人類的道德應跟上科學發展的步伐,每個科學家應多關注自己的科研帶來的影響;如果世界的道德標準不能隨著技術革命而進步,世界就會出現大亂。——馮·布勞恩馮·布勞恩走向成熟成功的探索者
蘇聯發射的第二顆人造衛星引起了美國上下對艾森豪威爾政府在航天時代故步自封的大量批評。批評家們不得不承認,蘇聯在火箭武器方麵已經超過美國,在科學技術競賽中已經明顯領先。
“毫無疑義,”布勞恩說,“蘇聯人征服外層空間首先獲得成功。”
當美國公眾後來了解到蘇聯人的“人造衛星2號”有效載荷總重量為500千克,用的是大型火箭發動機,已經具備發射洲際彈道導彈的能力時,公眾的呼聲發展成咆哮和怒吼,艾森豪威爾政府不得不改變了態度。
1957年11月8日,各通信社都發布了來自國防部的下列消息:“國防部長今天指示陸軍部,用改進的‘丘比特’-C導彈著手發射一顆地球衛星。”
亨茨維爾的市民們喜氣洋洋,可是,在陸軍彈道導彈局裏,梅達裏斯將軍和布勞恩卻高興不起來。當來自華盛頓的官方指示下達給他們時,並不是像報刊消息裏說的由“陸軍著手發射”,而是要他們“準備發射”。
透露給他們的信息是,華盛頓打算給海軍的“先鋒號”一切可能的機會,直至最後一分鍾。如果由於某種奇跡,海軍的衛星真的發射成功了,“你們就把那些玩意兒放回到架子上去吧!”
梅達裏斯把布勞恩請來,進行了一次長時間的討論,兩人決定以提出辭職向華盛頓施壓。最後,花了不少時間,他們終於得到了發射衛星的任務。
布勞恩得到準許,利用“丘比特”-C火箭發射美國第一顆人造地球衛星“探險者號”,這顆科學衛星將攜帶有計數器和發報機等設備。這種發報機是艾奧瓦州州立大學物理係主任、美國火箭技術專門研究小組成員詹姆斯·範艾倫博士設計的。
範艾倫原來曾經想用新的“先鋒號”火箭把他的輻射測試設備送入軌道,可是好幾次初步試驗都失敗了,“先鋒號”根本就不能用。現在寄托於布勞恩的“丘比特”-C來實現他的夢想。
布勞恩不必檢查他的物力,也不必分析這項工作的要求,就能告訴五角大樓他需要多少時間。從一聽到蘇聯發射人造衛星的消息起,他的腦子裏就已經裝著一份說明亨茨維爾能力的財產清單。從天空中第一次傳來蘇聯人造衛星的“嘟嘟”信號聲起,他已經把該做的工作每一步都反複想過了千百遍。
其實,在布勞恩接到命令,為發射“探險者號”準備“丘比特”-C運載火箭之前,許多基本試驗已經完成,以支持“丘比特”-C火箭進行的一係列“重返大氣層”飛行,這也為此次發射打下了一個良好的基礎。
布勞恩和梅達裏斯共同商量,在梅達裏斯的堅持下,陸軍正式向國防部要求90天的期限。
期限隻有90天,要做的事情很多。
這次發射用的“丘比特”-C多級火箭。第一級是延長了的“紅石”火箭;第二級是一組11台縮小比例的“中士式”發動機;第三級是另一組3台的“中士式”發動機:第四級是一台“中士式”發動機,“探險者號”就固定在第四級前艙艙壁上。
看似簡單的結構,實際幹起來卻是常人難以想象的複雜。
範艾倫的測試設備產生了一大堆新的問題,“丘比特”-C火箭需要做重大改進。在為“丘比特”-C的軌道飛行進行準備的過程中,布勞恩和他的工作人員必須解決的最困難的問題,有些是大多數人從來沒有聽說過的。
另外,“探險者號”所需要的新部件,布勞恩打電話向亨茨維爾倉庫訂貨是解決不了的。這些新部件必須專門製造,其中許多還需要使用新的製造技術。還有,要迅速研製出適合肯尼迪航天中心操作條件的液體火箭燃料快速加注係統,成了一個讓人頭痛的問題。
布勞恩指揮著3200名科學家、工程師和技術人員夜以繼日地工作著。布勞恩命令,探險者計劃的每一項修改都進行徹底試驗,而且都要試驗到十全十美。
布勞恩後來回憶道,在發射第一顆“探險者號”衛星前關鍵性的幾星期內,他常常幾天不回家。“要解決這些問題相當困難,但是最後我們取得了成功。”
期限到了,“把它運到佛羅裏達去,” 布勞恩非常滿意地說,“可以發射了。”
1958年1月31日,在佛羅裏達州的卡納維拉爾角,巨大的“丘比特”-C運載火箭高聳入雲,乳白色的殼體在陽光下發出耀眼的光芒。發射場上的人們屏聲靜氣等待點火命令,在華盛頓五角大樓裏等待發射結果的布勞恩緊張得似乎能聽到自己的心跳。
倒計時開始了。4……3……2……1……0!
