傳　奇

1959年9月12日，在科學(xué)史上發(fā)生了一件史無(wú)前例、意義重大的事件，這就是蘇聯(lián)的第二個(gè)宇宙火箭飛向月球，更重要的是，這個(gè)火箭在9月14日0時(shí)2分24秒落到月球上。這也是歷史上人類第一次把一個(gè)物體從地球送到另一個(gè)天體上，從此月球上不再只是有幻想中的“嫦娥與吳剛”，而是真正有了人類的標(biāo)志、偉大的蘇聯(lián)送去的禮物。

為了實(shí)現(xiàn)“載人的宇宙火箭飛行計(jì)劃”，需要解決宇宙中廣泛的問(wèn)題，主要是有關(guān)星際空間物理現(xiàn)象的問(wèn)題。毫無(wú)疑問(wèn)，第二宇宙火箭將會(huì)獲得解決這些問(wèn)題的寶貴的資料，特別是對(duì)于將來(lái)人類飛往月球的資料。

那未，月球火箭是怎樣飛行的呢？

火箭在行星間所走的整個(gè)道路分為主動(dòng)段和被動(dòng)段兩段。主動(dòng)段就是當(dāng)有發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)火箭所走過(guò)的道路。在這一過(guò)程中，由于火箭攜帶燃料的減少及火箭一級(jí)一級(jí)的脫離，使得火箭的飛行重量每時(shí)每刻都在改變。被動(dòng)段是當(dāng)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)停車后所走的路程，在這一過(guò)程中，火箭服從于天體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

根據(jù)牛頓引力定理，如果知道空間天體速度的大小和方向，就可以計(jì)算出它的軌道，也就是它在空間所走過(guò)的道路。正因如此，火箭在發(fā)動(dòng)機(jī)停車之后，只要知道它在空間的速度的大小和方向，就可以算出其軌道。但是這種計(jì)算是非常復(fù)雜的，而且要使用近代計(jì)算技術(shù)——電子計(jì)算機(jī)。在火箭發(fā)射之前，要把火箭的各種軌道計(jì)算出來(lái)，其中包括到月球去的軌道。

要從地球飛到月球，首先必須要超過(guò)第二宇宙速即每秒11.2公里的速度，只有這樣，火箭才能克服地球引力的束縛，成為自由的天體飛入宇宙空間。其次要求火箭飛近月球或“命中”月球，就必須要求非常準(zhǔn)確的操縱。

大家都知道，在飛馳前進(jìn)的車上高度準(zhǔn)確地?fù)糁信苈够蛟陲w機(jī)上擊中前進(jìn)中的敵機(jī)是不容易的。射擊這些活動(dòng)的物體不能直接瞄準(zhǔn)，要根據(jù)行進(jìn)中物體的速度、方向和高度來(lái)瞄準(zhǔn)離它前面的某一點(diǎn)，這一超前的距離在行話中就是所謂前置角或前置量。而地球除自轉(zhuǎn)外，還以每秒30公里的速度繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)；月球也隨著地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)還以約每秒一公里的速度繞地球轉(zhuǎn)；地球與月球的平均距離為三十八萬(wàn)四千四百公里。在這兩個(gè)具有復(fù)雜運(yùn)動(dòng)而相距又是那么遠(yuǎn)的天體，要從一個(gè)天體上發(fā)出火箭擊中另一天體，是一件非常了不起的事件。應(yīng)該提到一點(diǎn)，火箭在飛行中速度是變化的，這給發(fā)射和控制帶來(lái)更嚴(yán)格的要求。根據(jù)計(jì)算，要碰到月球，速度誤差不能超過(guò)萬(wàn)分之幾，速度方向的誤差也不能相差0.1度。發(fā)射的時(shí)間也不能相差幾秒鐘。如果在發(fā)射火箭時(shí)沒(méi)有完善的自動(dòng)操縱設(shè)備，如果不對(duì)火箭進(jìn)行準(zhǔn)確的控制，是不可能達(dá)到這樣高的精確度，也就不能射中月球。

