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一群“疯子”缔造传奇实验室

2020-06-19刘致用

科学之谜 2020年4期
关键词:卡门喷气疯子

刘致用

火箭小组的部分成员

钱学森一家

他们把宿舍楼炸塌了!

1936年的一天,美国加州理工学院宿舍楼内,有几名学生正兴致勃勃地准备进行一个有关火箭研究的实验。这几名学生称自己的小团队为“火箭小组”,凭着对火箭推进这一新技术的热爱,他们聚集在了一起。当他们集体出现的时候,同学们不会说:“看!火箭小组来了”,而是会说:“那群疯子又来搞事了!”

是的,你没听错——“火箭小组”在同学们眼中就像一群“疯子”。他们有多疯狂呢?“火箭小组”进行的火箭实验隔三差五就发生各种形式的爆炸!但是他们还是若无其事地频繁进行实验,好像认为自己不会受伤。于是他们得到了一个更为“贴切”的组名——“自杀小队”。

实验开始了,一切进行顺利。“自杀小队”成员中的有些人开始欢呼,有些人则开始鼓掌,但眼看着自己的实验就要顺利完成时,令人傻眼的一幕瞬间发生了——轰隆一声巨响,实验设备发生了爆炸,宿舍楼的墙被炸塌了!宿舍楼被炸毁了,这可是个大新闻。先前,校方早就听说了“自杀小组”的“斑斑劣迹”,现在又发生这么大的事故,出于安全考虑,校方决定禁止“火箭小组”在校内进行火箭实验。但是“疯子”们可不愿意放弃自己痴迷的火箭工作,经过和校方商讨,“火箭小组”的实验地点被转移到了圣加布里埃尔山旁边的一个偏僻地区,也就是喷气推进实验室现在所在的地方。

其实,“火箭小组”绝非同学眼中的一群胆大的“疯子”那么简单,这群人才华卓著,他们与其导师冯·卡门后来都成为了美国航空航天事业的奠基人。

几年之后,“火箭小组”终于获得成功,1941年,他们公开向美国陆军演示了第一架由火箭辅助飞机起飞的过程。由于技术的进步以及战争的需求,火箭推进项目开始得到美国陆军的赞助,“火箭小组”的实验室规模逐渐变大。

1943年,美军情报部门探知德军正在德国境内建立大规模的火箭发射基地,美军迅速找到“火箭小组”并委以重任,“火箭小组”的实验室正式成为国家级实验室——喷气推进实验室。

我国“导弹之父”竟是这群“疯子”之一

细心的人会发现,1943年起,从喷气实验室发出的众多文件右下角的签名中,经常会出现一个极具中国特色的拼音名——Qian XueSen,翻译成中文就是钱学森。有些同学会问:钱学森先生是我国著名的“导弹之父”,怎么会在美国的喷气推进实验室任职?你绝对想不到,钱学森不仅是“火箭”小组的成员,也是名副其实的喷气推进实验室的几名核心创始人之一。喷气推进实验室建立后,下设弹道、材料、喷气、结构四个研究组,当时已是世界著名的空气动力学专家、创有卡门-钱公式的钱学森担任了喷气研究组的组长。

喷气推进实验室设计的好奇号漫游车

喷气推进实验室外景

在户外模拟的火星环境下测试火星漫游车

那么,钱学森与美国加州理工学院有着什么样的渊源,又为什么成为“火箭小组”的成员呢?

原来钱学森感慨于祖国航天领域的落后,在1934年本科毕业后考取了清华大学第七届庚子赔款留美学生的名额,于1935年9月进入美国麻省理工学院航空系学习。仅一年,钱学森就获得了麻省理工学院航空工程硕士学位。研究生毕业后,钱学森向世界著名的航天工程学家——加州理工学院的冯·卡门教授咨询进一步学习的建议。在谈话中,冯·卡门被钱学森嚴谨而敏捷的思维所吸引,迫不及待地将其招入门下。很快,钱学森成为了冯·卡门最为出色的学生。