“探險者號”在轟鳴聲中飛向了天空!
當火箭到達地球上空362千米時,地麵控製站發出一個信號,點燃第二級。第二級11台縮小比例的“中士式”發動機燃燒65秒。隨後,第三級、第四級的發動機被依次點燃。
“探險者號”發射7分30秒後,達到每小時28800千米的軌道速度。
布勞恩覺得,他過去所有的努力也許全都壓縮在這短短的8分鍾裏了,但是在焦急的等待中,這8分鍾似乎比8年還長!
在這曆史性的8分鍾裏,他變得極為不安,他可以聽到自己的心髒跳得很快。這8分鍾是在五角大樓通信室牆上一座大鍾的“滴答”聲中度過的,還伴有蟲鳴和電傳打字電報機、編碼機的“嗒嗒”聲。
布魯克部長、少數經過挑選的將軍和幾位陸軍高級科學家焦急不安地等待著。此時,正在佐治亞州的奧古斯塔和朋友心不在焉打著橋牌的艾森豪威爾正等著成功的消息,然後這位美國總統就可以向全世界宣布:我們也發射了衛星。
火箭飛行順利的消息傳到五角大樓後,稍有些放鬆的布勞恩迅速地做了一些計算,對布魯克部長和其他人說,如果“探險者號”進入軌道,它將繞地球運行,剛好在106分鍾後掠過加利福尼亞海岸上空。聖迭戈的月球觀察站做好了一切準備,準備在上午12時41分收聽“探險者號”的無線電“嘟嘟”信號。
隻剩下幾分鍾了。12時40分,威廉·皮克林博士給聖迭戈方麵打了一個電話,詢問有沒有聽到來自衛星的聲音。回話是沒有聽到。時鍾的細長秒針走到12時41分了。
“你聽到了沒有?”皮克林繼續問道。
“沒有,先生。”
兩秒鍾過去了,整整一分鍾過去了。
“現在聽到了沒有?”皮克林不耐煩地大聲問。
“沒有,先生。”
“怎麼搞的,”皮克林對著話筒喊道,“你為什麼會聽不見呢?”
布魯克把頭轉向布勞恩。“韋納,”他的嗓子有些發幹,用微弱的嗓音說道,“這是怎麼回事?”
將軍們騷動起來,他們的眼睛都盯著布勞恩,開始互相探詢:“怎麼回事?”過了一會兒,他們的聲音逐漸消失。
一陣靜默之後,手裏拿著電話聽筒的皮克林激動地高聲喊道,“他們聽到了!韋納,他們聽到了!”
