像马一样稳!毅力号成功登陆火星。美国行星探索的幕后团队做了什么?
我相信毅力控团队一定很紧张。毕竟登陆火星难度很大,风险也很大。由于地球和火星的距离太远,无线电延迟时间长,不可能由人控制。登陆火星只能完全依靠自动操作,控制团队有时除了发呆别无选择。美国人自己失败了,苏联人基本上失败了。我猜美控团队可能开了一大袋花生吃,可以帮助缓解压力。在喷气推进实验室,打开一袋花生以防紧张也是JPL的一个老传统。
没错,R&D和操作团队坚持不懈的背后是著名的喷气推进实验室JPL。说起这个JPL,基本上可以算是美国火箭技术的开端。早些年,加州理工学院古根海姆实验室有几个创新的年轻人,从1934开始研究飞机的高速飞行。他们发现螺旋桨无法胜任高速飞行。因此,加州理工学院教授、空气动力学硕士冯·卡门要求他的研究生玛丽娜开始研究喷气推进技术,其实就是火箭技术。
正好冯·卡门的助手做了一个关于火箭的讲座,主要讲的是奥地利工程师桑格的研究,当地报纸刊登了相关新闻。结果这个消息吸引了两个对火箭研究着迷的年轻人。一个是帕森斯,一个是福尔曼。他们用火药制造简单的火箭,但当他们想制造液体火箭时,遇到了困难,无法处理,于是他们来到加州理工学院寻求帮助。
因此,玛丽娜、帕森斯和福尔曼相遇了,他们决定成立一个火箭研究小组。后来研究天体物理学的阿诺德也加入了这个小组。他甚至带着钱加入了这个团体,并捐赠了65,438美元+0,000英镑。后来来了一位年轻的中国学生,著名的钱学森,他成了冯·卡门的学生。火箭研究小组是最早的几个年轻人。
其实,钱学森在去美国留学之前,就对火箭技术非常了解。他在浙江青年杂志上写过一篇关于火箭技术的文章,那是1935的8月份,很早。加入火箭队后,主要负责理论方面的事情。他提交了一份114页的报告,对液体火箭进行了深入的分析。里面提到了很多关键问题,比如喷管扩张角对火箭推力的影响。建立了燃烧室与喷嘴关系的数学物理模型。有了理论的指导,至少我们不用像无头苍蝇一样乱撞,效率大大提高。
火箭实验在某种程度上是危险的。大概是附近的居民认为这些学生是灾难的源头,因为他们在做实验的时候发生了爆炸,把宿舍的墙壁炸了一个大洞。这不是开玩笑。迫于舆论压力,学校只能把他们赶到郊区的一个山谷里做实验。这个地方比较宽敞,怎么炸都无所谓。这个地方后来成为喷气推进实验室的所在地。
就这样,这些人一直在私底下摆弄火箭实验,直到1937。1938年,冯·卡门教授收到陆军航空兵的来信,陆军表示对火箭感兴趣。当时美军已经觉得对日战争不可避免。这条跑道不够长,不足以在太平洋的那些小岛上起降大型飞机。如果有火箭助推,应该会大大缩短起飞距离。
到1939,火箭队拿到经费后就成了正经实验室。鉴于火箭队一开始总是制造爆炸,“火箭”这个词在当地基本成了贬义词。冯·卡门转而将其命名为“喷气推进实验室”,至少大家没有反感。
所以,你明白了。这架喷气式飞机与航空喷气发动机无关。这个喷气机指的是火箭。因为参与军事,钱学森是外籍,所以不再参与。珍珠港事件爆发后,中美成为盟友,冯·卡门帮助钱学森获得了访问权。军方也不得不让钱学森重新参与火箭研究,因为当时的火箭人才非常少,你把这么一个顶尖的专家留在后面简直是浪费时间。
所以,钱学森也是喷气推进实验室的创始人之一,是世界级的火箭专家。但谁也想不到,他不仅是美国火箭研究的先驱之一,而且成为中国航天事业的奠基人。他之所以能取得这么大的成就,是因为他不仅是火箭专家,还是战略科学家。他曾参与在美国招募德国科技人才的回形针行动,与导师冯·卡门一起接触了包括韦恩赫·冯·布劳恩在内的一大批德国技术人才。
