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第1章
准备起飞(发射)

无论是谁坐在这个世界上最大的氢氧燃料堆上,并知道他们将在下面点火,却一点儿都不着急,那这个人根本就没有搞清楚状况。

——宇航员 约翰·杨

1899年10月19日,一个17岁的少年爬上了一棵樱桃树,然后灵光一现。他刚刚读了赫伯特·乔治·威尔斯的《世界大战》( War of the Worlds ),对书中火箭可以载着我们探索宇宙的想法感到激动。他想象着,如果能够造出一个飞到火星并以探索这颗红色星球为使命的设备,那该多么美妙。当他从树上爬下来的那一刻,他的生命被彻底改变了。这个男孩一生都在致力于制造一艘火箭,因为这能使他的梦想成为现实。在生命余下的时间里,他都将铭记10月19日这一天。

他的名字是罗伯特·戈达德。他不断完善第一艘液体燃料多级火箭,让这项改变人类历史进程的项目运转了起来。

齐奥尔科夫斯基:一位孤独的梦想家

尽管孤独、贫穷,还遭到同行的嘲笑,但始终在逆境中前行并为太空旅行打下基础——戈达德是少数几位受到如此待遇的先驱之一。在这些远见卓识者中,有一位就是伟大的火箭科学家康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基,他建立了太空旅行的理论基础,并为戈达德铺平了道路。齐奥尔科夫斯基生活得很清贫,靠在学校当老师勉强度日。年轻时,他大部分时间都泡在图书馆里,如饥似渴地阅读科学文献,学习牛顿的运动定律,并把它们应用到太空旅行上。他的梦想是到月球和火星旅行。在没有科学团队的帮助下,他凭一己之力推导出了火箭的数学原量、物理现象和机械运动,他计算了地球的逃逸速度,即逃离地心引力所需的速度是每小时2.5万英里。这比他那个时代靠马来实现的每小时50英里的速度快太多了。

1903年,他发表了著名的火箭方程,让人们可以通过火箭的重量和燃料来计算它的最大速度。这个方程揭示了速度和燃料之间的指数关系。一般来说,我们会假设,如果想让火箭的速度加倍,你可以简单地增加一倍燃料。然而,你需要的燃料消耗量是随着速度变化呈指数增长的,所以额外提高速度需要大量的燃料。

这个指数关系非常清楚地说明,你需要大量的燃料才能离开地球。通过这个公式,齐奥尔科夫斯基第一次计算出了去月球所必需的燃料数量,但这离真正实现他的梦想还有很远的距离。

齐奥尔科夫斯基的指导哲学是:“地球是我们的摇篮,但是我们不能永远待在摇篮里。”而且他信奉宇宙论,该理论认为,人类的未来就是探索外太空。他在1911年写道:“让一个人的脚踏上小行星的土地,亲手从月球上捡起一块石头,在太空建造移动的空间站,在地球、月球和太阳周围组织起宜居带,以几十英里的距离观察火星,然后降落在它的卫星上,甚至降落在它的表面——还有比这更疯狂的事吗!”

齐奥尔科夫斯基太贫穷,无法使他的数学方程转变成真实的模型。接下来的工作由罗伯特·戈达德接手。他真的建造了火箭原型,并在日后成为太空旅行的基础。

罗伯特·戈达德:火箭研究之父

当他还是个孩子时,罗伯特·戈达德就对科学产生了兴趣。他目睹了家乡的电气化过程,由此相信科学将会彻底改变我们生活。他的父亲支持他发展自己的兴趣,给他买了望远镜、显微镜,还给他订了《科学美国人》( Scientific American )杂志。一开始,他用风筝和气球做实验。有一天,当他在图书馆读书时,无意中发现了艾萨克·牛顿著名的《自然哲学之数学原理》( Principia Mathematica )一书并学习了移动规律。他的注意力很快就转移到把牛顿定律应用到火箭科学上。