1936年,钱学森到加州理工学院后不久,便迷上了冯·卡门的另一名学生弗兰克·马利纳和冯·卡门的同事杰克·帕森斯等人正在钻研的火箭技术。不久后,“火箭小组”成立了,钱学森是最初的6名组员之一。1939年,钱学森取得博士学位,钱学森的才华也开始在世界舞台上展现。二战期间,钱学森和同事协助美国军方设计了多款火箭系统,甚至还参与了美国制造原子弹的“曼哈顿计划”。1947年,年仅37岁的钱学森就已经在麻省理工学院担任正教授了。

1949年,新中国成立,中美开始交恶。钱学森不想再为美国人制造武器来打自己的同胞,但他的归国之路极其坎坷。1955年,被监视了5年之久的钱学森才得以回归故土。有了钱学森,我国导弹、原子弹的发射向前推进了至少20年。

这个实验室是人类太空事业的先驱

20世纪50年代以后,喷气推进实验室的主要任务便是航空航天探索。1958年,喷气推进实验室开始隶属于美国国家航空航天局,承担宇航局的各项任务,但行政上仍由加州理工学院管理。

噴气推进实验室在航空航天领域可谓是大名鼎鼎——实现人类第一次登陆月球计划的阿波罗系列载人航天飞船的设计灵感,便来自于喷气推进实验室所设计的飞船模型。喷气推进实验室的成就远不止如此,几十年来,它做过的轰动人类的大事确实太多了。

20世纪60~70年代,美国宇航局发起了一项旨在探索外太空的“水手计划”。“水手计划”里的10艘“水手系列”飞船,全部由喷气推进实验室制造。其中的“水手4号”更是成为了人类第一艘成功到达火星并发回数据的探测器。实际上,单单就火星探索而言,喷气推进实验室就参与了 “火星探路者”“火星漫步者计划”“火星科学实验室”等若干个世界瞩目的探索项目。其中2019年10月,在火星上发现盐水湖痕迹的“好奇号”火星车,也是喷气推进实验室生产的。也许未来人类想去火星旅游,乘坐的就是喷气推进实验室制造的火箭和飞船。

当然,不仅仅是火星探索,喷气推进实验室对于其它行星的探索也做出了不可磨灭的贡献——产自喷气推进实验室的飞船,已经到过太阳系内的其他七大行星。数据表明,从20世纪50年代起,喷气推进实验室至少参与了18个具有重大意义的航空航天任务,可谓是“功勋卓著”。

这是一个有趣的实验室

喷气推进实验室的前身为“火箭小组”,那为什么不叫火箭实验室或者含有火箭两个字的其它名字呢?原来,当美国陆军找到冯·卡门教授要求建立一个火箭研究实验室的时候,他本来也打算运用火箭这两个字作为该实验室名称的开头。但不久后他觉得“火箭”二字不够严肃,于是采用了学术意义更加浓厚的“喷气推进”四个字。虽然,火箭就是利用尾部喷出的气体推动箭身前进的,但是“喷气推进”一词的含义却远远超出了“火箭”一词的范畴,涵盖了其它喷气推进的项目,这体现了冯·卡门教授严谨的治学态度。

喷气推进实验室里面的工作人员都是大牛人,但是你能想象他们也有承受巨大工作压力的时候吗?他们甚至还有点“迷信”呢!这得提到喷气推进实验室的一个有趣的传统,那就是每逢重大的项目的关键时刻——例如火星探测器登陆时,该项目的参与者们便会一起吃花生,因为他们相信花生能给他们带来好运。这是为什么呢?据说是因为当年在某一项任务面临失败的紧要关头,在监控室里的人们为了缓解压力而吃起了花生,而最终这项任务也战胜了困难,于是花生也就成为了他们的“幸运食物”。

组装航天器的实验室

喷气推进实验室的科学家可没有那么刻板,他们有时候甚至化身“文艺青年”,搞起了艺术创作——科学和艺术是相通的,喷气推进实验室有一个专门的艺术工作室,美国国家航空航天局发表的大部分图片,都会经过艺术工作室的处理。艺术工作室里面的人想象力超群,他们甚至会参与科幻电影的制作。也许你看过的很多科幻片的海报,例如科幻影片《巴比伦5号》的海报,就是出自他们之手。

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