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发信人: crazy (雪山), 信区: Science
标  题: 人造地球卫星(2)
发信站: 紫丁香 (Mon Mar 27 03:21:46 2000), 转信

研制“神奇武器”
    早在1936年，德国陆军就批准了布劳恩小组拟制的弹道火箭方案，并作出了两项
具有深远意义的重大决策：一是从军费中拨出2000万马克作为 A-4火箭的研制经费；
二是在奥得河通向波罗的海出口处的乌泽多姆小岛上建造新的火箭发射试验基地。那
是面临格赖无斯瓦德湾的一个风光秀丽的渔村，位于岛的北端，当地人称之为佩内明
德。整个佩内明德火箭基地造价很高，德国人花费了3亿马克。
    A-5火箭研制成功后，德国军事当局立即下令研制作战型的弹道火箭A-4，即著名
的 V-2火箭，并在德国陆军元帅冯·布劳希茨的指挥下，抽调数千名士兵，加快了佩
内明德试验基地的建设。不久，位于乌泽多姆岛最北端的发射台以及发电厂、总装厂、
实验室、生活区等陆续建成，新增调的大批科技人员和技术工人也纷纷来到这里，从
此，V-2弹道火箭的研制工作在德国得以全面展开。
    V-2火箭是一种弹道火箭，长14米，直径 1.65米，装满燃料和炸药时重量约为13
吨，不装燃料时净重4吨，没有翼，最大飞行速度达每小时5724公里，弹道高约100公
里，在个别情况下还可再大一些，它在水平飞行时的航程平均为280至300公里，有时
还要远些。
    V-2 火箭的构造像飞机的机身，弹内有数个仓，为了便于运输和装配，火箭分为
几节。在头仓里，装有重1000公斤的炸药及信管，第二个仓装有操纵仪表及电动无线
电操纵机构。为便于安装和检查上述这些仪器，在仓外的蒙皮上，还有可拆卸的仓盖。
在燃料仓里，有用作燃料的酒精和氧化剂，尾仓装有发动机，后部安装有尾翼，带有
小型空气舵，以及将火箭放在发射架上用的支撑杆的安定面。在喷口处装有另一个舵，
它是由耐火材料石墨制成的，安装在气流喷出时经过的地方，用以在低速度时操纵火
箭起飞，以及在没有空气的空间中飞行，因为在那里空气舵不再起作用。
    火箭采用液体燃料火箭喷气发动机，以酒精和液氧作推进剂。当火箭从发射装置
上垂直发射后，采用带程序装置及计算飞行速度仪器的自主式陀螺控制系统控制主动
段飞行，然后按自由抛物体弹道飞向目标。由于要求这种火箭能携带1000公斤重的弹
头飞行数百公里，所以，发动机工作后每分钟要消耗4吨酒精和5吨液氧，而且采用了
涡轮泵代替压缩空气把推进剂输入燃烧室。此外，还采用了酒精对燃烧室进行再生和
“发汗”冷却，用两个双自由度陀螺仪和程序机构调整飞行姿态，以及用积分加速度
表控制发动机关机等新技术。这在当时来说，的确算得上是最新国防尖端技术的集中
体现了。
    布劳恩雄心勃勃地制造出来的V-2火箭，却在最初的试验中连连失败。
    1942年6月13日，在接受过几次检查之后，V-2火箭终于准备就绪。发射前倒数计
数器逐渐指到了零，一切顺利，没有发生什么重大问题。
    在一片烟雾及水蒸气之中，火箭逐渐离开了发射台，冉冉上升，然而，仅仅一分
半钟，发动机却出了毛病，火箭摇摇晃晃地栽了下来，落在了距离发射台只有 1公里
的波罗的海中，兴致勃勃前来观看的德国军火生产部长施佩尔和空军总监米尔希也因
此扫兴而归。
    6月16日，V-2火箭第二次试射，但同样是发动机出了故障，只是故障出现得更晚