通过引入三项创新,戈达德把这种好奇心系统地变成一个有用的科学工具。首先,戈达德试验了不同种类的燃料,并意识到粉末燃料是低效的。中国人在几个世纪前就发明了火药并将其用在火箭上,但是因为火药的不均匀燃烧,这种火箭基本上就是玩具。他的第一项天才工作就是用液体燃料替换了粉末燃料。液体燃料可以被精确地控制,因此可以清洁稳定地燃烧。他制造了一个带有两个燃料箱的火箭。其中一个燃料箱装着燃料,比如酒精;另一个装着氧化剂,比如液氧。这些液体通过一系列的管道和阀门被注入点火室,在精准控制的情况下发生爆炸,其能量能推动一艘火箭升空。

戈达德意识到,随着火箭升入天空,它的燃料会逐渐耗尽,燃料箱就没用了。于是他的下一项创新是提出了多级火箭,也就是丢掉用光了的燃料箱,这样做能在太空旅行中减少一些静态负载。这极大地增加了它们的航程和效率。

他的第三项创新是引入陀螺仪。陀螺仪一旦开始自转,它的轴总是指向同一个方向,即使你干扰它。例如,如果开始时它的轴指向北极星,你将它调转方向,那么它的轴会继续指向北极星的方向。这意味着,如果一艘航天飞船的航线发生偏离,那么可以调整火箭来弥补这个偏航,然后使它回归初始路线。戈达德意识到,可以使用陀螺仪来帮助火箭保持航线。

在1926年,他创造了历史,首次成功发射了一艘液体燃料火箭。它上升到41英尺的高度,飞行了2.5秒,在184英尺外的卷心菜田地里着陆。(这个确切着陆地点现在是每个火箭科学家的圣地,并且已经被评为美国国家历史名胜。)

戈达德在克拉克大学的实验室中构建起所有化学火箭的基本构架。我们今天从发射台看到的雷鸣般的巨兽,就是他建造的原型的直系后代。

面对嘲笑

尽管取得了成功,戈达德还是成了媒体嘲笑的理想对象。当1920年他认真考虑太空旅行的消息被传出后,《纽约时报》发表了一篇批评文章,其尖酸刻薄的程度可能会击垮任何心理脆弱的科学家。《纽约时报》嘲讽道:“那位戈达德教授坐在他克拉克大学的‘椅子’上……不知道作用力与反作用力的关系,也不知道需要有些比真空更好的东西来产生反作用,也就是说那很荒唐。当然,他看起来只是缺乏一些在中学里学的日常的知识。”然后在1929年,当他发射了一艘火箭后,伍斯特当地的报纸列出了一个带有侮辱性的标题:月球火箭偏离目标238799.5英里。显然,《纽约时报》和其他人并不理解牛顿的运动定律,而且错误地认为火箭不能在外太空的真空环境里运动。

牛顿第三定律指出,每一个作用力都存在一个大小相等并方向相反的反作用力。这决定了太空旅行可能实现。这个定律任何一个孩子都知道。只要他吹一个气球,然后松开手,就能看到气球不规则地飞出去。这个作用力是突然从气球里冲出去的空气,反作用力就是气球自己向前的运动。类似地,在一艘火箭里,作用力就是从尾端喷射出的热气体,而反作用力就是推动火箭向前运动的推力,即便在太空的真空环境中也是如此。

戈达德于1945年去世,没有机会看到1969年“阿波罗号”登月后《纽约时报》编辑写的道歉声明。他们写道:“现在清楚确定了火箭在真空中也可以像在大气层中一样工作。《纽约时报》对自己的错误感到懊悔。”

为了战争与和平的火箭

在火箭科学发展的第一阶段,我们有像齐奥尔科夫斯基这样的梦想家,他计算出了太空旅行的物理和数学原理。在第二阶段,我们有像戈达德那样的人,能实际制造出这些火箭的第一代原型。在第三阶段,火箭科学家引起了政府的注意。韦纳·冯·布劳恩重拾前辈们的方案、梦想和模型,先是在德国政府后是在美国政府的支持下,制造出巨大的火箭,成功地把我们送上月球。

