书城科普读物突破卡门线——运载火箭
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第10章 愤怒的天使

“回形针”行动

第二次世界大战后期,希特勒利用他的绝密武器V-2导弹大规模地轰炸伦敦,震撼了盟国,给人们留下了深刻印象。火箭专家、军事家以及政治家都看到了一种新的战争模式和威慑力量。美国、苏联、英国、法国都急于要掌握德国的火箭技术。V-2导弹工厂在德国巴伐利亚的图林根州佩内明德,按照“雅尔塔协定”,属苏联的占领区。怎么办?自信战胜情理。美国战略情报局和联邦调查局提议,美军先下手为强,组成一支突击队把德国的导弹、专家、资料和工厂等先抢回来。美军制订了一项计划,将尽可能多的德国高级武器研究专家捕获,代号“回形针”行动。

“回形针”行动是美国战略情报局,即后来的美国中央情报局,在第二次世界大战中的一项秘密行动。1945年3月,在波恩大学,一位波兰籍的实验室技术员发现了一份德国准备转移的科学家名单。英国情报机关拿到了这份名单,并把它转给美国情报部门。美国陆军少校、陆军军械部处长罗伯特·斯弗,利用这份名单编制了保护德国科学家的“绿名单”。冯·布劳恩在“绿名单”中名列第一,核物理学家维尔纳·海森堡、导弹专家鲁道夫·赫曼、力学专家普朗特、喷气发动机发明家奥海恩、医生哈伯特斯都在“绿名单”之列。

对美国而言,这些德国科学家是“宝贵财富”。这笔“宝贵财富”包括火箭专家、核物理学家、化学家、医学家、飞机工程师和海军潜艇专家等。美军要深入苏军占领区,将列入“绿名单”的科学家、工程师邀请或逮捕,送到美国。杜鲁门总统命令,“绿名单”中必须排除纳粹党成员、纳粹军国主义和积极支持者,不能让纳粹污染美国领土。

为了规避杜鲁门总统的反纳粹政策,不违反盟国“波茨坦”和“雅尔塔协定”,美国战略情报局为“绿名单”中的人物制造假身份、假经历和假历史,还从公共记录中撤销了科学家们的纳粹党身份和背景,“漂白”纳粹主义。

1945年,以匈牙利籍美国科学家冯·卡门为首的36位专家组成专家团,全部授予正式军衔。团长冯·卡门被授予陆军航空队少将军衔,当时身处美国的中国籍空气动力学专家钱学森被授予陆军上校军衔。专家团兵分两路,一路随美军第104陆军步兵师到诺德豪森的朵拉火箭工厂,另一路随美军第44陆军步兵师到佩内明德的火箭研究中心。

希特勒为了挽回失败的战局,加快了V-2导弹的生产。在德国中部一个靠近诺德豪森叫朵拉的小村庄,希特勒建立了一个秘密的地下工厂称为朵拉火箭工厂,专门生产制造V-2导弹。朵拉曾是纳粹德国的集中营。1943年8月22日,希特勒命令海因里希·希姆莱利用集中营囚犯生产制造A-4导弹。在两年的时间里,有6万名来自21个国家的囚犯在这里工作,截至第二次世界大战末期,还有32471名囚犯被监禁在这里。

1945年4月底,美军第44步兵师挺进巴伐利亚山区,专家团随军一起行动。1945年5月2日,在奥伯蓝麦告小镇,冯·布劳恩带领他的火箭研究团队向美军投降。 1945年5月22日到5月31日,专家团协助美军深入德国东北波罗的海海岸的佩内明德,缴获了V-2导弹工厂、空气动力学研究所、高速风洞实验室和所属工厂、机密图纸文件等。美军动用300节火车车厢和13艘轮船,把近百枚V-2导弹、设备和半成品抢运一空。6月1日,苏联红军占领佩内明德时,只看到一座座空荡荡的工厂。

美国战略情报局成功说服德国火箭负责人瓦尔德·多恩伯格中将、冯·布劳恩博士和126位火箭专家为美国效劳。1945年5月22日,上校乔尔·福尔摩斯拍电报至美国五角大楼总部,要求将德国科学家和他们的家属从德国安全撤离,认为这是“太平洋战争最重要的努力”。盟军起初让他们住在德国南部巴伐利亚地区兰茨胡特的家里。1945年6月22日,在比特费尔德城市广场,美军让德国科学家们把不必要的冬衣扔掉,只携带贵重的财物,如证件、首饰等。他们坐汽车到最近的火车站,从那里前往美国。到1947年,大约有1800名优秀的科学家及3700名家庭成员去往美国,还给每人发放了定居费。

灰眼珠与德国血液

1945年9月,冯·布劳恩、埃里希·内伯特、西奥多·答波佩尔、舒尔策、埃伯·哈德里斯、威廉·容格特和沃尔特·施维德茨基共7位德国火箭主要设计者到达纽约。104位火箭科学家、航天专家在得克萨斯州布利斯研究火箭和航天器,35位在新墨西哥州白沙导弹试验场工作。物理学家乔治·哈斯、霍斯特,物理化学家鲁道夫·布里尔、恩斯特·巴尔斯,地球物理学家赫尔穆特·魏克曼、格哈德·施瓦辛格,以及工程师爱德华·格柏、理查德·冈瑟、汉斯·齐格勒先后来到美国。在后来的几十年中,美国历史学家对“回形针”行动中的科学家的活动进行了研究。绝大部分科学家都在各自领域取得巨大成就,受到美国人民的尊重和科学界的认可。

