火箭

前言

世界上很難說有什么事情是絕對(duì)不可能的，因?yàn)樽蛱斓膲?mèng)想不僅是今天的希望，而且也是明天的現(xiàn)實(shí)?！_伯特·哈金斯·戈達(dá)德“太空先鋒”是一套綜合性的科普讀物。它不僅向人們介紹了眾多科學(xué)原理和科技實(shí)踐活動(dòng)，還向人們介紹了太空科技對(duì)現(xiàn)代人類社會(huì)的諸多影響。實(shí)際上，太空科學(xué)涵蓋了許多不同學(xué)科的科學(xué)探索。例如，它涉及利用火箭推進(jìn)原理并使航天器進(jìn)入外層空間的發(fā)射裝置；又如，它還涉及在太空中或在其他星球上執(zhí)行航天任務(wù)的各種航天器；此外，它還會(huì)涉及執(zhí)行一系列航天任務(wù)的航天器上所搭載的各種實(shí)驗(yàn)設(shè)備和宇航員。人類正是通過這些設(shè)備和宇航員實(shí)現(xiàn)了各項(xiàng)航天目標(biāo)。在太空時(shí)代，與火箭有關(guān)的航天技術(shù)不斷地幫助人類實(shí)現(xiàn)新的夢(mèng)想。本系列叢書向人們介紹了與上述技術(shù)相關(guān)的人物、事件、發(fā)現(xiàn)、合作和重要實(shí)驗(yàn)。同時(shí)，這些科普讀物還向讀者介紹了火箭推進(jìn)系統(tǒng)是如何支持人類的太空探索和航天計(jì)劃的。這些計(jì)劃已經(jīng)改變了人類文明的發(fā)展軌跡。在未來的日子里，它們將繼續(xù)影響人類文明的發(fā)展軌跡。人類航天技術(shù)的發(fā)展史是與天文學(xué)的發(fā)展史和人類對(duì)航天飛行的興趣密不可分的。許多古代民族針對(duì)夜空里出現(xiàn)的奇異光線創(chuàng)作出流傳千古的神話傳說。例如，根據(jù)古希臘神話傳說中關(guān)于伊卡羅斯和代達(dá)羅斯編寫的故事：從前，有一位老人，他非?？释麛[脫地球引力的束縛，在天空中自由地飛翔。自從人類社會(huì)進(jìn)入文明時(shí)代以來，巴比倫人、瑪雅人、中國人和埃及人都研究過天空并記載了太陽、月亮、可觀測(cè)的行星和“固定的”恒星的運(yùn)動(dòng)過程。任何短暫的天文現(xiàn)象，例如彗星的經(jīng)過、日食的出現(xiàn)或超新星的爆炸，都會(huì)在古代人類社會(huì)中引起人們的不安。人類的恐懼不僅僅是由于這些天文現(xiàn)象看上去十分可怕，而且是由于在當(dāng)時(shí)這些天文現(xiàn)象既是無法預(yù)測(cè)的又是無法解釋的。古希臘人和他們的“地心說”理論對(duì)早期天文學(xué)理論和西方文明的出現(xiàn)都產(chǎn)生了重大的影響。在大約公元前4世紀(jì)的時(shí)候，古希臘的眾多哲學(xué)家、數(shù)學(xué)家和天文學(xué)家分別系統(tǒng)地闡述了“地心說”的宇宙理論。根據(jù)他們的理論，地球是宇宙的中心，其他的天體都在圍繞地球進(jìn)行運(yùn)行。在大約公元150年的時(shí)候，古希臘最后一位偉大的天文學(xué)家托勒密對(duì)“地心說”理論進(jìn)行了加工潤(rùn)色，從而形成了一套完整的思想體系。在接下來相當(dāng)長(zhǎng)的歷史時(shí)期內(nèi)，這一思想體系一直在西方社會(huì)擁有權(quán)威的地位。