所有火箭科学家里最有名的一位出身贵族。韦纳·冯·布劳恩男爵的父亲是魏玛共和国时期德国的农业部长,他的母亲祖上可以追溯到法国丹麦、苏格兰和英格兰的皇室。冯·布劳恩在孩童时期颇有钢琴天赋,甚至还创作过原创音乐作品,他可能差一点儿就成了一位有名的音乐家。但自从他的母亲送给了他一架望远镜起,他的命运随之改变。他开始对太空着迷。他如饥似渴地阅读科幻小说,并深受装有火箭推进器的汽车创下的速度纪录的启发。12岁的一天,他把一组烟花绑到了一个玩具车上,然后点燃了烟花,这在柏林拥挤的大街上制造了一场混乱。他非常高兴地看到玩具车像火箭一样飞了起来。然而,警察对此可没什么好印象。冯·布劳恩被拘留了,但由于他父亲的影响力又被释放了。若干年后,他激动地回忆:“那超乎我最大胆的想象。玩具车疯狂地颠簸着,喷出的烟火轨迹像一颗彗星。当烟花烧尽后,最后的闪烁像一次壮丽的霹雳,玩具车剧烈翻滚后停了下来。”

冯·布劳恩承认,他数学一直不是非常好。但是,想要完成火箭的动力驱使他掌握了微积分、牛顿定律,还有太空旅行的机械学。他曾经告诉他的教授:“我计划到月球去旅行。”

他成为一名物理专业研究生并在1934年拿到了博士学位。但是他的大部分时间都花在了柏林火箭爱好者协会上,那是一个利用业余时间在城区外300英亩 的荒地上建造和测试火箭的组织。那一年,他们的协会成功地将一艘火箭升到空中,并飞行了2英里。

冯·布劳恩本来也许会成为德国某所大学的一名物理学教授,撰写关于天文学和航天学的研究文章。但空气中弥漫着战争的味道,所有德国的社会组织,包括大学在内,都被军事化了。与他的前辈罗伯特·戈达德不同,他向美国军方申请经费被拒绝了,却在纳粹政府那里得到完全不同的待遇。德国相关军需部门一直在寻找新式战争武器,它们注意到了冯·布劳恩,并为他提供了充足的基金。他的工作过于敏感,以至他的博士论文被军方列为机密,直到1960年才发表。

据各方面的说法,冯·布劳恩是不关心政治的。火箭科学是他的爱好,如果政府资助他的研究,他就会接受。纳粹向他承诺的是:由他管理一项建造未来火箭的巨大工程,预算几乎无上限,他还可聘请精英的德国科学家。这是他一生的梦想。对冯·布劳恩而言,被邀请加入纳粹党甚至党卫军只是政府工作者的通行仪式,并不是他的政治表达。但是当你与魔鬼做了交易,魔鬼总是会索取更多。

V–2火箭的升空

在冯·布劳恩的带领下,齐奥尔科夫斯基杂乱的手稿和草图,还有戈达德制造的火箭原型,变成了V–2火箭(复仇武器2型火箭)。这种先进的战争武器可以炸掉整个城市街区,使伦敦和安特卫普陷入恐惧。V–2型火箭的强大令人不可思议。它使戈达德的火箭相形见绌,让它看着就像玩具一样。V–2火箭直立起来有46英尺高,2.76万磅 重。还有着惊人的速度:每小时3580英里,能达到的最高高度大约是60英里。它能以三倍的音速击中目标,除了在打破音障时发出两声刺耳的响声外,没有任何警告。它的射程范围达到了200英里。反制措施对它无效,因为没有人能跟踪它,也没有飞机能追上它。

V–2创造了多项世界纪录,碾压了过去在火箭速度和航程方面的所有成就。它是第一个远程的弹道制导导弹,第一艘打破音障的火箭。最令人印象深刻的是,它还是第一艘冲破了大气层边界并进入外太空的火箭。

