来自民间的“航天奇才”

搭载着“太空船2号”的“白骑士2号”飞行器

搭载着“太空船2号”的“白骑士2号”飞行器

伯特·鲁坦和他设计的“太空船1号”。

伯特·鲁坦和他设计的“太空船1号”。

伯特·鲁坦和英国维珍银河公司老板理查德·布兰森。

伯特·鲁坦和英国维珍银河公司老板理查德·布兰森。

位于美国新墨西哥州北部沙漠的商用航天基地——美国太空港。

位于美国新墨西哥州北部沙漠的商用航天基地——美国太空港。

(神秘的地球报道)据新京报(韩旭阳):10月31日,英国维珍银河公司“太空船2号”商业载人飞船飞行测试时,在美国加州莫哈韦沙漠上空爆炸,这让民间航天事业遭受不小挫折。人类自启动探索太空以来,政府及其科研机构一直是这一领域的主角。但进入21世纪,民间科技力量逐步开始进入这一“高冷”领域,随之也涌现出不少来自民间的“航天奇才”。

现年71岁的伯特·鲁坦是美国航空工程师,他被视为世界民间航天领域的开拓者,其率领的团队制造出人类第一艘由民间设计的载人航天器——太空船1号,于2004年飞上天空。

伯特·鲁坦16岁就学习了飞行,1965年在加州州立理工大学获航空航天工程学士学位,1965年至1972年在美国爱德华兹空军基地工作。1974年,鲁坦在加州成立了自己的飞机厂,之后接连推出一系列小型飞机,其中多架创造了飞行纪录。1982年4月,鲁坦创立缩尺复合材料公司,该公司为世界上设计制造原型机的主要机构。

民间飞船沙漠上空意外折翼

在美国新墨西哥州北部72.42公里处的莫哈维沙漠,就在离附近农场上吃草的野牛们不远的地方,矗立着一些稀奇古怪的建筑。其中最醒目的一座建筑一侧,是一面15米高的玻璃墙,而建筑其余部分却像是陷入了附近的土壤,仿佛是紧急迫降于此地的一个天外之物。而在几百米开外,则坐落着一座低矮的圆顶状建筑,穹顶之上还有一只“巨眼”。“这些建筑看上去就是一艘飞船。”附近的居民说。

这里的确与飞船相关,这些奇怪的建筑名为美国太空港,是人类航空史上第一座明确为商用目的的航天基地。这座远没有美俄宇航基地奢华的地方,承载了来自民间的科技精英们的太空梦,被称为民间航天之父的伯特·鲁坦就是其中之一。

10月31日,正值深秋,莫哈维沙漠天高云淡,没有讨厌的紊流和强风。在太空港里,伯特·鲁坦和他的小组成员们正严谨地检视着一切数据,当天将进行英国维珍银河公司的载人商业飞船——“太空船2号”的试飞。几天前美国轨道科学公司的货运飞船爆炸的悲剧并没有影响到这里,一切都按计划进行。这样的测试飞行,在过去两年已经进行了数十次。

和以往一样,负责“太空船2号”试飞的小组成员们详细检查飞船全部设施和软件,并和两位试飞员——43岁的彼得·施博德和39岁的迈克·阿斯博瑞沟通,两人都曾不止一次试飞过“太空船2号”。

然而,这一次,幸运女神没有眷顾他们。

上午,阳光明媚,沿着一条3.22公里长的太空跑道,搭载“太空船2号”的“白骑士2号”飞行器发射升空。这两架造型梦幻的飞行器在天空中滑翔了近一个小时后,“太空船2号”从“白骑士2号”“腹部”轻盈滑落。之后,“太空船2号”尾部的推进器点燃,熊熊火焰将飞船推向更高的天空。

然而,可能还没等到彼得·施博德和迈克·阿斯博瑞开始操纵飞船时,“太空船2号”突然发生爆炸。

爆炸瞬间,彼得·施博德凭借降落伞逃生,而迈克·阿斯博瑞则由于伤势过重,没能逃出……

太空船2号从上天到失事,地面的伯特·鲁坦都看在眼里,没有人知道,当熟悉得如同自己双手的飞船在天空中肢解飞散时,他心中是何等感受。

替富豪“圆梦”的民间奇才

让普通人也可以上太空,一直是伯特·鲁坦的梦想。他曾豪言,“将来人们只要10美元就可以遨游太空”。

伯特·鲁坦不是一个科幻小说家,而是个货真价实的技术控、一个痴迷于飞行器制造的天才工程师。他在自己的“小作坊”捣弄出来的飞机,早在1986年就完成了世界上首次双人环球不着陆飞行。2005年,他造出的“环球飞行者号”又完成了单人不着陆环球飞行。他研制的飞机还被誉为“21世纪最好的100件事物”之一。