16世紀(jì)，尼古拉斯·哥白尼提出了“日心說”的理論，從而結(jié)束了“地心說”長(zhǎng)期以來對(duì)人們思想的統(tǒng)治。17世紀(jì)，伽利略和約翰尼斯·開普勒利用天文觀測(cè)證明了“日心說”理論。同時(shí)，他們所進(jìn)行的天文觀測(cè)也為科學(xué)革命的到來奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。17世紀(jì)的晚些時(shí)候，艾薩克·牛頓爵士最終完成了這場(chǎng)科學(xué)革命。牛頓在著名的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書中系統(tǒng)地總結(jié)了基本的物理學(xué)原理。利用這些原理，人們可以解釋眾多天體是如何在宇宙中進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的。在人類科學(xué)發(fā)展史上，牛頓的地位是他人無法超越的。18世紀(jì)和19世紀(jì)的科學(xué)發(fā)展為航天技術(shù)在20世紀(jì)中葉的出現(xiàn)打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。正如本系列叢書所講述的那樣，航天技術(shù)的出現(xiàn)從根本上改變了人類歷史的發(fā)展進(jìn)程。一方面，帶有核彈頭的現(xiàn)代軍用火箭使人們不得不重新定義戰(zhàn)略戰(zhàn)爭(zhēng)的本質(zhì)。實(shí)際上，人類在歷史上第一次研發(fā)出可以毀滅自身的武器系統(tǒng)。另一方面，科學(xué)家們可以利用現(xiàn)代火箭技術(shù)和航天技術(shù)將機(jī)器人探測(cè)器發(fā)射到(除了體積較小的冥王星以外)所有太陽系的主要行星上，從而使那些遙遠(yuǎn)而陌生的世界在人們的眼中變得像月球一樣熟悉。航天技術(shù)還在“阿波羅號(hào)”成功登月的過程中發(fā)揮了關(guān)鍵的作用。成功登月是人類迄今為止所取得的最偉大的科學(xué)成就。20世紀(jì)初，俄羅斯的航天預(yù)言家康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基大膽地做出預(yù)言：人類不會(huì)永遠(yuǎn)地被束縛在地球上。當(dāng)宇航員尼爾·阿姆斯特朗和埃德溫·奧爾德林在1969年7月20日踏上月球的表面時(shí)，他們也將人類的足跡留在了另一個(gè)星球上。在經(jīng)過幾百萬年漫長(zhǎng)的等待以后，隨著生命的不斷進(jìn)化，終于有一種高級(jí)的生命形式實(shí)現(xiàn)了從一個(gè)星球到另一個(gè)星球的遷移。在宇宙長(zhǎng)達(dá)140億年的歷史當(dāng)中，這種遷移是第一次發(fā)生嗎？或許，正如許多外空生物學(xué)家所說，高等生命形式在不同星球之間的遷移是各大星系內(nèi)部經(jīng)常發(fā)生的現(xiàn)象。當(dāng)然，對(duì)于上述觀點(diǎn)，科學(xué)界目前尚無定論。不過，科學(xué)家們正在航天技術(shù)的幫助下，努力在其他星球上尋找各種生命形式。有趣的是，隨著航天技術(shù)的不斷發(fā)展，宇宙既是人類太空旅行的目的地，又是人類命運(yùn)的最終歸宿?！疤障蠕h”系列叢書適合所有對(duì)太空科技、現(xiàn)代天文學(xué)和太空探索感興趣的年輕讀者。