英国政府官员被这种先进的武器搞得惊慌失措,不知道该说什么。他们编造故事说所有这些爆炸都是由煤气管道故障造成的。但是因为这些恐怖的爆炸明显来自天上,所以公众讽刺地称呼它们为“飞翔的煤气管道”。直到纳粹宣布是他们向英国投放了一种新式战争武器后,温斯顿·丘吉尔才被迫承认英格兰已经被火箭袭击了。

突然,欧洲及西方文明的未来,似乎就掌握在冯·布劳恩带领的这一小群与世隔绝的科学家手中。

战争的恐怖

德国新式武器的成功带来了巨大的人员伤亡。超过3000枚V–2火箭被投向盟军,造成9000人死亡。据估计,死亡的人数甚至要更高——至少有1.2万人,还有在奴隶集中营里制造V–2火箭的囚犯们。魔鬼想要得到回报,但冯·布劳恩意识到这一点时已经太晚了。

当他看到火箭的制造地时被吓坏了。冯·布劳恩的一个朋友引用他的话说:“这就是地狱。我的第一反应是找党卫军的人谈谈,却被严肃而不留情面地告知应该管好自己的事,否则就会发现自己穿着同样的条纹服!……我意识到任何以人道理由解释的尝试都是无效的。”当被问到冯·布劳恩是否批评过死亡集中营时,他的另外一个同事回答道:“我认为,如果他说过就会被就地枪决。”

冯·布劳恩成了自己协助创造的恶魔的爪牙。1944年,当战事处于困境时,有一次他在宴会上喝醉了,然后谈起战争进行得不怎么好,他只想做火箭方面的工作。他后悔它们被用来当作武器而不是宇宙飞船。不幸的是,宴会上有一名间谍,他将布劳恩酒后说的话报告给了政府,然后布劳恩就被盖世太保抓了起来。有两周时间,他被关在波兰的牢房里,不知道是否会被枪决。其他的指控,包括他曾是共产党的同情者的传言,也在这个时候被公开。一些官员担心他会叛逃到英格兰,并破坏V–2火箭。

最终,阿尔贝特·施佩尔直接向希特勒求情,救了冯·布劳恩的命,因为他认为冯·布劳恩对V–2的工作仍然至关重要。

在那个时代,V–2火箭太先进了,其技术领先了几十年,因此直到1944年年末它才被全力投入战斗,但这已经来不及阻止纳粹帝国的倒塌了,当时苏联红军和盟军已经在柏林会师。

1945年,冯·布劳恩和他的100多名助手向盟军投降。他们连同装了300节火车车厢的V–2火箭零件被偷运回美国。这是一项名为“回纹针行动”的秘密计划的一部分,目的是将前纳粹科学家秘密引入美国。

美国军方仔细检查了V–2,它最终成了红石火箭的基础,冯·布劳恩和他助手们的纳粹记录也被“洗白”。但是冯·布劳恩在纳粹政府中非常模糊不清的角色始终困扰着他。喜剧演员莫特·萨尔用一句俏皮话总结了冯·布劳恩的职业生涯:“我寻找星星,但有时却击中了伦敦。”歌手汤姆·莱勒写了几句歌词:“火箭一旦升空,谁还在乎它们落在哪里,那不归我管了。”

火箭科学和超级大国的竞争

在20世纪20年代和30年代,美国政府官员们没有认识到戈达德在他们的后院里完成了预见性的工作,因此错过了一次战略机遇。当战后冯·布劳恩到达美国时,他们第二次错过了战略机遇。20世纪50年代,他们把冯·布劳恩和他的助手搁置一边,没有给他们任何真正的关注。最终,军种间的竞争发生了。陆军在冯·布劳恩的带领下造出了红石导弹,而海军有了“先锋号”导弹,空军有了大力神导弹。

