导致美国首次卫星发射延迟的部门间竞争

Explorer 1’s 1958 launch
美国国家航空航天局 (NASA)

国际地球物理年为美国科学家发射绕地球轨道运行的卫星打开了大门,目标是探索太阳和地球物理现象。但苏联抢先一步,于1957年10月4日发射了斯普特尼克号,而美国的回应则在12月6日灾难性地失败了。幸运的是,沃纳·冯·布劳恩和美国陆军将一枚随时可发射的卫星火箭存放在仓库里,他们取出这枚火箭,帮助美国从“先锋号”失败的打击中恢复过来。

Vanguard’s spectacular failure
美国国家航空航天局 (NASA)

美国于1955年7月29日由白宫宣布,计划在国际地球物理年期间发射一颗卫星。但冯·布劳恩,这位曾为纳粹工作的火箭科学家,当时已在美国陆军供职,他早在六个月前就向国防部助理部长提交了一项卫星计划。该计划名为“轨道器”项目,但并非冯·布劳恩所期望的长期项目。它只是快速将一颗小型卫星送入轨道的一种方式,既是科学探索,也是心理战;他知道,第一个进入太空的国家将在他预见的太空时代占据优势。

“轨道器”卫星将由一枚四级火箭发射,第一级将是冯·布劳恩的一枚“红石”导弹,而上部的三个级将由加州理工学院喷气推进实验室开发的洛基II-A固体火箭簇组成。随着每一级火箭点火,下级火箭熄灭,卫星就能获得足够的动量离开地球大气层。

但陆军并非唯一希望将美国带入太空时代的军事部门。另一个强有力的竞争者是美国海军,其“先锋号”项目提议使用基于“维京”探空火箭的两级运载火箭将一颗小型卫星送入轨道。美国空军提交了两项类似的计划,使用洲际弹道导弹并顶部加装探空火箭作为上级,以发射小型有效载荷。

选择美国首个卫星计划的重任落到了唐纳德·夸尔斯身上,他是美国国家航空咨询委员会的成员,同时也是主管研发的国防部助理部长兼空军部长。夸尔斯随后任命了一个八人委员会。该委员会由喷气推进实验室的霍默·乔·斯图尔特担任主席,被称为斯图尔特委员会,由每个军种的两名代表和夸尔斯办公室的两名人员组成。

A Viking sounding rocket launch
美国海军/美国海军研究实验室

委员会认识到,“轨道器”项目最有可能成功,很大程度上是因为它是唯一一个拥有实际硬件支持的提案。但委员会也无法忽视它与纳粹武器以及美国军方的联系。“红石”导弹是以纳粹V-2技术为基础研制的进攻性中程弹道导弹,由一位前纳粹支持。

空军的提案也处于类似的困境。提出的发射系统不仅基于进攻性导弹,而且这些导弹当时只存在于纸面上。这些火箭似乎不太可能在国际地球物理年的时间框架内准备好发射卫星。空军的第三个劣势是其正在进行的侦察计划,这些计划在没有资源和人员重新分配到另一个项目的情况下进展顺利。

“先锋号”有所不同。尽管当时它也主要存在于纸面上,“维京”第一级是美国制造的探空火箭,没有作为进攻性武器的用途。海军的提案本身就宣扬了科学是一项和平事业,与军事联系相对较少的理想主义观念。

斯图尔特于1955年8月3日将决定付诸表决。有三票支持“先锋号”,两票支持“轨道器”,一位缺席成员强制弃权,另外两名成员因对导弹不熟悉而支持多数派。“先锋号”将成为美国的首个卫星计划。

A US Army Redstone missile
NASA/MSFC

当冯·布劳恩得知这个决定时,他感到震惊,当他得知缺席成员、来自密歇根大学天文台的弗朗西斯·查尔斯·麦克马思教授偏爱“轨道器”项目时,他的愤怒更是加剧了。这位工程师不禁想知道,如果麦克马思出席,是否会说服犹豫不决的投票者支持陆军的提案。冯·布劳恩开始修改“轨道器”提案,希望能改变斯图尔特委员会的集体决定,但他们仍然坚持原判。

然而,冯·布劳恩确实在斯图尔特本人那里找到了一个同情者。两人都坚信未经检验的海军系统最终会失败,而卫星发射的重任最终将落在陆军身上。陆军军械部也表示同意。于是,两人密谋将“轨道器”项目的能力保留下来,只是改了个名字,他们寄希望于复杂官僚的标签系统来掩盖他们的秘密。

“轨道器”项目进行了修改,用缩小版的“ sergeant”火箭取代了洛基火箭作为上部的三个级,并用一枚加长的“红石”火箭作为第一级。这种配置可以使卫星进入轨道,或者如果加上一个模拟的第四级,它将成为测试不同再入材料的理想系统。五枚导弹被分配给这个“再入测试计划”,其中包括“红石”导弹RS-27和RS-29。如果海军失败,而陆军被要求发射卫星,这些导弹可以在不到三个月的时间内重新配置以完成任务。

1956年9月,RS-27被重新命名为“朱庇特C”,“朱庇特”是为了赋予它与同名陆海军火箭计划相同的优先级,“C”表示这次发射是复合式再入测试飞行。在20日清晨,火箭从发射台升空,达到13,000英里/小时的最高速度,并在短暂的飞行中飞行了3,350英里。模拟的第四级被送到了682英里的最高高度。很明显,如果第四级正常工作,它本可以将卫星送入轨道。冯·布劳恩的系统奏效了。

RS-29在仓库里存放了一年多。1957年10月5日,就在斯普特尼克号进入轨道的一天后,冯·布劳恩在阿拉巴马州亨茨维尔的美国陆军弹道导弹局局长布鲁斯·梅达里斯将军指示这位德国工程师悄悄地开始准备火箭发射。 “先锋号”还在准备中,梅达里斯仍然确信海军会失败,他希望陆军做好准备,在关键时刻介入并挽救局面。

JPL’s William hold a model Explorer 1
美国国家航空航天局 (NASA)

它确实失败了。1957年12月6日,海军的“先锋号”火箭载着小型TV-3卫星,从发射台升空几英尺后便失去推力,然后落回地面。在此过程中,它撞上了发射结构,导致其机身和内部油箱破裂,引发了整个区域的大火。

这次失败给了陆军一个短暂的发射窗口,从1958年1月29日开始,只有三天;在此期间,海军仍然控制着卡纳维拉尔角发射场。陆军将RS-29运往佛罗里达州,开始准备其任务,当发射窗口打开时,火箭被竖立在发射台上。1月31日深夜,这枚火箭被重新命名为“朱庇特C”,与它的同伴一样,它从发射台上升空,并将微小的“探索者1号”卫星送入了轨道。

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我的学术背景是科学史,但我从小就对太空飞行感兴趣,那是在我小学时,我看到了一张两个宇航员在月球上的卡通画。我把七岁时对阿波罗计划的好奇心转化为一名太空飞行历史学家和自由撰稿人的职业生涯。

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