然而,人類並不是沒有飛行的夢想。
當他們看到成群結隊在天空中飛來飛去的飛蟲時,他們是多麽渴望有壹天能飛上天空,俯視他們所居住的土地啊!
看到鳥兒拍打著有力的翅膀,唱著自己的歌從壹片天空飛到另壹片天空,他們是多麽羨慕和嫉妒啊。他們仍然夢想著飛翔。
這是壹個古老而永遠年輕的夢想,激勵了壹代又壹代人,也激勵了壹代又壹代人。當無數的歲月飄過遠山,當無數的努力化為美麗的泡沫,這個夢想還沒有變成燦爛的現實。
到了九月,這個夢想已經融入了壹個新生嬰兒的靈魂,他的名字叫康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基,他的壹生與人類的飛行夢想息息相關。
像所有的孩子壹樣,他正在健康茁壯地成長。我父親是壹名森林管理員。當他稍微大壹點的時候,他和他的父親去森林裏玩。然而,他對森林中飛翔的鳥非常感興趣。
有壹次,爸爸走在前面,他跟著地上。突然,他看到壹只美麗的畫眉在他面前飛,壹邊飛壹邊唱。他不禁驚呆了。他多麽想飛向天空,像壹只畫眉!
走了很遠的路,父親回頭壹看,兒子不見了,嚇壞了。他趕緊順著路線回頭看,我兒子還站在那裏發呆,雙手像鳥兒的翅膀壹樣上下拍打著。
齊奧爾科夫斯基進入了夢幻狀態。雖然畫眉已經消失了,但他永遠不會忘記那只鳥是如何飛翔的。他想飛。壹路飛到九天。
他給父親講了自己的夢,父親笑了,覺得這孩子有點傻,但是傻,很可愛。父親沒能理解孩子的夢想。
後來他爸爸帶他去田野和田地裏抓蚱蜢和蜻蜓。但是齊奧爾科夫斯基對放風箏最感興趣。
他喜歡看風箏在天空中迎風飄揚,仿佛自己的身體也像風箏壹樣在天空中飛翔,但他討厭那根牽著風箏的細線,所以每次離開,他都把細線丟掉,讓風箏在天空中自由飛翔。
然而命運對他開了壹個非常惡毒的玩笑,把他推入了苦難的深淵,讓他苦苦掙紮,難以確定自己的人生坐標。
9歲時,他不幸患上猩紅熱,耳朵完全失聰。他再也聽不到大自然和人類發出的聲音了。他很痛苦,但別無選擇。
他只能更深入自己的內心世界,他的心會像大海壹樣壹天到晚洶湧澎湃,或者靜靜地坐在家門口,看著天上的鳥兒從遠處飛來又飛走。
看著別的朋友背著書包蹦蹦跳跳去上學,他和父母吵架,父母不理他,或者根本聽不到,就壹個人去默默流淚。
看他實在可憐,媽媽經常給他買各種玩具玩。壹天,她給兒子買了壹個氫氣球玩具。小齊奧爾科夫斯基非常高興,他找到了壹塊空地來放氫氣球。
氫氣球在天空中飛得越來越高,齊奧爾科夫斯基的心也飛向了天空。這個氫氣球在他心中播下了飛向天空和宇宙深處的科學幻想的種子,激起了他飛向天空的強烈願望。
很長壹段時間,他壹上床就很快睡著了,夢見自己騎著那個氫氣球飛到了空中,飛出了地球,飛進了浩瀚的宇宙。
為了盡量減少耳聾帶來的巨大痛苦,媽媽們把所有的空閑時間都用來教孩子讀書、認字、畫畫。
齊奧爾科夫斯基是壹個有天賦的孩子。在媽媽的悉心指導下,他很快就能看懂壹些通俗易懂的文章,同時還能畫壹些蜻蜓、風箏等會飛的東西。
這時,他想多讀些書,但他找遍了房子的所有角落,才找到四本書,都是關於自然和科學的。沒有辦法,他只好硬著頭皮把它們仔細讀了壹遍。
沒想到,他對這些高深莫測的東西產生了濃厚的興趣。雖然沒有人指導他,但他能很快理解所有的知識。他逐漸適應了聾啞人的生活,將全部身心投入到以思維為主導的精神世界。
