齐奥尔科夫斯基做的不仅仅是数学 ， 他生动地描述了未来宇宙飞船的最终样子 。 在1900年左右 ， 他写道 ， “想象一下……一个细长的金属室 ， 阻力最小的形状” 。 “配备了电灯、氧气以及吸收二氧化碳、门和其它动物分泌物的设备 ， 在管子狭窄的一端 。 ”他接着说 ， “炸药混合在一起:稠密的、燃烧着的气体……在管子张开的一端以巨大的相对速度向外太空爆炸 。 ”显然 ， 在一定的条件下 ， 这种炮弹会像火箭一样上升 。
康斯坦丁并不是唯一一个有这种想法的人 。 在美国 ， 罗伯特·戈达德(Robert Goddard)受另一位科幻作家HG·威尔斯(HG Wells)的启发 ， 独立开发了自己的火箭方程 。 1926年3月 ， 戈达德在马萨诸塞州奥本发射了史上第一枚液体燃料火箭 ， 创造了历史 。 戈达德对火箭技术的贡献不能被夸大 ， 他开发了不少于214项专利的技术 。 在他的实验中 ， 他得出的结论是 ， 燃烧应该发生在与主燃料分离的小燃烧室内 。 他认为 ， 这些燃料应该被放在两个独立的容器中——一个装有燃料(根据他的早期试验 ， 通常是酒精) ， 另一个装有氧化剂 。
他还意识到 ， 太空火箭需要分期布置 。 早在16世纪 ， 德国烟花制造商约翰·施米德莱普（Johann Schmidlap）就提出了“阶梯火箭” ， 即大型火箭在燃烧完所有燃料后 ， 尽其所能前进 ， 然后再发射自己的第二枚火箭 ， 使其飞得更高——这是所有现代太空任务的原理 。 但戈达德真的做到了 。 他还确定 ， 固体火箭燃料燃烧太不均匀 ， 无法精确控制 ， 所以使用液体更好 。 他还设计了一个巧妙的陀螺仪来保持物体在轨道上 ， 降落伞将物体安全带回地球 ， 以及德拉瓦尔喷管的使用 。 正如你所问的 ， 德拉瓦尔喷管通过将一段管道缩小成一个不对称但精确校准的沙漏形状 ， 加速了气体的流动 。 这听起来可能不多 ， 但将热能转化为动能可以在不产生额外燃烧的情况下产生额外的升力 。
1920年 ， 戈达德教授因其将火箭送入太空的梦想而闻名 ， 《纽约时报》发表了一篇嘲弄他的社论 ， 指出他没有正确理解牛顿第三定律 。 “他……不知道作用和反作用的关系 ， ”报纸怒斥道 。 “或者需要比真空更好的东西来进行反应 。 他似乎缺乏高中时每天学到的知识 。 ”滑稽的是 ， 《纽约时报》随后在戈达德去世40年后 ， 也就是登月前一个月 ， 向他道歉了 。
该领域的另一位早期巨人是赫尔曼·奥伯斯(Hermann Oberth) 。 奥伯斯出生在现在的罗马尼亚 ， 他一生的大部分时间都在德国度过 。 奥伯思并没有受到俄罗斯康斯坦丁和美国戈达德等人的启发 ， 而实际上是科幻小说的灵感来源 ， 他在传奇电影导演弗里茨·朗（Fritz Lang）1929年的电影《月亮上的女人》（the Woman in the Moon）中担任科学顾问 。 显然他已经是火箭领域的大人物了 ， 同年他写了一本书叫《太空飞行之路》（Ways to Spaceflight） ， 并聘请了一个名叫沃纳·冯·布劳恩（Werner Von Brau）的年轻人当学徒 。
现代火箭的正式使用冯·布劳恩接受了奥伯斯的教导 ， 并继续开发了历史上最重要的火箭之一——德国Aggregat-4 ， 更广为人知的名称是V2 。 V2是世界上第一枚弹道导弹 ， 在第二次世界大战中对盟国造成了毁灭性的影响 。 以今天的标准来看 ， 它是矮矮胖胖的 ， 只有14米高 ， 但不知怎么的 ， 它获得了惊人的推力 ， 燃烧液氧和酒精的速度约为每7秒一吨 。 它是第一个突破音障的人造物体 ， 也是第一个到达外太空的物体 。 尽管如此 ， 它还是无法为德国赢得战争 。 战争结束后 ， V2的高级工程师被吸引到美国或苏联 ， 以推进他们自己的新兴火箭项目 。
沃纳·冯·布劳恩一直倾向于制造用于太空旅行的火箭 ， 而不是杀害平民 。 他的专业知识帮助推动了美国战后的火箭发展 。 美国国家航空航天顾问委员会(NACA)是美国国家航空航天局(NASA)的前身 ， 负责监督火箭的基本结构部件、泵阀等机械部件、发动机冷却系统、巧妙的新方向控制系统等方面的进展 。 “钝体理论”(Blunt Body Theory)就是由 NACA开发的 ， 从这个理论可以理解 ， 钝体比气动力更强的物体在重返大气层时更容易燃烧 。
阶段火箭试验是在捕获的德国V2火箭上进行的 ， 升级后使用较小的火箭作为有效载荷 ， 并在峰值高度发射 。 在开发更有活力、更稳定的固体燃料方面取得的进展被用于洲际弹道导弹(ICBM) 。 在冷战的狂热气氛下 ， 洲际弹道导弹需要随时准备发射 。
俄国人 ， 对他们来说 ， 并没有闲着 。 他们自己的前德国新兵赫尔穆特·格特鲁普（Helmut Gr?ttrup）帮助苏联首席设计师谢尔盖·科罗廖夫（Sergei Korolev）开发了R-1 。 这进而导致了R-7 ， 一种两级弹道导弹 ， 射程8000公里 ， 成为俄罗斯太空计划的主力 ， 长达半个世纪 。 1957年10月4日 ， R-7将第一颗人造卫星斯普特尼克一号（Sputnik）送入轨道 ， 在所谓的太空竞赛中 ， R-7赢得了一些重要的早期战斗 。 一个月后 ， 徕卡（Laika）也跟着来了 。
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