■尹传红
康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基(1857~1935)有着“宇航之父”的美誉。1857年9月17日他出生于俄罗斯瓦特干的一个林业职员家庭。10岁时,他因患猩红热而导致听力受损,被迫辍学,此后终生耳朵半聋。13岁那年,他不幸又失去了母亲。1873年,这个刚满16岁的孤独少年只身来到莫斯科,借助图书馆丰富的藏书,自学了多门中学和大学课程。他的有关宇宙航行的思想,就是在这一段艰苦的自学生涯中萌生的。
后来,齐奥尔科夫斯基做了一名中学教师,同时继续按自己制定的计划自学,并开始了独立的研究工作。1881年,他琢磨出了气体的分子运动理论。两年后,他在一篇名为《自由空间》的手稿中首次提出了利用反作用装置作为外太空旅行工具之推进动力的可能性,即在引力弱小、无空气阻力的宇宙空间中飞行的设想。他还画出了飞船的草图,把飞船设想成一个贮有压缩气体的大桶,当把桶的一端打开后,强烈的压缩空气便不断喷射出来,由此产生的巨大推力使飞船不断向前运动。
19世纪末20世纪初,齐奥尔科夫斯基萌生了人造地球卫星的思想和空间站的概念,认为人类可以利用轨道运行站作为探索太空的跳板,并在太空中从事大量有用的活动。1894年,他对未来的宇航发展过程或步骤作了大胆的想象,其中提到:建立大气层外的空间活动站(人造地球卫星);宇宙飞行员利用太阳能解决呼吸、饮食等生活问题;在地球周边建立宽广的居民点(宇宙站);在宇宙站发展工业等等。
在提出了一系列有关宇宙航行的细微设想后,齐奥尔科夫斯基大概仍觉得不太过瘾。大约从1896年起,他开始撰写一部名为《在地球之外》的科学幻想小说(1916年曾在一家杂志上连载),讲述在2017年及随后的年代里,20名不同国籍的科学家和工匠乘坐火箭飞船到太空旅行的故事。他们首先是绕地球飞行,然后降落在月球上,随后继续飞行到火星附近,最后返回地球。
作者在书中借主人公之口,还探讨了一些很有价值的科学问题,例如:可以考虑利用大气摩擦在飞船返回时制动;应研究超重和失重对人体的影响(他甚至还考虑到了一些不可忽视的细节,如在失重的飞船上进行离心力淋浴);在太空旅行中有必要采用密闭的生态系统;设想制造出轮胎形空间住宅,以自旋产生人造动力……
齐奥尔科夫斯基的整个梦幻之旅,除了月球景象纯属臆造之外,其他部分都经过了他的严格推导,所以跟后来实际的登月飞行有着大量的惊人相似之处。实际上,在整个20世纪,他的后继者们也正是沿着他指引的方向前进的。对此,中国物理学家卢炬甫作过这样一番评述:1969年,两个美国人乘坐从“阿波罗11号”宇宙飞船中分离出来的登月舱到达月面,在那里留下了人类的第一个脚印,然后又点燃火箭起飞,与同伴驾驶的正绕着月球兜圈子等候的母船会合,一起返回地球。“整个过程几乎就是《在地球之外》中登月情节的翻版。”
早于《在地球之外》的1883年,齐奥尔科夫斯基还写过一部中篇科幻小说《在月球上》,于1892年发表在莫斯科出版的《环球》杂志上。它借一名少年的梦境,用第一人称详细地描绘了月面上的种种奇妙景象,还讲述了“我”与一位物理学家朋友,在月球上“实地”考察并讨论在不同重力作用下物体运动的情况,如研究枪里放出的子弹在月球上是怎样运动的,读来饶有趣味。
齐奥尔科夫斯基活着看到了他的杰出思想已被大量用于以后的航天实践中,并且赢得了人们的广泛尊敬。在他逝世后的第22年(1957年),苏联政府曾计划于他百年诞辰那一天发射世界上第一颗人造地球卫星。虽然实际发射日期比预定日期晚了29天,但仍不失为对他最隆重的纪念。更可以告慰他的是,他所构想的太空飞行(包括载人太空飞行目标),都是在他的故乡得以率先实现的,而他在宇航方面的大部分预言也已变成了现实。
《在地球之外》,[苏联]齐奥尔科夫斯基著,麦林、齐仲、群星译,湖南教育出版社1999年8月出版
《中国科学报》 (2014-10-17 第18版 读书)