当卸下了对陆军的直接义务后,冯·布劳恩开始对科学教育感兴趣。他和华特·迪士尼制作了一系列电视动画特辑,激发了一批未来火箭科学家的想象力。在这个系列剧里,冯·布劳恩描绘了一个巨大科学项目的轮廓,其目的是登上月球以及组建能够抵达火星的舰队。

当美国的火箭项目断断续续地进行时,苏联已经遥遥领先。约瑟夫·斯大林和尼基塔·赫鲁晓夫把握住了太空项目的战略意义,并把它放到了第一位。苏联的项目是在谢尔盖·科罗廖夫的带领下完成的,他的身份一直是最高机密。多年来,他一直只是被神秘地称为“首席设计师”或“那位工程师”。苏联也吸引了一些V–2的工程师,并把他们转移到苏联。在这些工程师的带领下,苏联采用了基本的V–2设计,很快制造出一系列火箭。至此,美国和苏联军火库里的火箭都是基于对V–2火箭的修改或捆绑,而它们又都基于戈达德的开创性原型。

美国和苏联的主要目标之一都是发射第一颗人造卫星。首先提出这个概念的是艾萨克·牛顿本人。在一张著名的图表中,牛顿指出,如果你从山顶发射一颗炮弹,它将会落在山脚附近。然而,根据他的运动学方程,炮弹的速度越快,它将飞得越远。如果你能以足够快的速度发射炮弹,它将会绕着地球转一整圈并成为一颗卫星。牛顿创造了这个历史性的突破:如果你用月球替换这个炮弹,那么他的运动方程将能够精确地预言月球轨道的状态。

在他的炮弹思想实验里,他问了一个关键问题:如果苹果会落下来,月亮会不会也落下来?既然炮弹在围绕地球公转的时候会自由落下,月球也一定会自由落下。牛顿的洞察力引发了历史上最伟大的革命之一。牛顿现在可以计算炮弹、月球、行星以及几乎所有东西的运动。例如,使用他的运动定律,可以很容易证明你必须以每小时1.8万英里的速度发射炮弹,才能使它绕着地球转。

1957年10月,苏联发射了世界上第一颗人造卫星“史普尼克号”,牛顿的想象成了现实。

史普尼克时代

在得知史普尼克号成功发射后,美国人受到了巨大的心理冲击,这是不可低估的。美国人很快就意识到,苏联在火箭科学领域是世界领先的。两个月后,当美国海军的“先锋号”导弹在国际电视上遭受灾难性失败时,这种羞辱感变得更加严重。我清楚地记得,小时候我问妈妈能不能熬夜看导弹发射,她不情愿地答应了。我惊恐地目睹了先锋号导弹升起4英尺,然后又落了回来,翻倒,最后在一次巨大的刺眼的爆炸中毁了它的发射台。我清楚地看到导弹顶部的头椎体,里面装有卫星,它轰然倒塌,然后消失在一团火球中。

耻辱还在继续,几个月后,先锋号的第二次发射也失败了。这成了媒体的比赛日,它们称这个导弹为“Flopnik”和“Kaputnik”(意思都是失败了的卫星)。苏联驻联合国代表甚至开玩笑说,苏联应该给美国一些援助。

为了从这次巨大的媒体打击中挽救国家声望,冯·布劳恩被命令尽快使用“朱诺I型”导弹发射一颗卫星“探索1号”。“朱诺I型”基于红石火箭,而红石火箭又是以V–2为基础的。

但是苏联手里有一大把王牌。在接下去的几年里,其创造的一系列的历史“首次”占据了新闻头条:

1957年:“史普尼克2号”首次搭载动物,一只名叫莱卡的狗进入轨道

1957年:“月球1号”成为第一艘飞越月球的火箭

1959年:“月球2号”第一次击中月球

1959年:“月球3号”成为第一艘为月球背面拍摄照片的火箭

1960年:“史普尼克5号”首次安全地把动物从太空带回

1961年:“金星1号”成为首个飞越金星的探测器

1961年,当尤里·加加林安全地绕地球飞行后,苏联太空项目取得了最辉煌的成就。

我清楚地记得,在那些年里,史普尼克号引发的恐慌遍及整个美国。他们想,苏联那样一个看起来似乎落后于我们的国家,怎么能突然跑到我们的前面去了?