一些，但德国人从回收的自动计测仪上发现，V-2 火箭曾经达到了超音速度，这多少
又鼓舞了一下士气，因为火箭达到音速在当时是一个可贺的历史性成果。
    V-2火箭在第三次发射时获得了完全成功。1942年10月3日，又一枚 V-2火箭耸立
在发射台上，点火后1分钟，火箭飞到了8万米的高度，然后倾转航向进入了预定的弹
道，一直飞出了试验者的视界，弹上的信号发射器发射的声音信号持续了 5分多钟，
最后，地面多普勒探测雷达指明了它的落点——距离发射台 190公里的波罗的海海面
上。德军观察飞机立即奉命飞临现场，从海面上绿色染剂的标示中找到了火箭。
    V-2 火箭终于发射成功，令德国军方十分满意。正是有了德国这一次创举之后，
人类弹道导弹的时代才慢慢地拉开了序幕。
    1944年9月8日晚6时43分，英国伦敦居民正忙着晚餐，突然，呼啸之声划破长空，
紧接着就是一声巨响，一枚巨型炸弹从天而降，这枚炸弹就是希特勒的另一种“神奇
武器”——V-2 火箭，它是从遥远的荷兰海牙郊区的丛林中发射来的，致使伦敦市民
当场死伤10多人，给伦敦居民带来了极大的恐惧。
    从这一天起，到1945年3月27日，共有5800枚V-2火箭运送到了德军部队，其中向
英国、比利时等国发射了4300多枚，对英国平民造成了巨大的伤亡和心理压力。
    “伴侣”-1号
    火箭并不仅仅只是用于战争的武器，它也对航天技术产生了深远的影响。
    第二次世界大战结束后，美国仍然沉醉在核武器制胜的美梦之中，而苏联却在加
紧研制大型运载火箭，准备即将开始的空间竞赛。1947年10月18日，苏联火箭专家卡
拉廖夫领导研制的苏联第一枚弹道式火箭试验成功。1949年 5月24日，卡拉廖夫研制
的第一枚地球物理火箭P-1A发射上天，达到了预定高度，火箭上安装的两台各85公斤
的仪器，获得了高空飞行的新数据。到1957年 5月，卡拉廖夫设计局又研制成功了一
种新型单级地球物理火箭，它能把2200公斤的有效载荷发射到212公里的高空。
    卡拉廖夫脚踏实地地攀登火箭技术的高峰，一步一步地实现了他对宇宙飞行的理
想。1957年 8月21日，卡拉廖夫的夙愿终于实现了，这一天，苏联发射成功了第一枚
洲际运载火箭，这枚火箭就是后来发射世界上第一艘宇宙飞船“东方”号火箭的雏形。
    1957年 7月到1958年12月，是国际地球物理年，这期间将有60多个国家的几千名
学者同时研究太阳黑子、宇宙射线、地球磁场、气象等问题。从1954年就开始了各项
筹备工作。许多科学家呼吁，希望在当时自称为世界第一强国的美国在1957年发射一
颗人造地球卫星，以纪念国际地球物理年并探测太空的奥秘。
    卡拉廖夫从新闻界的报道中得知了美国人正在研究人造地球卫星的计划后，仔细
地考虑了苏联的技术水平，认为有能力把一个 100公斤的载荷送入地球轨道。于是，
他和同事们拟制了一个在近期内发射卫星的报告，并呈送给苏共中央。
    苏联领导人赫鲁晓夫接到报告后，不禁喜出望外，赫鲁晓夫等人认为，这一年发
射卫星在政治上的影响将远远超过在科学上的影响，如果能先于不可一世的美国将卫
星送入太空，苏联的国际威望将会空前提高，并且，这一年11月又是“十月革命”40
周年的大庆，它的意义就更不一般。于是，赫鲁晓夫召集苏共中央政治局专门讨论了
发射卫星的报告，很快就作出了批复：同意报告的设想，一定要抢在美国之前将卫星
送上天。为了加快研制进程，有关部门把一个研究所和一家工厂提供给总设计师卡拉