內(nèi)容概要

本書是一部有關(guān)火箭技術(shù)史的科普類讀物，作者從技術(shù)、政治、軍事及民用等不同的視角，對(duì)火箭的起源、發(fā)展和未來進(jìn)行了簡(jiǎn)明扼要的客觀概述，同時(shí)書中對(duì)火箭在各個(gè)歷史階段所涉及的一些重要人物、事件和相關(guān)知識(shí)也作了介紹。本書不僅采用通俗易懂的文字?jǐn)⑹?，而且還通過大量的圖片，對(duì)有代表性的現(xiàn)有火箭及與火箭相關(guān)的主要內(nèi)容作了直觀說明。書中還就未來火箭一些概念性的前沿問題，通過與示意圖相結(jié)合的方式，進(jìn)行了一些具有先導(dǎo)性的探討。希望對(duì)火箭感興趣的廣大讀者通過閱讀該書了解到什么是火箭，火箭是做什么用的，我們?yōu)槭裁匆l(fā)展研制火箭以及火箭的發(fā)展前景等知識(shí)。

作者簡(jiǎn)介

約瑟夫•A.安吉洛(Joseph A.Angelo，Jr.)，博士，退役美國空軍中校，現(xiàn)在是技術(shù)作家。作為洛林斯(Rollins)學(xué)院的一名物理學(xué)兼職教授，他教授天文學(xué)入門課程——“宇宙的演進(jìn)”。安吉洛博士編寫有許多工具書，其中包括The Facts on File出版公司出版的《太空和天文學(xué)手冊(cè)》和著名的《太空與天文學(xué)百科全書》。

書籍目錄

主譯的話前言鳴謝簡(jiǎn)介◇1  從火箭到火星使命　火藥火箭　威廉·康格里夫爵士（1772－1828）　太空航行的夢(mèng)想和航天學(xué)的產(chǎn)生　儒勒·凡爾納的巨型大炮　康斯坦丁·埃德多維奇·齊奧爾科夫斯基（1857－1935）　世界上第一枚現(xiàn)代彈道導(dǎo)彈　赫爾曼·J.奧伯特（1894－1989）  　冷戰(zhàn)時(shí)期的導(dǎo)彈競(jìng)賽和航天時(shí)代的到來　到月球、火星及其他星體◇2  火箭推進(jìn)的基本原理　火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的物理原理　火箭與牛頓定律　艾薩克·牛頓爵士（1642－1727）　牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律　牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律　比沖（符號(hào)：Isp）　牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律　基本火箭科學(xué)　固體推進(jìn)劑化學(xué)火箭　液體推進(jìn)劑火箭◇3  火箭式飛機(jī)的先驅(qū)　起飛輔助火箭　馮·卡門（1881－1963）　梅塞施米特163　以火箭為動(dòng)力的X－1研究機(jī)　X－15火箭式飛機(jī)◇4  軍事導(dǎo)彈和火箭　導(dǎo)彈　各種大小不同的戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈　空對(duì)空導(dǎo)彈　空對(duì)地導(dǎo)彈　地對(duì)空導(dǎo)彈　反導(dǎo)彈導(dǎo)彈　巡航導(dǎo)彈　彈道導(dǎo)彈　彈道導(dǎo)彈——一場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)革命◇5  航天運(yùn)載火箭　航天運(yùn)載火箭的起源　沃納·馮·布勞恩（1912－1977）  　謝爾蓋·科羅廖夫（1907－1966）　宇宙神運(yùn)載火箭　德爾它運(yùn)載火箭　土星運(yùn)載火箭　偵察兵運(yùn)載火箭　大力神運(yùn)載火箭　美國空間運(yùn)輸系統(tǒng)　聯(lián)盟號(hào)運(yùn)載火箭　質(zhì)子號(hào)運(yùn)載火箭　阿麗亞娜運(yùn)載火箭◇6  發(fā)射場(chǎng)　發(fā)射場(chǎng)的功能　取消、事故、火箭飛行航區(qū)安全　主要發(fā)射場(chǎng)　卡納維拉爾角空軍站　肯尼迪航天中心　卡納維拉爾角——通往恒星之路　范登堡空軍基地　沃洛普斯飛行中心　拜科努爾航天發(fā)射場(chǎng)　圭亞那航天中心◇7  上級(jí)運(yùn)載火箭和軌道轉(zhuǎn)移航天器　上級(jí)運(yùn)載火箭　軌道轉(zhuǎn)移航天器　霍曼轉(zhuǎn)移軌道　阿金納上級(jí)火箭　半人馬座運(yùn)載火箭　慣性上級(jí)◇8  探空火箭　現(xiàn)代探空火箭　世界各地的探空火箭發(fā)射場(chǎng)　宇宙空間從哪里開始　空蜂探空火箭和星蜂探空火箭　超阿卡斯探空火箭　白羊座探空火箭　黑雁探空火箭◇9  到火星及火星以外星體的核火箭　熱核火箭工程　“漫游者計(jì)劃”　核火箭研究站　“冥王星計(jì)劃”　21世紀(jì)的核火箭◇10  用于深空探測(cè)任務(wù)的電推進(jìn)系統(tǒng)　電推進(jìn)的基本原理　“深空－1號(hào)”　核電推進(jìn)系統(tǒng)◇11  21世紀(jì)先進(jìn)的推進(jìn)系統(tǒng)　演進(jìn)的一次性運(yùn)載火箭　可重復(fù)使用運(yùn)載器　炮式入空　激光推進(jìn)系統(tǒng)　太陽帆　等離子帆　氣動(dòng)力俘獲◇12  恒星際探測(cè)器和恒星際飛船　恒星際探測(cè)器　相對(duì)論　恒星際飛船　脈沖核裂變發(fā)動(dòng)機(jī)（“獵戶座計(jì)劃”）　脈沖核聚變系統(tǒng)（“代達(dá)羅斯計(jì)劃”）　恒星際沖壓噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)　光子火箭　超空間、蟲洞和時(shí)空連續(xù)一體的操縱◇13  結(jié)語大事年表譯者感言

