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他是马斯克的祖师爷,在汽车诞生前就奠定了火箭的发展方向


来源公众号:另一束光  ID:otherlight

"地球是人类的摇篮,但人类不可能永远被束缚在摇篮里。"

 

看到上面这句话

你肯定会想到星际旅行、太空飞船等等

而时下最火热的

关于星际旅行的项目无疑就是

马斯克和他的超级火箭

 

马斯克有如今的成就

离不开强大的资金支持

以及天马行空的创意

更离不开前人在航空科技方面的探索

 

早在中国元末时期

陶成道以火器神技艺

助还是吴王的朱元璋开天下

朱元璋以元制授他万户官

 

明初时期

陶成道第一个想到利用火箭飞天的人

被称为“世界航天第一人”

晚年,陶成道把47个

自制的火箭绑在椅子上

自己坐在上面,双手举着两只大风筝

然后叫人点火发射

设想利用火箭的推力,加上风筝的力量飞起

不幸火箭爆炸

万户也为此献出了生命


为纪念万户

国际天文学联合会将

月球上的一座环形山

以这位古代的中国人命名

 

 

时至今日

火箭技术早已成熟

阿光就带大家认识一下

现代火箭技术的鼻祖

被誉为“宇宙航行之父”的前苏联科学家

康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基

Константин Эдуардович Циолковский

 

齐奥尔科夫斯基出生于1857年

他小时候是善于异想天开的孩子

8岁时,齐奥尔科夫斯基的母亲

送给他一个大氢气球

氢气球能在空中自由飘动

这引起了他极大的兴趣

他常常聚精会神地仰望天空思索:

能否乘坐气球去航行?


10岁那时

齐奥尔科夫斯基不幸患了猩红热

疾病引起并发症

使他完全失去了听觉

从此,他无法继续上学

甚至连小朋友们的游戏也无法参加了


失聪让他失去了很多欢乐

但与此同时

也给他带来了难以想象的专注

虽然没什么朋友,但他并不孤独

他蹲在家里,开动脑筋

给自己制作玩具

父母和亲友见他小小年纪

用那一双灵巧的手

制出许多精美的自动玩具

惊奇极了

 

除此之外,他还特别爱读书

仿佛书中有一个属于他的完美世界

他在父亲书房里如饥似渴地阅读着科技书籍

有一次竟然根据书上一幅简单的插图

制出了一架可以测量森林的古代观象仪

 

 


可是随着年龄的增大

父母不得不考虑孩子进一步受教育的问题

在齐奥尔科夫斯基16岁的那年

父亲用积攒的钱送他到莫斯科去求学

虽然这时他仍无法进学校学习

但莫斯科的环境显然比乡下优越得多


他在莫斯科的三年多时间里

完全钻进图书馆里

家里每月给他寄来15卢布生活费、学习费

但他只吃最简单的面包和蔬菜

把余下的钱都买了书和实验用品

他自学了解析几何、高等代数和微积分

学习了物理化学和力学

还以极大的兴趣学习天文学

甚至大量阅读小说和杂志

 

他关于宇宙航行的思想

似乎就是在这个时期产生的

在后来的自传之中

有这么一句话印证了这个猜想

“宇宙空间交通的思想从没有离开过我,

并促使我研究高等数学。”

 

在莫斯科,齐奥尔科夫斯基

为自己不断获得新的知识而由衷地兴奋

但由于长期营养不良

他的体质却越来越弱了

 

1876年的一天

他父亲的一个熟人在莫斯科偶然看见了他

被他那疲倦和虚弱的模样吓了一跳

于是,齐奥尔科夫斯基的父亲

收到那个人写的信时

还亲自来了一趟后才被迫回家

1877年秋

齐奥尔科夫斯基通过了

乡村中学教师资格考试

四个月后

他被任命为卡卢加省波罗夫县

一个中学的数学教师

 

