2015年4月30日 星期四

火箭科學史

火箭的小傳記
  每次討論到太空探測都離不開太空船與火箭,因此天文學會在每年高雄市科學週都會主辦寶特瓶水火箭製作與發射競賽活動,一方面共襄盛舉推展科普,一方面也滿足會員們的求知需要,除此還有各種場合下許多類似的活動,所以就整理了火箭科學史小故事,期望讓火箭相關科普活動會錦上添花吸引更多人。
  1. 古老的中國有一條龍 它的名字叫火龍

      中國人發明火藥, 火箭是火藥應用之一當然也是中國人的專利。宋代民間已出現了利用燃燒火藥產生的高速氣體推進箭枝的技術,朝廷並加以改進用於軍事,1086年宋朝與西夏蘭州之戰大量使用火箭。到了明朝技術更加提昇,連發數百枝箭的百矢弧箭、百虎齊奔箭逐一出籠,武備志記載如飛空擊賊震天雷炮、神火飛鴉等一些裝置甚至具有飛彈模型 。高雄市科工館內一個明朝發明叫火龍出水,是用於水戰的兩節式火箭,其機制就是現在送太空船上去的火箭一樣,記得有空去瞻仰感慨一番。

  2. 明代有一隻笨鳥 叫萬戶

      明代有一位木匠叫萬戶,喜好鑽研精通製造火箭的技術,他造了一隻” 飛鳥”,飛鳥由一把椅子做主體以火箭為推力,讓人把他綁在椅子上雖然有衝入半空,飛鳥又急速向下墜落,萬戶不幸墜地身亡,成為人類有史以來,第一次以火箭作動力飛向天空的人,國際天文學會將月球上的一座環形山命名為萬戶,以紀念這位勇士.老外的想飛侍從翅膀開始,中國人率先利用反作用力挑戰重力場,又聰明又勇敢。

  3. 太空火箭之父-柴奧爾科斯基

      西元1903年,俄國科學家齊奧爾科夫斯基發表”以噴氣裝置探測宇宙空間”的論文,提出以火箭作為動力航天的思想,並指出由於固體燃料振動太大,無法控制必須使用液體燃料. 他還證明了為脫離地球引力必須使用多級火箭.在他的”在地球之外”這本科學幻想小說裡,他提到了宇航服,太空失重狀態,登月車,他的設想與現代太空技術完全一樣. 可惜在當時沒有得到應有的重視,生前始終沒能親自造出一枚火箭.他的墓碑上刻著這樣一句話:

            ”人類不會永遠將自己束縛在地球上”

  4. 液體火箭的研製成功

       美國人高達德首先研製液體火箭成功.1918年11月,他成功地發射一枚固體火箭,為液體火箭做好了技術準備.1919年,他發表了”到達超高空的方法”,指出火箭可以在沒有空氣的太空中飛行.1926年3月16日,第一枚以液體氧和汽油為燃料的液體火箭在麻省發射成功.

  5. 1943年德國的造出了V-2導彈

      羅馬尼亞出生的德國科學家奧伯特在1923年出版了”向星際空間發射火箭”一書,建立了宇航火箭的數學理論.1929年在高達德試驗的鼓舞下,開始研製液體火箭.1930年,奧伯特的學生馮布勞恩發明了液氧和煤油混合燃料.1933年採用這種混合燃料製成了A-1火箭.到了1942年A-4火箭問世,其速度已達每秒2公里,射程達190公里. 緊接著隔成功造出了V-2導彈,它是在A-4火箭的基礎上改進來的,重約6噸,射程達300多公里,速度是音速的6倍.這隱喻著洲際飛彈的威脅,想想看隔著大海的敵國隨時隨地都有可能丟一個炸彈遠渡重洋炸得你雞犬不寧,那種待宰的恐慌多麼戰慄,上次總統大選時我們領教過中共的導彈搗蛋,二次世界大戰當時德國發明V-2導彈嚇壞了西方聯盟國家。科技文明互動中,戰爭扮演著重要的角色。

  6. 1957年蘇聯發射了第一顆人造地球衛星嚇死老美

      蘇聯在第二次世界大戰後,得到了一些V-2火箭和工廠設備,其科學家在科羅列夫領導下,1956年發射成功了第一枚洲際導彈”蘇聯1號”,使蘇聯的火箭技術領先美國.1957年,他們研製的火箭速度已達每秒8公里,已具有擺脫地球引力飛出地球的軌道速度.1957年10月4日,蘇聯用”蘇聯一號”三級火箭成功地發射了第一顆人造地球衛星.12月4日蘇聯又發射了第二顆人造衛星。想想看天上隨時隨地有一雙眼睛監視著你的一舉一動,甚至可能丟一個石頭砸你,你能不緊張嗎?美國人當時嚇得把教育從頭改起,我們用了二十餘年高中pssc教材(近幾年我們已經修訂,不再採用了)就是當時的產物。

  7. 美蘇的太空競爭

      剛開始由於美國急於求成,1957年12月6日,海軍試發射一顆衛星只上昇了2米就爆炸了.1958年1月31日,由馮布萊恩設計的 ” 丘比特-C ” 將美國的第一顆人造地球衛星”探險者1號”送上軌道.從此美蘇的空間競賽拉開了序幕,到了阿波羅太空船送阿姆斯壯登陸月球,老美終於找回尊嚴。環視目前;太空梭的成功代表搬到太空別墅日子已近。登陸車才去過火星,下次要到土星玩玩。太空船戴著太空望眼鏡翱翔太陽系,大大增廣視野。

               火箭一步一步地實踐人類夢想。
<參考資料>  
“探空火箭”,(光復書局)  
“火箭與太空船”,呂紹鄂著(冠南出版事業有限公司)

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