火箭的軌道與距離不長(zhǎng)的主動(dòng)段很有關(guān)系。正確地、最有利地選擇宇宙飛行的軌道具有非常重要的意義。

月球火箭的飛行，必需要考慮到地球引力和月球引力的作用，因?yàn)檫@些引力引起復(fù)雜的問(wèn)題。例如，根據(jù)計(jì)算，對(duì)于飛向月球，在200公里的高度(在這高度上，大氣密度很低，而第二宇宙速度比在地球表面低)發(fā)射火箭，當(dāng)速度在每秒10.8489公里以下時(shí)，火箭就不能到達(dá)月球，一定被地球吸引回來(lái)；當(dāng)速度在每秒10.8497公里以上時(shí)，它將離開(kāi)月面而成為行星。要想火箭繞過(guò)月球而后回來(lái)，或者哪怕是短暫的成為月球的衛(wèi)星，火箭的速度必須在上述兩速度之間。起飛速度差不多為每秒11公里，而誤差不得超過(guò)0.08米，也就是說(shuō)要準(zhǔn)確到萬(wàn)分之幾。僅這一點(diǎn)，就足可以說(shuō)明考察宇宙的艱巨性。

宇宙中的所有天體，都和地球一樣有引力。這引力的大小與天體本身的質(zhì)量成正比，與物體和天體的距離的平方成反比。也就是說(shuō)，在同一個(gè)天體引力場(chǎng)內(nèi)，距離天體愈遠(yuǎn)所受的引力愈小。在地球與月球之間的物體如飛向月球的火箭同時(shí)受到兩者引力的作用。由于月球質(zhì)量比地球小81倍，在同樣距離時(shí)，月球引力比地球引力小81倍。所以當(dāng)火箭距離地球的距離為月球的9.倍時(shí)(92=81)，月球和地球給于火箭的引力相等。因此在地球與月球之間可找到一引力大小相等、方向相反的點(diǎn)，這點(diǎn)叫做“引力中和”點(diǎn)。過(guò)了“引力中和”點(diǎn)而靠近月球區(qū)，地球的引力小于月球的引力。這個(gè)區(qū)就是月球區(qū)。

對(duì)于火箭運(yùn)行的軌道來(lái)說(shuō)，問(wèn)題是很復(fù)雜的。離地球越遠(yuǎn)計(jì)算越困難。若是飛向月球的火箭，它必須通過(guò)“引力中和”點(diǎn)，這里火箭好像處在“毫無(wú)影響”的情況下，顯然，給計(jì)算會(huì)帶來(lái)更大的困難。但是，飛到月球的第二個(gè)宇宙火箭，說(shuō)明了蘇聯(lián)已經(jīng)克服了計(jì)算中的復(fù)雜困難。

蘇聯(lián)的第二個(gè)宇宙火箭在發(fā)射的瞬時(shí)，月球的位置相對(duì)于地球運(yùn)動(dòng)方向在稍后和偏右處(如圖示中9月12日的位置)?；鸺倪\(yùn)動(dòng)是在飛出地球大氣范圍以外后，利用發(fā)動(dòng)機(jī)作功把火箭加速到初始速度(第二個(gè)宇宙火箭的初始速度稍大于第二宇宙速度)，但火箭在地心引力的作用下，速度不斷的減少，在接近月球區(qū)域時(shí)，火箭的速度減到每秒2.31公里。進(jìn)入月球區(qū)域以后，火箭的速度又開(kāi)始增加。9月13日19時(shí)，火箭離月球四萬(wàn)五千公里，其速度增到每秒2.33公里，在距離月球數(shù)千公里內(nèi)時(shí)，速度增到每秒2.97公里。9月14日零時(shí)二分二十四秒，火箭以每秒3.3公里的速度與月球相碰。

這樣高度精確的理論上的計(jì)算、準(zhǔn)確的發(fā)射及精密的控制，在宇宙火箭的發(fā)射中得到實(shí)踐，這不能不說(shuō)是蘇聯(lián)科學(xué)和技術(shù)上的偉大成就。蘇聯(lián)宇宙火箭技術(shù)走在世界的最前列，讓我們?yōu)樘K聯(lián)在向宇宙進(jìn)軍中所取得的偉大成就歡呼吧！