他自己搞了一个实验室

一边教书一边开始独立的研究工作

为了研究他自己做了个转动机

用以测量加速运动对动物机体的影响

他画了好几张太阳系的图

其中有载人的小行星

 

1882年

他在自学过程中掌握了牛顿第三定律

这个看似简单的作用与反作用原理

突然使他豁然开朗

他在3月28日的日记中写道:

"如果在一只充满高压气体的桶的一端开一个口,气体就会通过这个小口喷射出来,并给桶产生反作用力,使桶沿相反的方向运动。"这段话就是对火箭飞行原理的形象描述。

 

1883年

齐奥尔科夫斯基在一篇名为

《自由空间》的论文中

正式提出利用反作用装置

作为太空旅行工具的推进动力

并首次提出宇宙飞船的运动

必须利用喷气原理

他对这种火箭动力的定性解释是:

火箭运动的理论基础

是牛顿第三定律和能量守衡定律

 

虽然我们现在看来

这一理论并不是很复杂

但如果告诉你

世界公认的汽车诞生日(1886中1月29日)

比他提出火箭理论还要晚三年

你或许就会明白

这是一个超越时代的理论

 

1886年1月29日,卡尔本茨把自己的单缸汽油发动机安装在三轮车架上,成为了世界上首台申请专利的汽车,这一天也被誉为汽车诞生日!

这些思想在1893年

发表的科幻小说《月球上》

和1895年写的《地月现象和万有引力效应》中

得到了进一步发展

1896年,他开始从理论上

研究星际航行的有关问题

进一步明确了

只有火箭才能达到这个目的

在这些工作的基础上

齐奥尔科夫斯基于1898年

完成了航天学经典性的研究论文

《利用喷气工具研究宇宙空间》

 

1903年,他发现了著名

的齐奥尔科夫斯基公式――火箭运动公式

齐奥尔科夫斯基火箭方程的核心内容是:基于动量守恒原理,任何一个装置,通过一个消耗自身质量的反方向推进系统,可以在原有运行速度上,产生并获得加速度。

其认为,任何一次飞行器轨道变化(速度变化)或者多次轨道变化都遵循如下公式:


式中V为速度增量,v0为喷流相对火箭的速度,m0和mk分别为发动机工作开始和结束时的火箭质量。速度增量称为理想速度或特征速度。

用这个公式可以近似地估计火箭需要携带的推进剂的数量以及发动机参数对理想速度的影响。

 

紧接着

他又于1910年、1911年、1912年和1914年

在《科学报告》上发表了多篇

关于火箭理论和太空飞行的论文

这些出色的著作系统地建立起了

现代航天学的理论基础

 

在对火箭运动理论进行了一番研究之后

齐奥尔科夫斯基又对星际航行问题

进行了研究和展望

在1911年发表的论文中

他详细地描述了载人宇宙飞船

从发射到进入轨道的全过程

内容涉及飞船起飞时的壮观景象

超重和失重对宇航员的影响

失重状态下物体的奇异表现

不同的高度看地球的迷人景观、天空的景色等

人们读起他的著作来

犹如亲临宇宙飞船登天的感觉

 

要知道当时还没有人进入过太空

人类历史上第一次载人航天

是在1961年4月12日

由前苏联宇航员加加林乘东方1号飞船升空

历时108分钟

 

人类首位宇航员:尤里·阿列克谢耶维奇·加加林


1935年9月19日

齐奥尔科夫斯基逝世于卡卢加

享年78岁

他晚年已获得了许多荣誉

逝世后,苏联政府给予了他更多的荣誉

但这所有的荣誉

都无法衬托他对人类航天事业的贡献


他是"俄罗斯航天之父"

也是世界上最伟大的航天先驱者

今天,在航天界仍然流行着一句名言

这是齐奥尔科夫斯基

在给《航空评论》杂志的信中写下的:

"地球是人类的摇篮,

但人类不可能永远被束缚在摇篮里。"

本文转自「 另一束光 」

 

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