布劳恩带着一大群德国工程师来到美国,在阿拉巴马州亨茨维尔的红石兵工厂旧址建立了一个属于美国陆军的导弹研究机构。苏联发射了第一颗卫星,让美国人大吃一惊。美国即将迎接这一挑战。本来是想让海军先锋打头阵的。没想到先锋号在众目睽睽之下被炸了,让美国人很没面子。如果种海军,那就只能看布劳恩团队和陆军喷气推进实验室的进度了。
布劳恩负责朱诺火箭的研发,而JPL负责卫星的研发。两家机构加班加点,终于把美国第一颗人造卫星送入绕地球轨道,有点面子。JPL开始转型,即从专注于开发火箭转向开发卫星和探测器。
后来,JPL被置于新成立的美国国家航空航天局之下。根据美国国家航空航天局和加州理工学院的协议,喷气推进实验室由加州理工学院管理。自20世纪60年代以来,JPL不再负责火箭发动机的研究。他们的主要工作是研究各种行星探测器。几乎所有美国发射的月球和行星探测器都由JPL负责。水手号、维京号、麦哲伦号、伽利略号、航海家号、勇气号、机遇号...你可以举出一长串著名的探测器,都是JPL制造的。
JPL最著名的项目是旅行者1和旅行者2号。因为上世纪80年代出现了罕见的九星连珠现象.也就是太阳系的几颗行星排成一条线。这是千载难逢的机会。一个探测器可以访问四个巨大的气体行星。旅行者1和2带来了许多关于木星、土星、天王星和海王星的详细信息。而且这两个探测器已经成为人类飞得最远的探测器。最著名的带有暗淡蓝点的照片是航海家1在1990年拍摄的。
像JPL这样的机构历史不算短,留下了很多文化传统。比如我们前面提到的在重大危险飞行活动中吃花生,降落的毅力,肯定是每个人都少不了的。这是多年来的习惯传统。
20世纪60年代,JPL让火星车月球探测器接连失败,他们彻底蒙羞。火星车的主要目标是撞击月球,它连续失败了六次。到了第七遍,大家分了一些花生分散注意力,缓解紧张气氛。恰巧火星车7成功了。因此,吃花生与成功联系在一起,并成为JPL的一种文化。没办法。火箭和探测器是极其复杂的东西。很难发现哪里出了问题,甚至有点玄学。到现在还有程序员在服务器新版本上线的时候给服务器烧香,也是这个意思。
因此,我们可以推测,在刚才可怕的7分钟里,一定有JPL工程师在吃花生和豆子。这些工程师挺可爱的。
JPL的成员并不都是“理工科直男”。JPL实际上建立了一个艺术工作室,有许多艺术和科学专业的艺术家。他们发布的每张图片都经过精心修饰。他们甚至可以提供科幻电影的精美海报,可见他们有多强。
国家花了纳税人的钱来支持像JPL这样的科研机构。你取得了什么成就,也必须向公众传达。所以他们非常关注科普,提供精美的图片和视频剪辑也是一种公关活动。公众的极大兴趣和高涨的呼声也非常有助于美国国家航空航天局向国会上议院要钱。因此,JPL经常举办开放日。许多孩子看到这些美丽的行星照片和这些有趣的探测器模型,立即爱上了天文学、太阳、月亮和星星。吸引了一代又一代年轻人为航天事业奉献了无数青春和汗水。
对于宇宙空间的探索和研究,暂时没有直接的经济效益。人们总是在问,花这么多钱在行星探索上有什么意义?我觉得我们是最有资格回答这个问题的族群。我是汉族。如果你回去,你会发现它其实指的是天上的银河。当然,这个名为银河的族群在太空时代是不能缺席的。其实道理很简单。地球是人类的摇篮。人类不可能永远睡在摇篮里。我们的梦想是星辰大海。
就说这么多吧。