在他14歲的時候,肺結核奪走了他深愛的母親的生命。這次不幸再次給他帶來沈重的打擊。他根本撐不下去了,他媽媽也跟他永遠說了再見。
這壹切都讓齊奧爾科夫斯基的性格更加內向,臉上的笑容也變得更加難得。從那以後,他變得更加孤獨,沒有人和他說話,沒有人和他壹起笑。
他別無選擇,只能更加專心地看書,搞清楚看什麽書,對幾何、代數、地理、天文、物理、化學等從不挑剔。,為他以後從事航空航天方面的研究工作打下了堅實的基礎,也進壹步開闊了視野,豐富了知識。
齊奧爾科夫斯基不僅喜歡看書,還喜歡做壹些小實驗來培養自己的實踐能力,因為只有這樣做,他才能忘記世界上所有的煩惱。
有壹天,他看了壹本幾何方面的書,就仿照書上的壹個簡單的插圖,做了壹個小小的測量儀器。讓他非常高興的是,這臺測量儀不僅可以精確測量他的身高,還可以測量他家到前面壹排房子的距離。
到了15歲,他已經成為村裏做各種玩具的頭號種子選手。他做的風箏不僅造型美觀時尚,而且飛得很高,讓村裏本來不想和他玩的小夥伴們都圍在他身邊,向他要各種玩具玩。因此,他成了孩子們眼中的偶像。
到16歲時,他的耳聾癥狀已經明顯減輕,左耳也能聽到壹些話,這讓父親很高興,但壹想到未來的生活,父親就不寒而栗。半聾的孩子能做什麽?
他想和兒子商量壹下,就去找他,找了半天也找不到。最後,他在廁所裏找到了兒子。
只見兒子手裏拿著壹本書,壹邊上廁所壹邊津津有味地看著。父親真是又好氣又好笑。他走上前拍拍兒子的頭,把書拿了過去。
這是壹本關於莫斯科的書,詳細系統的介紹了莫斯科的政治、經濟、文化,重點介紹了莫斯科大學的籌備情況。
父親帶著兒子回家了。
父親問他,兒子,妳已經長大了。妳將來打算做什麽?不能長時間這樣待在家裏。
齊奧爾科夫斯基懇切地說,爸爸,我想去莫斯科大學,那裏的人知識淵博,他們肯定會給我很多幫助。
父親說,兒子,別傻了。妳怎麽能在壹個陌生的地方生活呢?
齊奧爾科夫斯基說,爸爸,妳可以放心地放我走了。到了那裏,我就隨便找點事做,保證不會餓死。然後我就去莫斯科大學上課。我不會浪費的。
得知兒子決定要走,父親沒有勸阻,於是給壹個在莫斯科工作的老鄉寫了壹封信,請他幫忙照顧兒子,然後送兒子踏上了去莫斯科的漫漫征途。
到了莫斯科後,我找到了老鄉,但老鄉也過得不太好。齊奧爾科夫斯基決定為自己租壹所房子。
租個小閣樓費了好大勁,房東是個窮洗衣婆。
在陰暗潮濕、四面無窗的閣樓裏,他主要靠冷水和黑面包充饑,但仍在書中找到了極大的樂趣。他工作比在家鄉時更加努力。
憑著刻苦鉆研和頑強自學的精神,齊奧爾科夫斯基自學了中學和大學的全部物理課程。23歲時,他通過征兵考試,成為博羅夫公立中學的物理老師和幾何老師。
大膽的夢想家
當老師的時候,壹個極其偶然的機會,他突然愛上了星際飛行的研究。
有壹天黃昏,齊奧爾科夫斯基看見四五只麻雀在雷雨來臨之前在天空中飛快地飛翔,無數的幻想在他的頭腦中沸騰。他在想,人類壹定比麻雀飛得快。
突然,壹個奇怪的畫面出現在他的腦海裏,它看起來像壹艘帶魚形狀的飛艇。至少幾十年來,他壹直超越正常人的思維。
在他40年的教學生涯中,他盡力做好老師的工作,但也努力找時間自學天文學和生物學,尤其是航空學。
他每天都起得很早。跑步後,他在家工作兩三個小時,然後走很遠的路去學校。
工作後,我壹分鐘都不想在學校呆,而是趕回家做研究或者專心寫作。每個人都稱他為“大膽的幻想家”。