章節(jié)摘錄

◇1 從火箭到火星使命火箭技術(shù)是指制造火箭的藝術(shù)。并且體現(xiàn)與火箭相關(guān)的工程科學(xué)學(xué)科——包括有關(guān)火箭的一系列理論、研究、開發(fā)、試驗(yàn)及應(yīng)用。本章探討火箭的演進(jìn)發(fā)展過程?；鸺?jīng)過了從古代中國用于恐嚇敵軍部隊(duì)的原始的火藥裝置，到能夠把人類送上月球、把科學(xué)儀器發(fā)射到整個(gè)太陽系以及太陽系以外其他天體上的尖端復(fù)雜的反作用推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展過程?；鹚幓鸺鶕?jù)史書記載，中國是最早在軍事上使用火藥火箭的民旅，他們稱之為火箭。例如在開封府戰(zhàn)役（公元1232年）中?；鸺龓椭袊鸪孀遘婈?duì)擊退了蒙古族的入侵軍隊(duì)?！盎鸺?firearrow)是捆綁在一根細(xì)長(zhǎng)竹竿上的早期火藥火箭。中國人在1千年前就發(fā)明了這種裝置，并用于迷惑、恐嚇敵人部隊(duì)。古代中國究竟是在什么時(shí)候首次有了制造火箭的思想目前還不清楚。一些科學(xué)史學(xué)家認(rèn)為，中國化學(xué)家在公元1世紀(jì)時(shí)已經(jīng)按配方制造出了火藥。

編輯推薦

《太空先鋒·火箭》中插有75幅黑白照片和結(jié)構(gòu)原理示意圖，附有太空天文探測(cè)器研發(fā)大事記。對(duì)所有希望了解太空知識(shí)和航天技術(shù)的高中學(xué)生、教師和廣大讀者來說，"太空先鋒"系列叢書具備最好的科學(xué)性、可讀性和趣味性?！疤障蠕h”是一套前沿科普讀物，由6冊(cè)組成。本套叢書論述了航天技術(shù)的科學(xué)原理、技術(shù)應(yīng)用及對(duì)社會(huì)的影響。這套叢書對(duì)改變并將繼續(xù)改變太空技術(shù)和空間探索歷程的科學(xué)家、重大事件、關(guān)鍵性發(fā)明、國際間合作及重要試驗(yàn)等進(jìn)行了精彩的描述?！短仗煳奶綔y(cè)器》是“太空先鋒”叢書中的一本，該書引人人勝地描述了與太空科技有關(guān)的歷史事件科學(xué)原理和科學(xué)突破。正是它們使復(fù)雜的運(yùn)行天文臺(tái)從根本上改變了人們對(duì)宇宙的理解。書中的知識(shí)窗向讀者闡明了一些基本的科學(xué)原理和天文觀測(cè)技術(shù)。同時(shí)，《太空先鋒·火箭》還介紹了著名物理學(xué)家和著名天文學(xué)家的生平。通過閱讀這些傳記，讀者可以了解人類在天文探測(cè)器發(fā)展的不同階段所付出的艱辛努力。

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