文/楊祖愛(美國太空總署太空工程師、國際太空站機器人CCM計畫經理)
人類在地球上用雙腳走路,看見天上鳥兒自由飛翔,於是模仿著去飛。聰明的中國人,在西元前一千年就發明了風箏,想飛上天的意念一直沒有停,製作飛行器的嘗試也在進步,到了西元1232年,宋理宗紹定五年時,已能用火箭來抵抗攻城的元軍,後來成吉思汗把中國的火箭製作技術傳到阿拉伯,又傳到歐洲。
西元1250年,英國傳教士Roger Bacon曾著書記述以機器飛天的觀念;1490年,達文西也設計了飛天機器,甚至還附有降落傘的構造;1709年,義大利已經出現滑翔翼模型;1783年,法國孟洛飛兄弟把動物載上熱氣球吊著的籃子裡,在國王路易十六面前展示飛行,持續了八分鐘,飛到460公尺高,飛了三公里遠,載的動物有一隻羊、一隻鴨和一隻公雞。降落後,動物安然無恙,悠然自得,證明了升空不會導致死亡,這是人類第一次用動物作飛行實驗。
十九世紀末以來,歐洲的飛行技術越發蓬勃,1891年德國人有《滑翔機之王》美譽的李林榙爾(Otto Lilienthal),設計的裝了引擎的白鸛鳥滑翔機,已能飛行到三百五十公尺的高空,他在1896年8月9日試飛時摔下來,脊柱斷裂而亡,他終生嘗試解決飛行問題,臨終遺言是:在飛行試驗中少許犧牲是必然的。
他的飛行觀念影響了美國的萊特兄弟。1903年萊特兄弟製造了史上第一架用燃料推動引擎的飛機,同時期,俄國也有論文提出用液態燃料推動飛行器上天,並且論述了太空衣和分段推進火箭發射的觀念,因為分段推進可以使火箭發射得更高更遠。1926年美國人戈達德(Robert Goddard)研製發射了史上第一枚用液態燃料推動的火箭,並提出使用火箭上太空及到月球旅行的理念。
1944年德國的馮布朗(Wernher von Braun)與他的團隊成功研製了V2火箭,射程可達三百五十公里,有搭載一千公斤的炸藥彈頭,德軍在二次大戰末期,用它射擊英國、比利時及法國,是人類用火箭以洲際飛彈的形式作軍事用途的先驅。
二次大戰結束後,美國取得了V2的製造方法,開始利用它來測量太陽紫外線,這是將火箭應用於太空研究的開始,並於1947年將果蠅載上了V2火箭,一飛沖天,在三分鐘又十秒內,上升到地球上空109公里,已經超過了太空定義的100公里。然後,在火箭爆毀之前,適時啟開降落傘,把一箱果蠅送回地球,無明顯傷亡,果蠅成了第一種飛上太空的生物。
美蘇二國的太空競技,使得火箭科技迅速發展,進步到太空船的形式。1961年開始,太空船多次載著太空人,成功的往返太空,把太空資料帶回地球供作研究,使人類對太空環境的了解大大增進。太空船研究初期,還在測試階段的時候,曾經利用了多種動物作實驗,它們是人類能飛上太空的幕後英雄。