划破寂静太空的第一声啼哭【星道·不止天文】

文摘   科学   2023-10-04 16:00   北京  

首先来听一段音频:

这是一段来自1957年的音频,由美国威斯康星州的一处电台录制,录制对象是一颗正飘荡在地球轨道上的神秘金属球。自1957年10月4日被抛入地球轨道以来,它就通过无线电向全世界重复广播着“滴滴”声。

这个直径半米的金属球就是苏联“斯普特尼克1号”(Sputnik-1)卫星,人类第一颗人造卫星。它石破天惊的滴滴声如同人类在新纪元的第一声啼哭,划破了太空亿万年的寂静,预告着人类脱离地球襁褓的序幕。

今天距离这声啼哭正好过去了66年,我们重温这段故事,在无边宇宙中重新捕捉它背后的传奇往事。

Sputnik-1卫星

01.小镇教师的太空梦

1878年,沙俄梁赞人齐奥尔科夫斯基终于解决了温饱问题,成为一名中学教师。虽然他家境拮据、双耳失聪,但天赋异禀、自学成才。他利用自制设备从事不为旁人所理解的研究,是一位“业余科学家”。1903年,他发现了进入太空的秘密:齐奥尔科夫斯基公式,指明了多级喷气火箭可以作为摆脱地球引力的运载工具。

齐奥尔科夫斯基

其实早在此前200多年,牛顿就提出了进入太空的思想实验:在高山上架设一门强大的大炮,以足够高的速度射出炮弹,炮弹就能克服引力绕地飞行。1902年的著名科幻电影《月球旅行记》设想用大炮把登月舱打到月亮上。只是实际上,这种大炮几乎不可能被制造出来。多级火箭,才是人类进入太空的阶梯。

《月球旅行记》剧照

但齐氏的构想过于超前,加之他卑微的身份,似乎注定他将被掩埋在历史的流沙中。然而1917年的炮声改变了一切。

十月革命成功后,苏俄成立,除旧布新。齐氏多年的耕耘使他在航空界颇具名声,新生的苏维埃在改组原沙俄皇家科学院时,将齐氏选拔为院士。虽然已经年逾六旬、疾病缠身,但翻身了的齐氏爆发出无穷创造力。他和其他科学家、作家们在全苏掀起了“太空热”。齐氏发表了科幻小说《地球之外》、《月亮之上》,作家博格达诺夫甚至在小说《红星》中构想苏联革命家联合火星人将火星改造成红色天堂。热潮之下,许多青年才俊也被齐氏所吸引,投身于航天事业。

这些年轻人中有一个人叫做科罗廖夫,作为齐氏的学生,他后来也被称为“苏联航天之父”。

02.西伯利亚岁月

苏联“太空热”在民间催生了一批火箭研究组织,比如齐氏于1921年成立的“气体动力实验室”(GDL),以及齐氏的学生尚德尔在1929年成立的“莫斯科反作用研究小组”(GIRD),科罗廖夫参加了尚德尔的GIRD1932年,在负责苏军装备的图哈切夫斯基元帅的主导下,这两家实验室合并为“喷气推进研究所”(以下简称喷气所),从缺乏资源的民间组织变成了苏军下辖的科研机构。

然而正当科罗廖夫等人准备大展身手时,一场灾难降临了。

1937年,在席卷全苏的“大清洗”事件中,因为与斯大林的矛盾和德国间谍的挑拨,图哈切夫斯基被判处“德国间谍”的罪名。他主导的喷气所也受到重创。组成喷气所的GDL和GIRD本就不和,动荡局势没有使两个派别团结起来,反倒使他们矛盾激化,乃至互相告发。

最终,研究所负责人及其副手罹难,科罗廖夫被处以流放,其他大部分研究人员也被软禁。起步中的苏联火箭科学因为非技术原因戛然而止。

1940年的科罗廖夫

科罗廖夫因其才能为军事所需,被提供特殊条件以继续他的火箭研究,并被免除了苦役。但西伯利亚艰苦的环境和沉重的精神压力还是给科罗廖夫带来了不可挽回的损伤,他的身体落下了病根。

这,也为科罗廖夫的早逝和苏联在太空竞赛的落败,埋下了伏笔。

03.铁幕两侧

1942年,传奇性的德国V-2导弹研发成功,成为事实上第一个进入外空的人造物。44年6月至45年3月,穷途末路的纳粹德国向英国发射了一千余枚V-2导弹,炸死约3万人。威力巨大和不可拦截的V-2导弹震惊了世界,促使美苏两大巨头重新重视起火箭的研发。

完全意义上的黑科技

早在战争末期,美苏就围绕德国导弹这块肥肉展开了争夺。苏联坚持要求占领德国导弹基地,希望获得科学家和设备。而美国也利用德国科学家因其罪行而恐惧苏联的特点,暗中运送冯·布劳恩等德国科学家赴美,全力阻止苏联获得人员和资料。但总体上,美苏双方都获得了丰厚的德国技术财富,这成为双方火箭开发的加速器。

二战后,科罗廖夫等科学家被赦免,火箭研究工作得全面推进。1946年5月16日,负责导弹开发的88研究所成立,科罗廖夫被任命为总设计师。虽然被任命为导弹设计师,但科罗廖夫一直有着将火箭技术用于航天的梦想。但囿于特殊环境,他不能公开进行航天研究。当时的高层认为太空研究会挤占导弹的资源,是一种有害行为。

而富有争议的冯布劳恩初到美国也不得志

40年代末,88研究所先后设计出P-1和P-2导弹,但其射程过近,无法满足洲际打击的需求,这引起领导人的不满,要求提高导弹射程。科罗廖夫决定抓住这个机会,借力打力,以洲际导弹项目为顺风车,研发可用于航天发射的远程火箭。