布勞恩看了一下自己那隻大手表,長長地舒了一口氣,說:“晚了8分鍾,真有意思。”
布魯克和將軍們紛紛來跟布勞恩緊緊地握手。有人給總統那裏通了一個電話,艾森豪威爾總統說了聲對不起,便離開了橋牌桌,對著擺好的話筒宣布:“美國已經成功地把一顆科學地球衛星送入地球軌道。這是我們參加國際地球物理年活動的一個組成部分。”話音裏充滿了自豪。
亨茨維爾街道載歌載舞;《時代》雜誌編輯在拚命地趕寫一篇詳盡的、以布勞恩為封麵圖片的報道;白宮準備舉行盛大儀式,在這個儀式上,艾森豪威爾總統將向布勞恩頒發美國公民服務獎;美國全國各地都安排了慶祝活動……
韋納·馮·布勞恩博士成了一個民族英雄。
1958年8月1日,雷德斯通兵工廠司令官、已升任少將的托夫托伊離開亨茨維爾,到馬裏蘭州去指揮陸軍的阿伯丁試驗場。亨茨維爾新老公民在大泉公園為他立了一座紀念碑,並在紀念碑的揭幕儀式上向他表示敬意。
托夫托伊在答詞中說,他在軍隊裏服役36年,從來沒有看到過像亨茨維爾這樣好的社群關係。談到紀念碑時,他說:“我把那塊碑看成我們團結的標誌。你們這座城市充滿活力,很有進取心,最接近航天時代。”
“感謝布勞恩博士帶給我們的榮耀!”他最後說。
進入航空航天局
第一顆人造衛星“探險者號”成功發射以後,美國的空間技術應該朝著哪個方向發展?在之後的幾星期乃至幾個月中,對這個問題有著不少爭論。不過,可以確定的是兩個超級大國正在進行一場白熱化的競賽。
布勞恩提出,美國應該立即著手發展大型航天器,而且越來越多的人開始讚同他的想法了。
“你認為我們還要多長時間才能趕上蘇聯人?”在全國的電視和廣播節目中,人們常常向火箭專家們提出這個問題。
1958年7月18日,國會通過了國家航空航天法,美國正式成立了航空航天局。該局將把國家航空谘詢委員會吸收進去,並負責“一切空間活動,除了與軍事需要密切相關的計劃以外”。
活躍的共和黨人、克利夫蘭凱斯理工學院的基思·格倫南被任命為航空航天局局長,他以前曾經是原子能委員會的成員,很受尊敬但是不問政治。德賴登被任命為副局長。
根據國家航空航天局的計劃,該局將吸收國家航空谘詢委員會的8000多名雇員和一億多美元撥款。它接管了“先鋒號”計劃、“探險者”計劃和噴氣推進實驗室所提供的各種服務。
當時,在征服宇宙空間方麵,空軍、海軍和布勞恩所在的陸軍都提出了各自的計劃。但是,最終都被頂了回去,因為艾森豪威爾和他的顧問們確信,在載人宇宙飛行方麵,軍方起不了多大作用。
航天法通過以後,德賴登提交了一份備忘錄,補充道,“指定國家航空航天局朝著載人衛星計劃的方向發展,是符合總統給國會的資詢文件精神的,是和國家航空航天法的有關章節一致的。”
從那時起到8月20日的某一個時候,艾森豪威爾作出了決定,他把發展載人宇宙飛行的任務分配給國家航空航天局。
國家航空航天局獲準開始進行名為水星計劃的載人航天冒險,主要是因為艾森豪威爾總統堅持“空間為和平服務”的政策。多數國會議員、他最親密的顧問,可能還有絕大多數公眾,都讚同他的政策。
國家航空航天局開創之時,布勞恩團隊正在加緊繼續進行“探險者”計劃。他們得到指示,在陸軍彈道導彈局用完它剩下的幾枚“丘比特”-C以後,高級研究工程局將要求亨茨維爾的團隊用功率更大的“天後2號”另行發射探測器和人造衛星。
在一係列探險者衛星的發射中,除“探險者2號”沒有獲得成功外,“探險者3號”飛行3個月後於1958年七八月間重返大氣層,運行5500萬千米。這顆衛星還載有宇宙射線強度測量設備,發現了輻射帶,成為國際地球物理年最傑出最激動人心的成就。