评论员总结说造成这场惨败的根源是美国的教育体系。美国学生被苏联学生远远抛在后面。必须开展一场应急行动,这样金钱、资源和舆论才能集中投入培育新一代美国科学家,他们才能与苏联竞争。那时的文章是这样说的:“伊万能识字读书,但是约翰尼不能。”

在这个困难时期,史普尼克一代应运而生,这群美国学生认为他们的国家使命就是成为物理学家、化学家和火箭科学家。

在巨大的压力下,为了让军方从看似倒霉的平民科学家手中夺回对美国太空项目的控制权,时任总统德怀特·艾森豪威尔勇敢地坚持继续由民间监督,并成立了NASA这一机构。之后的美国总统约翰·F.肯尼迪为了回应加加林的太空旅行,呼吁加快步伐,在10年内把人类送上月球。

这个要求刺激了全美。到1966年,美国将联邦预算中惊人的5.5%投入月球计划。NASA一如既往地谨慎行事,进行了数次发射,改善了实现登陆月球所需的技术。首先是一艘名为“水星号”的单人载人飞船,然后是可载双人的“双子星号”,最后是可载三人的“阿波罗号”。NASA也谨慎地部署了太空旅行的每一步。首先宇航员安全地离开他们的宇宙飞船,然后实现第一次太空行走。之后宇航员实现了从一艘飞船到另一艘的复杂搬运工作。接下来,宇航员完整地绕月飞行但没有降落到月球表面。最后,NASA已经准备好直接将宇航员送上月球。

冯·布劳恩被招募进来以帮助建造“土星5号”的研发,这将是有史以来最大的火箭。这个火箭真的是一件工程上的非凡杰作。它直立起来比自由女神像还要高60英尺,可以把31万磅重的有效载荷送入地球轨道。最重要的是,它可以把大量有效载荷以超过每小时2.5万英里的速度送出,这是地球的逃逸速度。

NASA曾考虑过发生致命性灾难的可能性。时任美国总统理查德·尼克松要在电视上宣布“阿波罗11号”任务的结果,为此他准备了两份演讲稿。其中一份是报告这次努力失败了,美国宇航员牺牲在月球上。实际上,这个场景差一点儿就发生了。在登月舱即将着陆的最后几秒,计算机警报在太空舱内响起。尼尔·阿姆斯特朗手动控制宇宙飞船并缓缓地在月球上着陆。后来的分析显示,他们只剩下维持运行50秒的燃料了,太空舱甚至可能会坠毁。

幸运的是,1969年7月20日,尼克松总统用上了另外一份演讲稿,祝贺宇航员成功着陆。即使在今天,土星5号也是唯一一艘搭载人类飞出地球轨道的火箭。令人惊讶的是,它的表现完美无瑕。“土星”系列火箭一共建造了15艘,其中的13艘飞上了天空,没有一次事故。全部算起来,从1968年12月到1972年12月,土星5号一共送出24位宇航员,他们或者在月球登陆,或者绕月飞行。阿波罗号的宇航员被誉为英雄,他们恢复了美国的国家名誉。

苏联人也踊跃地参与了登月竞赛。但是,他们遇到了许多困难。苏联火箭项目的指挥官科罗廖夫在1966年去世了。雪上加霜的是:准备把苏联宇航员送上月球的N–1火箭出现了4次失败。但或许最具决定性的事实是,苏联经济在冷战中已经捉襟见肘,无法与经济规模超过其两倍的美国竞争。