人類居住的地球被厚厚的大氣層包裹著。所以星際飛船要飛向太空,首先要克服這個大氣層的障礙。
那麽,什麽形狀的飛行器更適合在大氣層中飛行呢?飛機的形狀和阻力有什麽關系?大氣流動和飛機的速度有什麽關系?齊奧爾科夫斯基整天腦子裏都是這樣幾個關於星際飛行的問題。
他曾經認為依靠離心力飛出地球是可能的。當他突然意識到這壹偉大發現可能產生的偉大結果時,他的心激動得幾乎要跳出胸膛。
當時沒有辦法用風洞做科學實驗,他只能充分利用自然風,用風箏和竹蜻蜓做實驗。很快,經過苦心經營,他終於寫了壹篇空氣動力學的論文,後來,他又寫了壹篇全金屬航天器的論文。
有了這兩篇論文,他直接找到了著名的俄羅斯物理學家托切。看完這兩篇文章,托切·諾沃驚嘆於自己在沒有任何專家指導和完備儀器的情況下,也能寫出如此高水平的論文。
他還向當時俄國航空界的領軍人物茹科夫斯基極力推薦齊奧爾科夫斯基,茹科夫斯基也給予了高度評價。齊奧爾科夫斯基被這兩位科學家推薦,成為物理化學協會的成員。
正當齊奧爾科夫斯基心情愉快,準備在科學的道路上全力以赴時,壹場大火燒毀了他的家,過去保存的大量書籍、筆記和論文初稿全部被付之壹炬。這個打擊太大了,他病倒了。
但是,他並沒有生病,他仍然關心他的航天事業。當他能吃壹點的時候,他找了很多關於在星際空間開辟空中大道的書,仔細閱讀,並進行實驗。
他執著的信念使他迅速戰勝了天災人禍,很快就完成了全金屬飛艇和星際火箭的設計,並對開辟宇宙通道提出了獨到的見解。
當時身邊很多人都不理解他,說他是個瘋子,是個徹頭徹尾的空想家。
齊奧爾科夫斯基沒有理會這些評論。他好好看看自己定下的目標,壹如既往的往前走。
成為“星際旅行之父”
1895年,俄羅斯梁贊省的窮孩子齊奧爾科夫斯基(tsiolkovsky)經過多年的研究,終於提出了“從這個‘崗位’向月球和其他星球發射火箭”的想法。
這個大膽而執著的空想家,為了進行空氣動力學實驗,東借西借了壹些錢,自己設計、安裝、制造了壹個風洞。
風洞的發明奠定了實驗空氣動力學的基礎。從此,風洞成為現代制造火箭、衛星等各種飛行器不可缺少的實驗裝置,使從事飛行器研究的科學工作者通過實驗來檢驗理論計算的可靠性和準確性成為可能。
所謂風洞,其實就是壹個大功率的鼓風機,把飛機的模型送入風洞,然後引入壹股高壓氣流,測量飛機上的受力等綜合因素。它通過氣流模擬飛機飛行的實際情況,飛機模型是靜態的,從而獲得各種飛行情況的各種數據。
齊奧爾科夫斯基利用自己發明的風洞裝置研究了100多個航天器模型,獲得了大量有價值的空氣動力學實驗第壹手資料。
通過大量的實驗,他深刻地認識到,人類要想飛向天空,成為宇宙的主人,就必須首先征服萬有引力這個障礙。
經過幾年的潛心研究,他出版了《可駕駛金屬航天器》壹書,在人類歷史上首次提出了火箭飛行的理論。
在這本書中,他指出火箭是克服地球引力飛出地球的最理想、最可靠的工具。他還精心構思了火箭的外觀和內部結構。
按照他的設想,未來火箭的外殼應該是鋼制的,內部是壹個蛋形的橢圓形艙體,頭部可以容納乘客、儀器和物資。同時,艙內大部分空間被分成兩部分,分別是液體燃料和氧化劑。燃料和氧化劑通過泵排入火箭中心的燃燒室,燃燒產生高溫高壓氣體,從尾噴管噴出,產生強大的推進能力,推動火箭高速飛行。尾翼安裝在噴口邊緣,控制飛行方向。