他顶住官员们的激烈反对,说服军方高层,下马P-3中程导弹,直接跳跃性地研制洲际导弹。与此同时,科罗廖夫通过冯·布劳恩的一些文章断定美国已开始太空计划,因而也秘密开始了人造卫星研制工作。

事实上,战后美国认为凭借核垄断优势即可高枕无忧,于是削减了军事投入,对火箭的开发也不太上心。但随着1949年8月苏联核弹引爆、同年10月新中国成立、次年志愿军入朝并击败美军,美国意识到自己的霸权并不可靠。朝战后,美国立即提高了导弹研制经费,一度赋闲的冯·布劳恩也被召回推进导弹计划。

04.对手的助攻

1953年,P-7洲际导弹开始研发。作为Plan B,P-5中程导弹同步启动研制。1957年,搭载核弹头的P-5中程导弹顺利飞行和引爆。这次成功极大巩固和提高了科罗廖夫的权力。加之新任领导人赫鲁晓夫的欣赏,科罗廖夫得以公开推进自己的太空计划。他相信,只要P-7导弹成功,发射卫星便是水到渠成的事。

1957年8月,历经三次失败后,P-7第四次发射终于成功。事实上,鉴于其巨大体积,P-7只能在地面发射架上发射,无法机动或井下发射,因而不具备实战意义。但P-7毕竟提前美国半年进行了洲际飞行,仍然是一次巨大胜利。更重要的是,发射卫星的前提条件已经具备,P-7导弹足够把一颗较小的卫星送入轨道。剩下的便是决策问题了,高层对没有军事效益的太空发射并不热心。

俄语字母P=英文字母R,所以也叫R-7

此时美国送上了一记助攻。

1955年7月29日,白宫新闻秘书发表声明称,“美国将在地球物理年会召开之际发射人造卫星”。6天后,科罗廖夫等人上书赫鲁晓夫,建议苏联应抢在美国之前发射卫星。5个月后,1956年1月,苏联科学院的卫星研制计划得到批准,决定在次年即1957年发射卫星。

紧张的时间让科学家们因陋就简,卫星上只有两部无线电发射机、四根天线、几个气压计和气温计。它被命名为:Sputnik-1,俄语意为“伴侣”。

苏联的卫星计划,开始了。

05.“斯普特尼克时刻”

1957年10月4日,人类第一颗人造卫星发射升空。当收音机中传来卫星“滴滴”的声音时,发射场爆发出欢呼声。至于赫鲁晓夫的反应,国内通常认为刚开始他并未意识到此事的巨大意义,根据是他后来接受采访时的一番话。但根据解密的苏联档案显示,那可能只是穗宗的自谦之辞。

据赫的儿子回忆,当时赫正在和客人商谈工作。当成功的消息传来时,他已经激动到无法继续商谈,兴奋地向客人告知消息。整个晚上,赫都没有进行其他工作。

之所以如此高兴,是因为赫鲁晓夫认为卫星的成功证明了本国体系优于西方,通过和平竞争,苏联就能战胜西方。而卫星的成功也将迫使西方改变其不合作态度,承认苏联的超级大国地位,苏联与美国共主天下,由此彻底结束冷战。

苏联卫星在西方引起了轩然大波,以至于媒体们发明了一个词“斯普特尼克时刻”。民众认知中苏联落后的刻板形象被颠覆,制度优越感也被动摇。政客们遭到来自民众的压力,美国参议员杰克逊直呼“苏联的卫星……把美国至于羞耻和危险的境地”。几乎所有公开露面的场合,艾森豪威尔总统都会遭到媒体的狂轰滥炸。

科罗廖夫也趁热打铁,在一个月后再次发射了重达半吨的“Sputnik-2”卫星,其中还搭载了一只名叫“莱卡”的太空狗,这彻底引起了恐慌。如果说仅80公斤的1号卫星还没有实用价值,那么半吨重的2号卫星就实实在在地具有实用价值了,它足以安装很多侦查设备。

第一只进入太空的动物“莱卡”

“莱卡”在太空中的心跳声

赫鲁晓夫本人也扮演了“压力怪”的角色。1959年9月,苏联发射了月球2号月球探测器。同年赫鲁晓夫访美,特意送给艾森豪威尔一个月球2号的模型。总统先生虽然表面上彬彬有礼地致谢,但心中却十分羞耻和恼火。

这一切促使美国下定决心“重仓”太空技术。美国雄厚的经济实力和人才储备帮助美国太空技术逐渐扭转了劣势,双方进入为期近二十年的拉扯,史称“太空竞赛”。

06.回响

时间回到1957年10月4日,哈萨克斯坦的拜科努尔发射场。巨大的P-7导弹改造的运载火箭矗立在苏式发射塔架上。随着科罗廖夫的一声口令,火箭喷管喷射出赤红色的火舌,托举着83公斤的卫星,奔赴从未有人踏足过的黑暗深空。卫星发射的电波消散在无垠的空间,卫星本体早已烧毁在大气层。但它划过太空后的震撼,仍然回荡在这世界上。

如果说Sputnik-1的电波声如同一声啼哭,宣告了人类太空时代的到来,那么今日的我们仍然在星海的沙滩上蹒跚学步,望向遥远的海天线。


参考资料:

[1]范海虹. 冷战时期苏联与美国外层空间竞争(1945-1969)[D].中国社会科学院研究生院,2014.

[2]张骁. 谢·巴·科罗廖夫与冷战时期苏联航天发展[D].哈尔滨工业大学,2017.

[3]郭宣. 苏联“斯普特尼克”号卫星对美国人的影响[N]. 世界报,2007-11-28(023).

音频来源:https://www.dd1us.de


作者|肖长伟

责任编辑|张申义

负责人|张申义

指导老师|刘亦阳

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