“探險者4號”是陸軍彈道導彈局於1958年 7月26日發射的,在軌道上運行452天,26億千米,於1959年10月重返地球大氣層。這顆17000克重的衛星載有4個輻射計數器,為輻射區的分布和能級提供了許多極好的資料。
1958年12月,陸軍噴氣推進實驗室和範艾倫的聯合研製團隊用“天後2號”火箭首次嚐試登月。這種航天器叫做“先驅者3號”,因為終點速度比預計的低3%,未能到達月球,因而成了一個月球探測器。但是盡管如此,它還是一項偉大的科學成就,因為它提供了10萬千米高空輻射強度的珍貴資料,並且證明了有兩個明顯很強的輻射帶的存在。
1959年3月進行的第二次嚐試,即“先驅者4號”,從各個方麵看,它都取得了圓滿成功。它以60000千米的距離經過月球,成為美國進入繞太陽永久行星軌道的第一顆衛星。
1959年5月28日,在前一年底載小鼠猴飛行失敗後,“丘比特”火箭第二次載著猴子起飛,這一枚“丘比特”火箭的頭錐裏還載著一些生物醫學和生物物理標本。這一次,回收取得了圓滿成功。
1959年10月13日,陸軍彈道導彈局遵照國家航空航天局的指示,發射“探險者7號”衛星。衛星重量約42千克,包含7項重大科學實驗,是布勞恩團隊的約瑟夫·貝姆設計和研製的。到當時為止,是世界發射的最複雜、提供資料最多的航天器。“探險者”基本上都是以“紅石”火箭為基礎的舊式“丘比特”-C送入軌道的,而“探險者7號”是用新的、功率更大的“天後2號”火箭發射的。
布勞恩團隊的能力和反複發射衛星成功的記錄表明,新成立的國家航空航天局遲早會吸收他們進來,隻不過是一個時間問題。
其實,國家航空航天局在1958年下半年已經做出過這樣的行動。經過反複的較量之後,陸軍被迫放棄了由加利福尼亞理工學院管理的噴氣推進實驗室,可是對亨茨維爾布勞恩的團隊卻死死抓住不放。
一年以後,國家航空航天局局長格倫南再度嚐試,這一次他取得了成功。國家航空航天局答應陸軍,要幫助搞一個新的陸軍導彈發展團隊,即使布勞恩團隊從陸軍轉入國家航空航天局以後,也還是要繼續完成“潘興”導彈係統的研製任務。
格倫南得到一個綜合性的航天火箭研製團隊和亨茨維爾的大量設備以後,決定改造他自己的華盛頓總部的結構,以適應整個國家航空航天局大大擴大了的任務,同時也是為了解決各研究中心在研製新的大型火箭過程中產生的許多管理問題。
布勞恩團隊和國家航空航天局密切結合在一起,給雙方都帶來好處。布勞恩說,他對這一次轉讓“完全滿意”。1960年2月8日,他還督促國會盡快批準總統的行動。
布勞恩誇獎國家航空航天局一接收龐大的土星計劃,就立即作出“明確的決定”。他說,在“土星號”上麵各級的問題上,他的團隊和航天局很快達成了“一致的決議”。
1960年3月15日,總統關於把陸軍彈道導彈局發展管理處轉讓給國家航空航天局的命令生效。國家航空航天局新的運載火箭係統的全部技術和管理任務全部分配給了亨茨維爾中心。
這些係統是“阿特拉斯—阿吉納”、“雷神—阿吉納”和“阿特拉斯—半人馬座”,當時進展都不大。此外,亨茨維爾當然還要繼續負責它自己的新式大型運載火箭“土星號”。
“土星號”火箭的第一級在亨茨維爾作為一項內部發展計劃正在穩步進行之中,上麵各級已經由工業界承包。完整、綜合、多級的土星係統的技術指導任務也已經交托給布勞恩的團隊,這項任務幾乎比所有其他任務都要艱巨。