齊奧爾科夫斯基大膽的構思和設計為現代火箭的出現奠定了堅實的理論基礎。他給自己取名為“宇宙公民”,他堅信在幾代人的共同努力下,“星際旅行是可能的”。
然而,壹個嚴酷的事實是,當時他設計的火箭速度不超過每秒2.5公裏,根本無法擺脫地球引力,也就是說,他設計的火箭是不可能飛上太空的。
經過無數個不眠之夜,送走了無數個日出日落。齊奧爾科夫斯基經過仔細計算後得出結論,如果要擺脫地球引力,必須有每秒11.2公裏的速度。這叫做“逃逸速度”。
火箭只有具備了“逃逸速度”,才能沿著拋物線軌道飛離地球,飛向無邊無際的星際空間。
經過長期的觀察,齊奧爾科夫斯基終於認識到,火箭的速度取決於排氣速度,而排氣速度與選擇的燃料和氧化劑有關。用液氧做氧化劑,液氫做燃料得到的排氣速度比用汽油得到的高。
同時,他從研究火箭動力學基本定律中得出結論,為了使火箭達到更高的速度,需要提高火箭滿載燃料時的質量與火箭體質量的比值。
但壹個1噸的外殼是絕對不可能裝下30噸左右的燃料的,更何況外殼的質量包括火箭發動機等設備的質量,外殼的堅固程度也是必須要考慮的。
齊奧爾科夫斯基又陷入了深深的困惑。但是,他並沒有走進思想的死胡同,而是試圖通過各種方法來解決這個問題。
1929年,已經72歲高齡的齊奧爾科夫斯基發表了《宇宙火箭列車》壹文。在這篇迅速引起廣泛轟動的論文中,他提出了多級火箭的偉大構想。
齊奧爾科夫斯基稱這種火箭為“火箭列車”,因為它是壹節壹節連接起來的,就像火車壹樣。
這種多級火箭之所以能達到逃逸速度,使火箭飛離地球,是因為每壹級火箭完成任務後都會自動脫落,減輕了載荷。上面幾級的火箭在下面幾級火箭達到的速度基礎上提高速度,所以比第壹級飛得快,艙體和科學儀器都在最上面壹級火箭裏。
“火箭列車”設想的實現,最終解決了航天器擺脫地球引力所需的速度問題。
老馬潛伏,誌在千裏。此時的齊奧爾科夫斯基,對星際旅行的研究越來越深入,飛出地球的想法也越來越成熟。
他還提出了人造衛星的設計。在這個設計中,人造衛星是圓柱形的,以8公裏/秒的速度繞地球運行,他稱之為“星際旅行的驛站,設立在地球外的火箭塢”。
按照齊奧爾科夫斯基的設計,星際飛船可以停泊在碼頭上,在這裏添加燃料和食物,然後飛往更遙遠的星際空間。
衛星上有街道、綜合科考站、房屋、溫室、燃料庫、工廠。同時,考慮到人在衛星上失重的情況下很難生活,他提出衛星必須繞軸旋轉,用離心力代替重力。
齊奧爾科夫斯基還指出,在衛星上,我們應該充分利用取之不盡的太陽能,或者使用光電裝置作為衛星上的動力源。
1932年9月,齊奧爾科夫斯基也接受了政府的任命,擔任建造平流層氣球的總指揮。經過與同事近壹年的緊張工作,他圓滿完成了任務。
平流層氣球壹次試飛成功,高度達到19000m,為研究平流層大氣、宇宙輻射和溫度提供了有力工具。
齊奧爾科夫斯基被後人譽為“星際旅行之父”。自20世紀30年代以來,他壹直致力於火箭和宇宙飛船如何返回地球的重大問題,這最終導致了返回式衛星和航天飛機的誕生。
1935年9月19日,齊奧爾科夫斯基帶著對星際旅行的無限向往,永遠離開了這個星球,他的壹縷死靈遊蕩到了宇宙深處。
從那時起,壹代又壹代的科學家繼承了他在星際空間航行的遺產,創造了噴氣式飛機、洲際導彈、人造衛星、宇宙飛船等等。人類已經超越了大氣層的包圍,正在逐漸征服整個太陽系。
因為,人們永遠不會忘記他的話:
“地球是人類的搖籃,人類永遠不會停留在地球上!”