廖夫，以便保证他研制和生产卫星以及送卫星上天的运载火箭。
    9 月，一个直径58厘米，由铝合金材料制造的呈圆球形的卫星已出现在卡拉廖夫
面前，这就是后来无人不晓、被命名为“伴侣”-1号的卫星。它重83.6公斤，周围均
布4根弹簧鞭状天线，其中一对天线长 240厘米，另一对天线长290厘米，卫星内部没
有什么特别的仪器，只装有两台功率为1000毫瓦的无线电发射机、化学电池、测量星
内温度与压力的感应元件、磁强计和辐射计数器等。
    紧接着，发射卫星用的运载火箭也完成了最后的试验，这枚火箭是在洲际导弹的
基础上稍加改进而成的，取名为“卫星”号。
    这枚“卫星”号运载火箭的确不一般，它由两级火箭并联而成，4 台液体火箭发
动机组成第一级，并联捆绑在第二级的四周，第二级采用 1台液体火箭发动机，整个
运载火箭起飞重为 267吨，高达29.2米，最大宽度为10.3米。为了控制火箭的航向，
在其尾部另外安装了12台可摆动的小型游标发动机。至此，苏联发射卫星的准备工作
在不声不响中已全部完成。
    历史性时刻终于来到了!
    1957年10月4日，在离莫斯科 2000公里的哈萨克境内的拜科努尔宇宙飞行器发射
场，“卫星”号火箭悄然矗立在钢铁发射架上，火箭头部的整流罩内，一个非凡的金
属球整装待发。
    为了发射这颗卫星，基地的一个发射台上用水泥建造了一个巨大的导流槽，用以
引导火箭喷出的熊熊烈焰，导流槽的洞穴很像是海底大隧道的入口处，而在它的上面
就耸立着威力无比的火箭，几支巨大的硕长的钢铁架子紧紧地钳住火箭，直到火箭起
飞时它们才会松开。
    发射前的各项准备和检验工作完毕，一切正常，发射指挥中心发出最后10秒的倒
计时发射指令：
    “10、9、8、7、6、5、4、3、2、1、0，发射!”
    火箭在一片浓烟和烈焰的衬托下，随着隆隆巨响徐徐升起，尾部喷着长长的火焰
越飞越快，直上云天，从人们的视野中消失在茫茫的天际中。
    正在收听广播的美国听众们突然从收音机里听到一种神秘的电子哗哗声。当时，
关于飞碟的传说正在美国兴起，人们自然联想到神秘的ＵＦＯ，无形中产生了恐惧，
彼此相互小心地询问着，甚至有些人打电话给电台的小姐们，想证实自己的猜测。但
这些美国人中却根本没有人想到这是一个非凡的金属球正在太空中飞行，而且它标志
着人类充满幻想、希望、恐惧的太空战时代的到来。
    大约过了 2个小时，当美国人还在对此议论纷纷之时，苏联塔斯社发表了如下震
惊世界的新闻：
    “从苏联领土上成功地发射了世界上第一颗人造地球卫星，……运载火箭使卫星
的运行速度达到了大约每秒25000英尺。
    卫星正以椭圆轨道绕地球运行。……根据目前借助直接观察而进一步校正的计算，
卫星将在离地面高达500英里上空飞行，轨道平面同赤道的倾角是65度。
    卫星为球形，直径约22.8英寸，重 184磅，卫星上安装有两架无线电发射机，以
便持续不断地发射出无线电信号。
    1957年10月5日，卫星将再次通过莫斯科上空……”
    这个称作卫星的金属球，苏联人取名叫作“伴侣”-1号，它是一种光亮异常的铝
制圆球，是由苏联 P-7型导弹改装的一种运载火箭发射上天的。在当时，恐怕没有多
少人知道世界上会有卫星这种东西，然而，在苏联，有一群专家的确把它发射上天了。
    苏联为了纪念这次历史性的发射，就在这个发射台附近建立了一座纪念碑。
    作为一颗卫星，“伴侣”-1号不过是一只与无线电发报机相连的巨型温度计，在