布勞恩作為新的國家航空航天局亨茨維爾中心的主任,必須在兩個方向上發展他的機構。第一,他必須對行政和技術支持的各環節做全麵補充,從人事部門到發動機的集中控製,這些工作過去一直是由陸軍負責的;第二,他必須加強那些負責處理與工業界的合同問題的機構。
他手下的人對這方麵的工作並不生疏,因為即使在過去,他們也常常盡可能多地向工業界購買火箭元件,如火箭發動機、遙測發射機和無數其他項目。但是將來在亨茨維爾,同內部工作比較起來,外部工作將會比過去更加受到注重。
就在把亨茨維爾機構轉讓給國家航空航天局的命令生效時,格倫南宣布,這一新的中心改名為喬治·馬歇爾航天中心,以紀念這位偉大的將軍、國務卿和諾貝爾和平獎獲得者。這位將軍曾以提出第二次世界大戰後美國對被戰爭破壞的西歐各國進行經濟援助,協助重建的“馬歇爾計劃”而聞名世界。
研製成功“土星號”
1959年末,因為大選之年臨近,公眾對蘇聯不斷取得的空間成就和所謂“導彈差距”越來越擔心,那時候有關部門對土星計劃的態度也開始發生轉變。
1960年7月1日預算局為土星計劃撥款14億美元。國家航空航天局局長格倫南博士說服總統又為土星預算追加1億美元,布勞恩非常興奮,他表示,這一下真的“可以大幹一場了”。
布勞恩團隊第一次有了足夠的錢來從事一項像樣的航天計劃。按照進度要求,第一枚“土星號”火箭要在1961年底上天,至1964年初總共要造出10枚。
當時,蘇聯成功發射的深空探測器重量超過一噸,而美國的“先驅者4號”衛星卻小得可以裝在一隻箱子裏。因此,“土星號”也是美國進行有意義的載人航天飛行的主要希望。
布勞恩團隊為了縮短產生大型火箭助推器的時間,提出了發動機組的設想。其實這種設想並不是什麼新東西。當製造一台更大的船用發動機或飛機發動機不可能或不可取時,就使用不止一台發動機來獲得更大的動力。布勞恩隻不過是把這個原則應用到火箭技術上罷了。把一組現有的可靠火箭發動機放在必需的推進劑箱下麵,就可以在最短時間內產生強有力的火箭助推器,這似乎是合乎邏輯的。
但是土星計劃不僅僅是權宜措施。因為它將要完成的任務範圍很廣泛,甚至在一兩台發動機發生故障的情況下還要繼續飛行,所以發動機組的設想將大大提高載人宇宙飛行的安全和可靠程度。多發動機的船隻和飛機,其可靠性必然大大提高,這是大家公認的。
“土星號”火箭這一空間龐然大物,身世可以一直追溯至它的祖先——赫赫有名的V-2.因為從某種意義上說,8台H-1發動機隻不過是把布勞恩及其德國同事在佩內明德研製出來的發動機加以重新裝配、大大加大功率、大大簡化和大大改進而已。
美國頭一批改進型的V-2發動機用在北美航空公司的“納瓦霍l號”導彈和布勞恩的“紅石”火箭上。它仍然具有V-2發動機的一切主要特點,如渦輪驅動的燃料和液氧泵、過氧化氫渦輪傳動裝置、用75%的酒精作為燃料以及複壁燃燒室等。甚至連平頂噴射頭也是根據在佩內明德廣泛試驗過的一個模型仿造的。
經過將近8年係統的艱苦努力,洛克達因發動機有了許多重大改進。用煤油代替酒精,增加了燃燒室的壓力,推進劑效率也增加25%左右。這一係列改進的結果,產生了為“丘比特”、雷神和阿特拉斯提供動力的洛克達因S-3發動機。
在國家航空航天局新的上司領導下,布勞恩火箭團隊負責管理所有的大型空間運載工具計劃,甚至連軍方都不準使用。
他的未來計劃處變得十分繁忙,要進行一係列的調查,研究如何把新的68萬千克推力的洛克達因F-1火箭發動機集成一束,為一台新的龐大無比的超級助推器提供動力;如何把這種助推器的設想和國家航空航天局與原子能委員會旨在把該火箭發動機用於上升到超級助推器級或深空推進係統的聯合計劃結合起來。