迷失在太空

我还记得当尼尔·阿姆斯特朗和巴兹·奥尔德林踏上月球那一刻。那是1969年7月,我在美国军队服役,正在华盛顿的路易斯堡进行步兵训练,以为自己可能会被送去越南打仗。我非常兴奋地得知,历史就在我们的眼前被创造出来,但是也非常不安地知道我可能会死在战场上,我将不能把登陆月球的这一历史记忆与我的孩子们分享。

在1972年土星5号完成最后一次发射后,美国公众开始关注其他事情。反贫困战争如火如荼地进行,越南战争吞噬了越来越多的金钱和生命。当你的邻居开始遭受饥饿或在海外战死时,去月球似乎是一种奢望。

太空项目费用的天文数字是无法维持的。后阿波罗时代的计划已经做出。有几项提议已经提上议事日程。一个优先的项目是发送非载人火箭到太空去,这是一个由军事、商业和科学团队领导牵头的项目。他们对英雄主义不那么感兴趣,而对有效载荷更感兴趣。另一个提案强调把人类送入太空,因为严峻的现实是,说服美国国会和纳税人支持把宇航员送上太空似乎比让他们支持那些无名的太空探测器要更容易。正如一位国会议员总结的:“没有巴克·罗杰斯 ,就没有美元。”

载人和载物两个领域都想快速而经济地进入外太空,而不想变成耗时多年的昂贵任务。但最后的结果是产生一个奇怪的混合体,这让大家都不高兴。那就是宇航员将和货物一起被送入太空。

妥协的方案是采用航天飞机的形式,这个方案从1981年开始运行。这个航天器是一项工程奇迹,吸收了过去几十年的所有教训和先进技术。它能够发射6万磅的有效载荷进入轨道,然后与国际空间站对接。不同于每次发射后就退役的阿波罗太空模块,航天飞机的有些部分是可以重复使用的。它可以把7名宇航员送入太空,并带他们重返地球家园,就像一般的飞机一样。之后,太空旅行在人们眼中逐渐变得很平常。美国人开始习惯看到宇航员在最近一次访问国际空间站时向我们挥手,这本身就是许多为这项航天事业支付账单的国家之间的一种妥协方案。

随着时间的推移,航天飞机的问题出现了。其一就是,尽管初衷是为了省钱,花费仍然不断增长,每次发射都要花费大约10亿美元。用航天飞机发射任何东西到近地轨道的花费大约为每磅4万美元,约等于其他运载系统花费的4倍。公司抱怨说用传统的火箭来发射它们的卫星会便宜很多。另一方面,飞行并不频繁,每次发射都要间隔数月。美国空军对这些限制感到沮丧,并最终取消了一些航天飞机的发射计划而改用其他方法。

对于航天飞机为什么不能满足我们的期望,美国普林斯顿大学高等研究院的物理学家弗里曼·戴森有自己的看法。当我们回顾铁路的历史时,会看到它最初是作为运输工具,运输包括人和商业产品在内的所有货品。铁路运输这个行业在商业和消费者领域有着不同的优先重点和关注点,最终分成两个领域,这既提高了运输效率又降低了运输费用。然而,航天飞机从来没有将这两者分开,仍然将商业和消费者利益混合在一起。它没有成为“每个人的一切”,而是成了“对任何人都没有用”的一种存在,特别是它有成本超支和航班推迟的问题。

在“挑战者号”和“哥伦比亚号”的悲剧发生后,事情变得更糟,两次事件夺去了14位勇敢的宇航员的生命。这些灾难减弱了公众、个人和政府对太空项目的支持。作为物理学家,詹姆斯和格雷戈里·本福德写道:“国会把NASA主要看作一个解决就业的项目,而不是一个研究机构。”他们还发现,“在空间站没有完成什么有用的科学研究……空间站成了太空野营地,而不是让人在太空生活”。