它的上面没有任何复杂的仪器，更没有任何有用的功能。在它那密封的铝壳内，作为
能源的化学电池占据了它的大部分空间，这些电池被大量的气态氮所包围，为那个仅
有两个频段的无线电发报机提供电源。
    “伴侣”-1号在围绕地球运行了3个月后，于1958年 1月4日重返地球，但因与大
气层发生了强烈的摩擦，高温使它化为灰烬。虽然这颗简单的卫星寿命是如此之短，
但由于它是人类第一颗对地球引力进行强有力挑战并获全胜的物体，所以，它不可避
免地像一颗重磅炸弹，引起世界的轰动，也令美国人心惊胆颤。
    航天新纪元
    “伴侣”-1号的上天，标志着人类太空时代已经到来，这颗运行周期为96.17分，
并且能不断地发出无线电信号的卫星轰动了全世界，比苏联人预期的影响更大、更深
远。世界上许多与苏联友好的国家都为此举行了盛大的庆祝集会和游行，而这一切对
于西方国家，尤其对美国来说，却有一种说不出的感觉。20世纪以来，美国人第一次
产生了自卑心理，有些美国人主张把这一天定为国耻日，把这一年比作第二次世界大
战中的珍珠港年。举国上下无不愤怒指责白宫决策者的失误和无能，还有一些人自发
组织起来到白宫前请愿、示威，要求政府作出解释。
    美国总统艾森豪威尔等政界头面人物，当然不甘心美国屈居他人之后，他们下决
心要在年底前把卫星送上太空，以挽回政治上和军事上的损失。11月17日，艾森豪威
尔宣布设立总统科学技术顾问，由麻省理工学院院长克里昂博士担任此职。次日，美
国政府批准了陆军制订的卫星发射计划；21日成立了火箭和卫星研究小组；22日美国
航空咨询委员会成立了专门负责空间技术的特别委员会；11月底，参议院派出了调查
组调查卫星发展情况，并写成了报告提交总统，建议成立国家航宇局，统管全美国的
航天活动。艾森豪威尔总统下令把专门进行导弹生产的“红石”军工厂改为生产火箭
的工厂，把冯·布劳恩等火箭专家调来，要求在最短的时间内生产出发射卫星用的运
载火箭。与此同时，作为“探险者”-1号的卫星本体，也在衣阿华州立大学的研究室
里紧张地进行着后期的安装工作。
    冯·布劳恩的努力获得了成功。1958年1月31日，也就是苏联“伴侣”-1 号上天
后的第 119天，在美国佛罗里达州卡纳维拉尔角的导弹发射场上，布劳恩等人用由“
红石”导弹改制而成的“丘比特-C”运载火箭，将美国第一颗人造卫星“探险者”-1
号成功地送入太空。“探险者”-1号重8.22公斤，呈锥顶圆柱形，高有 203.2厘米，
直径为57.2厘米，星内装有电池、辐射计数管、微流星撞击计数器、感应元件和无线
电收发报机。与“伴侣”-1号相比，“探险者”-1号的寿命更长，而且使用的微型电
子仪器也更为先进，这两点多少给美国人争回点面子。
    继苏联和美国之后，法国于1965年使用自制的“钻石-A”运载火箭将“阿斯泰里
”卫星发射上天，日本于1970年使用自制的“兰达- 4S”运载火箭把名叫“大隅”的
卫星发射上天。1970年4月24日，中国发射成功“东方红”卫星。1971年以后，英国、
印度、加拿大、意大利、澳大利亚、西德、荷兰、西班牙、印度尼西亚等国借助美国
或苏联的运载火箭，也把人造卫星送上了天。今天，在宇宙中已有数千颗卫星在运行，
它们种类繁多，有侦察卫星、通信卫星、导航卫星，还有科学卫星，它们对空间环境、
天体和地球本身进行观测和研究，
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