那些人类飞行史中的一小步

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1、那些人类飞行史中的一小步 精选已有 402 次阅读 2016-6-17 07:08 |个人分类:航天人物|系统分类:科普集锦|关键词:航天 航空 飞行作者：蒋迅本文已于 2016 年 5 月发表在中国社会科学报科学与人文版。当美国宇航员阿姆斯特朗踏上月球的时候，他说了一句著名的话：“这是一个人的一 小步，却是人类的一大步。”据说这句话不是他事先想好的，而是即兴说出来的。这句话特 别形像，因为他作为个人的这一步，代表的是人类从地球到月球的一大步；是 NASA 的 40 万人智慧的结晶。历史上，人类飞行的每一个进步都从一小步开始的。今天我们就来看一 看这些小步子在人类从天空到太空中发挥的作用吧。人

2、类对飞翔的追求已经有上千年的历史。最早的技术有风筝、气球和滑翔机。但遗憾 的是，这些追求飞翔的前辈们大多没有为我们留下可以依据的数据。让我们以可靠的信息 来看一看人类追求飞天的那些第一步吧。图 1. 奥托李林塔尔（Otto Lilienthal）先来说说李林塔尔。李林塔尔搞的是滑翔飞行。虽然不是第一个飞行滑翔机的人，但 他是第一位详细记录他的可重复滑翔飞行的人。自 1891 年，他一共做过两千多次滑翔飞 行，直到他在 1896 年在一次飞行中死亡。他的第一次滑翔飞行只有 25 米。到他去世的时 候，他也只是达到了 250 米的记录。图 2. 莱特兄弟（Wright brothers）莱特兄弟的

3、成绩是众所周知的。应该说，莱特兄弟虽然不是进行航空器飞行试验的第 一人，但他们首创了让固定翼飞机能受控飞行的飞行控制系统，从而为飞机的实用化奠定 了基础。但是他们的第一次成功飞行怎么样呢？那是 1903 年 12 月 17 日。奥维尔殿S 驾 驶自行研制的固定翼飞机”飞行者一号”实现了人类史上首次重于空气的航空器持续而且受 控的动力飞行。他飞行了 12 秒，航程 36.5 米，时速只有每小时 10.9 公里。这次飞行被拍 成了上图所示的那张著名的照片。图 3. 罗伯特戈达德（Robert H. Goddard）说起火箭，人们想到的是那些搭载了人造卫星的庞然大物。但是在火箭出现的最初时 期，火箭

4、的飞行远没有如此辉煌的记录。1926 年 3 月 16 日戈达德在麻萨诸塞州的奥本市 成功发射了一枚液体燃料火箭。这枚火箭到达高度为 12.5 米，飞行 2.5 秒，时速只达到每 小时 96 公里。很难把一个 12.5 米的飞行和现代空间活动联系起来。尽管它只上升到了 12.5 米的高度，这次事件在火箭历史上具有重要的意义。事实上，它是世界上第一枚液体燃料 火箭，它验证了火箭的理论。图 4. 尤里加加林（Yuri Gagarin）人类从飞机到飞船是冲出地球的第一步。这一步被苏联宇航员加加林走了出来。那是 1961 年 4 月 12 日。加加林乘坐东方一号宇宙飞船从拜科努尔航天发射场起飞，在远地

5、点 为 301 公里的轨道上绕地球一周，历时 1 小时 48 分钟后安全返回，完成了世界上首次载 人宇宙飞行，实现了人类进入太空的愿望。不到一个月后，美国宇航员艾伦谢泼德（Alan Shepard）也进入了太空，但他没有环绕地球飞行，只是在一个弹道上飞行了 15 分钟。图 5. 阿列克谢列昂诺夫（Alexey Leonov）第一位实现太空行走的是苏联宇航员列昂诺夫。1965 年 3 月 18 日，列昂诺夫拴着 5 米长的安全绳，离开宇宙飞船到达太空环境中进行了了 10 分钟的活动。图 6. 尼尔阿姆斯特朗（Neil Armstrong）接下来就是我们一开始说的阿姆斯特朗登月了。那是 1969