没有了冷战的东风,太空项目的前进很快就失去了资金和动力。回顾阿波罗登月计划的全盛时期,有个笑话是说NASA到国会去申请基金资助,只需要说一个词:苏联!国会就会打开它的支票夹,然后询问:“要多少?”但那些日子已经一去不复返了。艾萨克·阿西莫夫曾经说过,我们只要努力触地得分一次,然后就可以拿起橄榄球回家了。

事情最终在2011年到了危急关头,时任美国总统巴拉克·奥巴马发动了一个新的“情人节大屠杀”。在这场凶猛的行动中,他停止了星座项目(为了取代航天飞机)、探月项目,还有火星项目。为了减轻公众的纳税负担,他不再资助这些项目了,并希望由私人部门来弥补这些差额。太空项目的2万资深员工瞬间被解雇了,NASA最优秀、最聪明的集体智慧被抛弃了。最大的耻辱是美国的宇航员们,他们在经历了与苏联宇航员几十年的白刃战后,现在将被迫搭乘俄罗斯发射的火箭。似乎,太空探索的全盛时期结束了,一切都跌入谷底。

问题可以用一个4个字母的单词来总结——c–o–s–t(花费)。基本上,把任何一件1磅重的物品送到近地轨要花费1万美元。想象一下,你的身体是用纯金做成的——那大约就是把你送入太空轨道所需的费用。而如果是去月球,花费大约为每磅10万美元;去火星的费用更高,大约为每磅100万美元。因此,把一名宇航员送到火星的总费用大约为4000亿~5000亿美元。

我住在纽约。对我来说,当航天飞机被搬到这座城市的时候,那是悲伤的一天。好奇的游客们排成队,看着停在大街上的航天飞机欢呼雀跃,但事实上,这意味着一个时代结束了。这架航天飞机放在那里做展览,最终停在了第42大街的柱子边。在看不到任何替代者的情况下,这感觉好像我们放弃了科学,也放弃了我们的未来。

回过头来看那些黑暗时期,会让我回想起15世纪伟大的中国船队的遭遇。那时候,中国人是科学和探索领域无可争议的领导者。他们发明了火药、指南针,还有印刷术。他们在军事力量和技术上也是空前的。与此同时,中世纪的欧洲饱受宗教战争摧残,陷入了宗教法庭、巫术审讯和迷信的困境,就连伟大的科学家和梦想家,如布鲁诺和伽利略,要么被活活烧死,要么被软禁,他们的作品也被封禁。那时候的欧洲是技术的纯输入者,而不是创新的源头。

在商船领路人郑和的带领下,中国皇帝派出了有史以来最雄心勃勃的海军探险队,这支队伍由317艘大船组成,还有2.8万名水手,每一艘船都比哥伦布的船大5倍。这样的场景在之后的400年里没有再次上演。1405—1433年,郑和不是一次,而是七次穿过已知的世界航行,环绕东南亚,经过中东,最终到达东非。有一些古代奇怪动物的木刻,像长颈鹿,就是他在航行中发现并带回宫廷中展示的。

但是当这位皇帝去世后,新的统治者认为探索和发现无用武之地。他甚至下令任何一个中国国民都不能拥有船只。舰队船只被丢弃,任由其腐烂或被烧毁,郑和的伟大成就被尘封起来。后面的皇帝奉行闭关锁国政策。中国开始封闭,这带来了灾难性的后果,最终导致国力衰退、政权崩塌、混乱、内战,还有革命。

我有时候想,一个国家在享受了几十年的安逸之后,是多么容易陷入自满和毁灭。科学是繁荣的发动机,那些放弃科学和技术的国家最终会走向衰败。

美国的太空项目同样陷入了衰退。但是现在,政治和经济环境在改变。一套崭新的角色阵容正在走向舞台中心。勇敢的宇航员们正在被冲劲十足的亿万富翁企业家替代。新思想、新能源和新资金正在推动这次复兴。但是私人资金和政府资助的结合能铺平通向天堂的路吗? 7liciRw2X4HOL5ygah79zFKs6okEsYeKN8XVZxtdMFMt4A6grcEyMR6pGqyFjd25

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