不过,和上述这些没有完全穿破大气层的飞行比较起来,伯特·鲁坦在大气层之外的成绩显得更为突出。英国维珍银河公司老板理查德·布兰森、微软的联合创始人艾伦和亚马逊的CEO都对外太空有着强烈的野心。而他们在太空飞行器上的主要合作对象,都是伯特·鲁坦。

伯特·鲁坦在莫哈维沙漠领导了一个不到200人、名字有点拗口的“缩尺复合材料”公司。但这个公司却拥有接近世界最高水平的航天器研究水平。

美国有独特的飞行文化,业余发烧友自己制造或组装小型飞机,早已成为一项产业。有很多专业公司提供图纸、散件或成品。以推动自制飞机和运动飞行为主旨的美国实验飞机协会(EAA)拥有17万会员,在威斯康星州举行的小型飞机大聚会每年都至少有2500架飞机云集。鲁坦制造的飞机也曾参加这样的纯草根“飞行大会”。

也因为来自草根,伯特·鲁坦一度因为没有钱进行风洞试验,将飞机部件模型绑在高速行驶的旅行车获得数据。不过,他设计制造的包括“太空船1号”在内的5架飞机被美国史密斯航空和航天博物馆永久收藏。

当人们都在关注理查德·布兰森宏伟的航天计划时,甚少有人注意到伯特·鲁坦和他的缩尺复合材料公司。但澳大利亚媒体毫不客气地写道,如果没有伯特·鲁坦,“理查德·布兰森和他的太空梦只能永远是一个梦,也不会有维珍银河公司的出现”。

早在1994年4月,伯特·鲁坦就开始构思自己的太空飞船。在微软创始人之一保罗·艾伦2500万美元的资助下,伯特·鲁坦2001年开始全面研制“太空船1号”。

“太空船1号”由名为“白色骑士”的母机挂载,用一小时爬升到15000米高空后脱离,启动火箭发动机,以每小时4000公里的速度向上冲刺。达到100公里高度低轨道太空后,飞船开始沿抛物线下降,直至最后滑翔降落。

“太空船1号”的设计非常成功。2004年9月和10月,该机两次达到距地面100公里高度。“太空船1号”因此成为人类第一艘来自民间的飞船。伯特·鲁坦被载入史册。

用飞机送飞机的太空旅行方式并非伯特·鲁坦首创,上世纪50年代便已经有政府航天机构尝试。但伯特·鲁坦的重大贡献在于利用民间力量,用最低的成本,同时安全、可靠地完成从概念到实机的道路。

设计飞行器不用电脑用手工

鲁坦固执、甚至老土。

“太空船1号”和之后的“太空船2号”的机翼设计都大异于传统的飞行器,夸张得像一个“星战模型”。

“我受到了很多批评。”鲁坦说,“许多空气动力学家认为它会转得像一个陀螺,这的确是一个疯狂的想法。但我知道它会奏效。”鲁坦的设计思路是,飞船在重回大气层时,第一阶段机翼呈90度,飞船会像羽毛球一样以最小的加速度下落;一旦进入大气层深处,机翼又将伸展开来,使得飞船可以滑翔着陆,而不是像其他飞船一样使用降落伞落地。

在接受媒体采访时,鲁坦说,自己有许多设计的灵感来自自然。

“我只是凭直觉认为海鸥应该有一对长的翅膀,而隼应该有高的翼载(飞机重量与机翼参考面积的比值)。我可不记得我是否曾仔细观察鸟类,以便学会怎样让飞机飞起来。但我觉得在我之前就已经有大量成熟的设计,我不是生活在莱特兄弟之前。”鲁坦称。

设计思路不着边际,鲁坦甚至不用电脑,一直坚持手工绘图。

“我是在故意不使用计算机,”鲁坦说:“我们现在有了很好的计算机工具和很棒的软件,可以在短时间内作大量的计算。不过我认为,这并没有改变创造的过程:飞机的外形如何,如何通过革新和创造解决一个问题。计算机现在干不了这些工作,可预见的未来也不能。”