德国火箭专家振兴了美国火箭导弹、宇宙航行和太空探索。一位灰眼珠讲德语的专家在黑板上写写画画,一群蓝眼珠的美国专家在下面抄抄记记;一位讲德语的专家做着实验,一群穿军装的美军学生前呼后拥,这些就是那段时间的真实写照。1946年,美国海军实验室发射了一枚V-2火箭,射到数百千米的高空,用来观测来自太阳的紫外线、高层大气和电离层。这是V-2火箭第一次应用在太空领域,开启了太空科学的新篇章。V-2火箭还用来当作载人飞行试验的运载工具,搭载过猴子等小动物升空。

历史不能重写

第二次世界大战结束后,美、苏两国在瓜分了德国火箭技术、资料和人才后,开始有了各自的航天技术的发展。美国自以为在轰炸机领域拥有绝对优势,一直对大型火箭技术不太热心,因此美国在太空竞赛初期一直落后于苏联。

1953年,在苏联加速发展大型火箭技术之后,美国开始重视火箭技术,命令陆军负责研制中程导弹、空军负责研制洲际导弹、海军负责研制人造卫星。冯·布劳恩领导的陆军弹道导弹局,在1956年9月20日用“丘比特-C”运载火箭将一个重39.5千克的物体发射到1110千米的高度,并飞行了5600千米。

时任美国总统的艾森豪威尔不准许陆军发射卫星,因为他要重点发展海军力量,将一切机会留给海军。在苏联成功发射了第一颗人造卫星后,艾森豪威尔终于同意让陆军发射卫星,但是要让海军先发射。1957年12月6日,海军的“先锋-1”号火箭在发射台爆炸。

1957年10月4日,苏联发射了第一颗人造卫星。1957年11月3日,苏联又发射了第一颗生物人造卫星。小狗莱伊卡成为第一个登上太空的生物。苏联一系列的第一,震动了美国。好胜心强的美国人才开始意识到:太空第一就是世界第一,太空第二就是世界第二。“先锋-1”号火箭的失败更刺痛了美国人的心,但历史不能重写。

冯·布劳恩常被要求出席国会听证会,回答议员们提出的各类问题,以便决定美国航天事业的发展方向。议员们喜欢布劳恩无与伦比的学识、智慧。一位参议员曾说:“听冯·布劳恩博士讲话,就像听电台广播的科学幻想节目一样。”当布劳恩发誓60天内发射美国第一颗人造卫星时,议员们问起美国第一颗人造卫星的名字,布劳恩回想着自己艰难探索的一生,充满了勇于探险的科学精神。他毫不犹豫地宣布:探险者!“探险者-1”号卫星就此诞生。布劳恩决定用“丘比特-C”号运载火箭发射“探险者-1”号卫星。“丘比特”号运载火箭寓意了天使的愿望和美好的神话。

“丘比特”的神箭

“丘比特-C”运载火箭,后来又被美国人称为“朱诺-1”。它来自“丘比特-C”探空火箭,属于“红石”火箭家族的成员。它是一种四级火箭,第四级火箭被隐藏在内壳里。除第一级采用液体发动机外,其他三级都是固体发动机。全箭包括卫星在内,高21.2米,最大直径1.78米,起飞重量29.06吨,起飞推力368.7千牛,可将11千克的卫星送到500千米高的椭圆形低轨道。

1956年,布劳恩设计出这种多级体系的运载火箭。布劳恩为火箭和卫星提出的工程轨道,省去了本来必要的上面级火箭,虽然这是把有效载荷送入轨道的最简单和最直接的方法,但有效载荷不能被准确注入轨道。“丘比特-C”火箭共发射6枚,成功3枚,故障3枚,首飞于1958年2月1日,最后一次飞行时间为1958年10月23日。

1958年1月29日,“丘比特-C”运载火箭和“探险者-1”号卫星竖立在卡纳维拉尔角第LC-26A发射台,只待一声令下,即可点火升空。成千上万双眼睛再次盯住了美国。由于高空风大,发射推迟24小时。待24小时过后,风速仍然很大,发射再次被迫推迟!直到美国时间1958年2月1日清晨,载着“探险者-1”号的“丘比特-C”运载火箭才在紧张的气氛中点火升空。

按照布劳恩的设计计算,“丘比特”号火箭应该将“探险者-1”号送上轨道周期为106分钟的太空。也许“丘比特”号火箭的飞行角度太高了一点儿,也可能是飞行速度太快了一点儿,卫星进入了更高的地球轨道。比预计时间多用了8分钟。幸运的是,“探险者-1”号卫星从天外传回声音。发射取得成功!五角大楼里,将军们纷纷争先与布劳恩握手拥抱。布劳恩除了感动,没有任何话语,只有两行热泪从眼角悄然溢出。艾森豪威尔激动地将“丘比特”号火箭模型搬进白宫的椭圆形办公室。

“小月亮”挂到了天上

苏联卫星上天119天之后,美国终于将另一颗“小月亮”也挂到了天上。从此,人类进军宇宙、角逐太空的战斗拉开了序幕!

“探险者-1”号是美国科学卫星系列的第一颗卫星,重38千克。“探险者-1”号卫星运行在近地点356千米、远地点2548千米、倾角33.34°的轨道上,围绕地球一周用时114.8分钟。该卫星带有盖革计数器、微流星撞击计数器、测温感应元件,进行了宇宙线和微流星测量,还测量了卫星内部和外壳的温度。

“探险者-1”号的主要探索成果是首次发现地球辐射带,后来被人们称为范·艾伦辐射带。范·艾伦辐射带有2条,一条为内辐射带,高度在离地面为1500~1800千米,另一条为外辐射带,高度15000~20000千米。辐射带内的高能带电粒子对宇航员、航天器、卫星、卫星材料和仪器都有一定的危害性,是太空中的“百慕大”。