- 自然科學名家名作中的為什么
- 隋國慶
- 1134字
- 2019-01-03 23:45:46
《宇宙火箭列車》如何圓了人類的“飛天”夢?
《宇宙火箭列車》是齊奧爾科夫斯基于1929年發表的著名論文。在這篇論文中,他提出了多級火箭的偉大構想,迅速引起了廣泛的轟動效應。“宇宙火箭列車”這一構想的實施,徹底解決了宇宙飛船脫離地球吸引力所需速度的問題,實現了人類的“飛天”夢,在航天領域里產生了深遠的影響。
1929年,已達72歲高齡的齊奧爾科夫斯基發表了《宇宙火箭列車》一文,在這篇迅速引起了廣泛轟動效應的論文中,他提出了多級火箭的偉大構想。
何為“火箭列車”?“火箭列車”實質上就是多級火箭,因為它是一節一節的火箭連接起來的,就像一列火車一樣,所以叫做“火箭列車”。
齊奧爾科夫斯基提出宇宙火箭列車的構想,源于人類的一個偉大夢想。
自古以來,人類就有“飛天”的夢想。在古老的中國,就有“嫦娥奔月”的神話故事。隨著科學技術的發展,科學家們試圖夢想成真,達成人們“飛天”的愿望。
1895年,俄國的齊奧爾科夫斯基提出以人造衛星作為星際航行的“驛站”,再從這個“驛站”向月球和其他星球發射火箭的主張。為此,他自行設計安裝制造了一個風洞,研究了100多個宇航飛行器的模型,取得了不少關于空氣動力實驗的第一手珍貴資料。
經過幾年的潛心研究,他出版了一本《可駕駛的金屬飛船》,在人類歷史上第一次提出了火箭飛行理論。他指出,火箭是克服地球引力、飛出地球的最理想可靠的工具。他還精心構想出了火箭的外觀及內在構造情況。他的這一大膽的構想和設計,為現代火箭的產生奠定了堅實的理論基礎。
人類要想飛向太空,必須首先征服地球引力這個攔路虎。當時,齊奧爾科夫斯基所設計的火箭,速度不超過每秒2.5千米,這個速度根本不能擺脫地球的引力。經過嚴格的計算,齊奧爾科夫斯基得出結論,要想擺脫地球引力,必須具有每秒11.2千米的速度。這就是所謂的“逃逸速度”。
齊奧爾科夫斯基經過研究,得出了兩個結論:一是火箭的速度決定于排氣速度,而排氣速度又跟所選用的燃料和氧化劑有關,以液態氧做氧化劑,用液態氫做燃料比用汽油所得排比速度大。二是要使火箭達到較高的速度,必須提高火箭滿載燃料時的質量和火箭軀殼的質量之比。
然而,用1噸的外殼要裝下30噸左右的燃料是絕對不可能的,更何況外殼的質量還要包括火箭發動機和其他設備的質量,同時還得考慮外殼的堅固性。
正是由于這些原因,使72歲高齡的齊奧爾科夫斯基在多年研究的基礎上提出了“火箭列車”的構想。
這種多級火箭之所以能夠取得逃逸速度,使火箭飛離地球,是由于第一節火箭在完成自己的使命后便自動脫落,減輕了負荷,上面各級火箭在下面各級火箭已經取得速度的基礎上增加速度,所以一級比一節飛得快,客艙和科學儀器設在最頂上的一級火箭內。
“火箭列車”這一構想的實施,最終解決了宇宙飛船脫離地球吸引力所需速度的問題,實現了人類的“飛天”夢。
