要從地球上把宇宙火箭送到月球上去是一個(gè)多么復(fù)雜的任務(wù)。

為了擊中月球，首先要精確計(jì)算火箭運(yùn)行的理論軌道。月球、地球和火箭都是在宇宙空間高速運(yùn)動(dòng)著的物體，又分別受著地球、太陽(yáng)和月球的引力作用和其他一些次要因素的影響。只有仔細(xì)地精確地考慮了這些因素之后，才可能選出最有利的軌道。而火箭技術(shù)則要保證火箭在規(guī)定的時(shí)間地點(diǎn)以規(guī)定的速度和方向進(jìn)入預(yù)先算好的軌道。對(duì)于上述參數(shù)(指速度、方向、地點(diǎn)和時(shí)間)的準(zhǔn)確度的要求是如此之高，以至于在某種意義上可以說，不允許它們有任何誤差。例如速度大小的誤差不允許超過萬(wàn)分之幾，方向的誤差不允許超過十分之一度。如果控制系統(tǒng)的誤差超過了上述限度，火箭就不會(huì)遵循預(yù)定的軌道，當(dāng)然也就不會(huì)落到月球上。

要宇宙火箭繞過月球再返回地球的方向，對(duì)它的要求就更嚴(yán)格了。這是因?yàn)?，?dāng)火箭進(jìn)到月球區(qū)域之后，它的運(yùn)動(dòng)就要受月球引力的影響(這時(shí)地球?qū)鸺奈Ρ仍虑驅(qū)鸺奈π〉枚?。如果此時(shí)火箭的速度太小了，距離太近了，或者方向不對(duì)，就可能被吸到月球上或成為她的衛(wèi)星；如果此時(shí)速度過大了，距離太遠(yuǎn)了，或者方向不對(duì)，月球的引力不足以扭轉(zhuǎn)火箭的運(yùn)動(dòng)的方向，它便會(huì)像一只脫韁的野馬似的奔入太空，在太陽(yáng)的引力作用下成為太陽(yáng)系的人造行星而不再返回地球方向。

蘇聯(lián)第二個(gè)宇宙火箭按時(shí)(比計(jì)算只差兩分多鐘)準(zhǔn)確地落在月球上，第三個(gè)宇宙火箭準(zhǔn)確地進(jìn)入預(yù)定軌道，都表明蘇聯(lián)的火箭技術(shù)已經(jīng)越過世界最先進(jìn)的水平。

第三個(gè)宇宙火箭運(yùn)行圖

圖上的數(shù)字表明：1.在火箭進(jìn)入軌道時(shí)月球和火箭的位置；2.月球和火箭在相距最近時(shí)的位置；3.火箭接近地球時(shí)月球和火箭的位置。

宇宙火箭的飛入月宮和自動(dòng)行星際站的運(yùn)行的重大科學(xué)意義

第一，第二個(gè)宇宙火箭的飛入月宮可以說是人類有史以來第一次把一個(gè)飛行器送上另一個(gè)天體。這個(gè)天體，人類曾用幻想織成神話，把她描繪為美妙的仙境，然而卻從未能認(rèn)識(shí)她的真面目。通過月球火箭的探測(cè)，月球的真象將要更清楚了。由于火箭在撞擊月球前距月球表面很近時(shí)，可以測(cè)得很多寶貴的資料，這就可以為人類進(jìn)一步征服月球(例如在月球上安全降落)提供更可靠的依據(jù)。

第二，繞過月球的第三個(gè)宇宙火箭和它送出的自動(dòng)行星際站就可以把人類從來無(wú)法觀測(cè)的月亮背面(由于月亮的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)周期相同，背著我們那面永遠(yuǎn)背著我們)“看”到了。解開了這個(gè)謎，不能不說是天文學(xué)上最偉大的收獲之一。

第三，這個(gè)巨大的自動(dòng)行星際站實(shí)際上是一座在空間建立起來的游動(dòng)觀測(cè)站。它有時(shí)飛近地球，有時(shí)跨過月球的軌道，在太空之間運(yùn)行，雖然沒有人在上面，但是通過幾千公里到幾十萬(wàn)公里之外的遙遠(yuǎn)控制，它可以像有人一樣巧妙地工作。它觀測(cè)范圍如此之廣，所獲得的科學(xué)資料和情報(bào)，將是以往用任何方法所不可能獲得的。此外，這一套遙控設(shè)備也為控制未來的宇宙飛行器奠定了基礎(chǔ)。

第四，在第二個(gè)宇宙火箭和月球相撞時(shí)具有每秒3.3公里的速度，而能保證帶有蘇聯(lián)國(guó)徽的標(biāo)志不致?lián)p壞，這些結(jié)構(gòu)上的措施為將來安全在月球降落問題的解決，開辟了途徑。

光輝的前景

在蘇聯(lián)三個(gè)宇宙火箭發(fā)射成功之后，顯然下述問題即要列入日程了：首先是使火箭在月球安全地降落，進(jìn)一步還要使已經(jīng)降落的火箭能從月球上起飛，順利地克服“熱障”(當(dāng)火箭高速飛回大氣層時(shí)，由于空氣分子和高速運(yùn)動(dòng)的殼體摩擦和撞擊而產(chǎn)生高溫，會(huì)把殼體燒毀，這個(gè)現(xiàn)象，決定了如果不采取特殊的措施，人造衛(wèi)星和宇宙火箭就不能安全地回到地面，因此稱之為熱障)再回到地球上來。如果解決了這些問題，載人的宇宙飛行器就可以制造，人類就可以到宇宙間去旅行了。