6、年 7 月 21 日。他与另一 位宇航员巴兹奥尔德林一起登陆月球。阿姆斯特朗在月球上走的最远距离是 59 米，他们 在月球上停留了两个半小时。布鲁斯麦克坎德雷斯 （Bruce McCandless II）第一个成为“人类卫星”的是美国宇航员麦克坎德雷斯。1984 年 2 月 7 日，克坎德雷 斯搭乘挑战者号航天飞机执行任务。他在没有绳索保护的情况下实现了自由行走，离开挑 战者号航天飞机 97.5 米。他因此成为了第一颗“人类卫星”。与他同一天实现无绳太空行走 的还有罗伯特斯图尔特（Robert L. Stewart）。不过，由於这项技术过於危险，NASA 后 来没有再采用它。这些故事告诉我们，

7、不能忽略哪怕是微小的一点点成功。科技的进步往往是从微小走 向辉煌的。LongHairNasaGuy，当年看阿波罗登月的小孩已经成了 NASA 工程师但是，这些一小步的背后是什么呢？就拿阿波罗登月来说，当年美国政府投资 254 亿 美元，有 40 万人参加了这项计划。所以，当我们看到阿姆斯特朗一个人的辉煌时，请不 要忘记这些幕后英雄。再来看李林塔尔。他在 1896 年 8 月 9 日的一次滑翔飞行中，从 17 米的空中摔落，造成脊椎断裂，并于翌日去世，临终前他的遗言是：“少许牺牲是必须的！ ”让我们也怀念这些为人类飞翔而献身的先驱们。戈达德虽然成功发射了第一个液体燃料火 箭，但是他的实验从来没有

8、超过 2.7 公里，而当时的飞机已经到了 15 公里的高空，气球更 是到了 22 公里。两个小步和两个飞跃那么下一个一小步是什么呢？应该是登陆火星吧。人类对火星的实地探索始于 1960 年代。当时美苏发射了一些火星探测器，多以失败告终。1976 年 9 月 3 日，NASA 的“海 盗 1 号”登陆器在火星表面成功著陆，并且成功向地球发回照片。著陆器有三只支撑脚，它 一步未移。第一部火星车是在 1997 年 7 月 4 日著陆火星的。NASA 的“火星探路者”携带了 “旅居者号”安全著陆。“旅居者号”行驶距离仅有 100 多米。NASA 下一个目标是把人送上火星并安全返回。这一目标跟当年肯尼迪

9、总统提出的在 月球登陆异曲同工。虽然 NASA 估计这个目标将在 2030 年代实现，但是没有一个明确的 时刻表。我们知道，火星和月球有很大的不同。火星距离地球遥远，按现有技术要半年多 时间才能到达。改进推进技术是当务之急。在这段时间里，宇航员需要接受宇宙辐射线的 风险。这个问题至今没有解决。宇航员在孤独的旅行中还要面对生理上、心理上的考验。 火星的遥远限制了地球上物资的提供，这包括宇航员所需的食物和水以及返回地球的燃料。 运载能力也是一个大问题。我们都看到了好奇好落地火星的惊险过程。而载人飞行所需送 到火星地面的载荷是好奇号的三十多倍。这对升空和着陆都是巨大的挑战。当然这包括返 回地球所需的燃料。所以如何能在火星上就地取源也是一个重大课题。这里水是一个关键。 带去的水是有限的。我们必须能循环利用。火星上虽然证明存在着水，但人们对如何能使 用火星上的水还一无所知。NASA 承认，必须开发更多更先进的技术才有可能达到既定目 标。而更大的困难可能是财政的支持，而这一点说到底是一个政治问题。我们看到，人类飞天的那些一小步是一步比一步艰难，但人类从来没有停止过这个征 程。每一小步都是一次飞跃，都促进了整个世界的科技进步。我相信，登陆火星这一步需 要全世界航天界的合作。否则，火星离我们仍然很遥远。本文引用地址：http:/ 此文来自科学网蒋迅博客，转载请注明出处。