鲁坦说,做这些工作的时候,他一般会改变一下环境——不要接近计算机,哪怕是参考书和过去的设计成品,甚至是计算器。“我经常这样做,我所要的是画板、彩色铅笔和一个尽量远离办公环境的地方。”

在过去40年里,包括太空船1号、2号在内,鲁坦负责设计和制造了超过40架飞行器。

鲁坦极为专注于他的工作,尽管与理查德·布兰森走得很近,但鲁坦对后者奢华的生活丝毫不感兴趣。布兰森常说,“我的梦想将成为现实,而人们也会对此深信不疑。”而鲁坦则说:“这些人今天来开派对,明天就都会离开,我们依旧会重新投入工作。”

新“太空船2号”再度启程

目前,爆炸的“太空船2号”几乎所有残骸都已找到。

美国国家运输安全委员会的初步调查称,负责飞船机翼的自动系统发生故障。此外,飞船发动机和燃料箱完好无损,这可以排除此前“新型燃料引发爆炸”的猜测。按照国家运输安全委员会的时间表,完整的事故原因调查报告可能要1年之后才会出炉。

距离“太空船2号”爆炸不到一周,鲁坦及其团队,以及维珍银河公司已重新投入建造第二艘“太空船2号”的工作。维珍银河公司方面4日称,悲剧不会阻止公司追逐太空梦的脚步,建造第二艘“太空船2号”的计划不会改变。

“维珍银河”首席执行官乔治·怀特赛德称,他们将重新致力于建造一艘能够带旅客进入太空的飞船。对于可能再次面临的失败,布兰森说,没人会低估太空旅行的风险,因为“挑战知识和可能性的极限必然伴随无法避免的风险”。

维珍银河公司的同事们开设了一个网页,并成立了一个基金会,用来缅怀他们的好友迈克·阿斯博瑞,并为他的家人筹集款项。

尽管事故原因还未究明,但更多的人会带着逝者的信念继续完成民间人的太空梦。

试飞员布莱恩·毕尼曾驾驶“太空船1号”,抵达距离地面112公里的太空。

“就像彩虹和日出一样,你知道那是怎样的景象,但只有亲眼所见,你才能真正体会到。眼睛所见比任何相机拍摄出来的照片都更加生动。一边是漆黑的太空,另一边是太平洋。把美景分隔开来的是一条弯曲的蓝色电离光带,那是大气层。这番如梦似幻的景色,几乎能使你情不自禁地笑出声来。”

释疑

“太空船2号”到底如何游太空?

“太空船2号”的设计轨道高度为距地160-320公里,几乎可以达到载人飞船的轨道高度。但出于安全考虑,初期只打算飞到100多公里高度。在这个高度俯瞰大地,已经能看出它是球体的一部分了。

送“太空船2号”的飞行器叫“白骑士2号”。它翼下有四个发动机,翼展达42米,如此宽阔的翼展,可与二战期间的战略轰炸机B-29“超级堡垒”相媲美。

“白骑士2号”投放太空船的方式也类似于轰炸机投弹:“白色骑士2号”首先载着“太空船2号”爬升至18千米高空,然后后者像重磅炸弹一样被抛下。随后火箭助推装置点火,“太空船2号”急剧跃升。此时,6名乘客会被安全带牢牢固定在座椅上,穿着类似战斗机飞行员的增压服来抵抗陡增的重力加速度。在他们背后几米处,即是急剧膨胀燃烧的十吨高能火箭燃料。

飞船飞行速度达到音速的3.3倍时,火箭发动机关闭,“太空船2号”会在惯性作用下继续爬升至110千米,然后开始自由落体。

再次进入大气层时,鲁坦为“太空船2号”设计的羽状减速系统——机翼的后缘及整个垂尾、水平尾翼都会升起,用以产生阻力。飞行员此时可以完全撒手不管。在自动控制系统和气动外形的双重作用下,太空船的“气动刹车”会被恰到好处地控制,而且,在降落阶段所有座椅都会自动放倒,使乘客背朝降落方向,以进一步减少减速带来的不适。

从火箭发动机关闭到太空船再入大气层,乘客会经历为时4分半钟的失重,届时他们可以松开安全带,在座舱内自由飘浮。在太空船返回阶段,乘客还能目睹大地扑面而来的刺激,最后,它会像普通飞机一样降落在地面。整个“超级无轨过山车之旅”历时约两个半小时。





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