在《火箭女孩的崛起》一书中,科学作家娜塔莉亚·霍尔特向我们介绍了那些帮助喷气推进实验室(后来成为NASA JPL)声名鹊起的才华横溢的女性们。
20世纪40年代,实验室初创,火箭仍是疯狂的设想,第一批计算机是人类。而在JPL,计算者几乎全是热爱数学的女性。
在那个女性角色主要局限于家务和育儿的时代,JPL的女孩们计算着火箭探索太阳系所需的燃料以及飞行路线。后来,这些女性成为了首批计算机程序员,并最终成为NASA一些最重要任务的工程师——包括“旅行者”号,它传回了木星、土星、海王星和天王星的第一张照片。
她们的故事充满趣味、紧张和温情,为太空时代的崛起提供了新的视角。
以下是本书的节选,本书于上周上市。
苏·芬利和朋友们一起在午餐桌旁。她热爱自己的工作和同事。难的是回家。她疼爱自己的小儿子们,却与丈夫关系不睦。结婚十五年后,她无法再继续下去。在纠结于这个决定时,她一直想着:“我不想让我的儿子们认为婚姻就是这样的。”这个决定很痛苦,但她决定继续离婚,并寄希望于最好的结果。
远离家中的烦恼,苏正在为“旅行者”号任务的“大旅行”制定计算机程序。
喷气推进实验室的团队分析了数千种可能的轨迹,以确定“旅行者”号在太空中的路径。它们每176年一次的完美排列,非常适合探索木星、土星、天王星和海王星。
仅仅飞越土星就将是一个挑战。事实上,他们必须小心,不要在实验室外面提及他们访问天王星和海王星的计划。工程师们知道国会刚刚勉强批准了这次任务,如果他们提议延长行程,整个行动将处于危险之中。相反,他们将秘密进行,并希望在离开土星后获得授权。
西尔维娅·兰迪,现在拥有西海岸大学工程学硕士学位,已成为实验室的明星。她为“旅行者”号任务所做的编程一丝不苟,为这对双胞胎飞船设计了优雅的轨迹。
西尔维娅的任务尤其困难;她需要规划一条足够近的路径,以利用木星的卫星和土星环的引力,同时保持正确的排列,将航天器甩向天王星和海王星。为了确保万无一失,团队为“旅行者1号”规划了一条穿越太阳系的捷径,使其更接近木星和土星,而“旅行者2号”则将缓慢绕行,飞掠天王星和海王星。为了适应这个计划,“旅行者2号”实际上将首先发射。
1977年5月底,西尔维娅和她的约会对象坐在电影院里观看大片《星球大战》。西尔维娅很累,思绪一直萦绕在未能正常工作的计算机程序上。她很难放下代码放松;她一次又一次地检查着错误的命令。突然,屏幕上出现了星空景象。这是乔治·卢卡斯想象中的外太空的壮丽景象,西尔维娅被迷住了。她对着R2-D2咯咯地笑,觉得电影中的机器人和实验室里的机器人之间的区别很有趣,并且陶醉于酒吧场景中那些古怪的角色。和电影院里的其他人一样,她沉浸在故事中。后来,当他们离开黑暗的电影院,走向明亮的日光时,她感到精力充沛。就好像她有一个只有JPL的人才知道的秘密。她即将看到真实的外太空,一个无需好莱坞特效的景象。
1977年8月20日,“旅行者2号”位于卡纳维拉尔角发射场的一枚强大的泰坦-半人马火箭之上。当时是清晨,JPL的人们都充满了紧张。这些女性知道这是她们进行“大旅行”的唯一机会。行星们不会在三代人的时间内再次如此排列。
几乎是立即,事情就开始出错。首先,发射架上的车载计算机发生了故障。幸运的是,这是一个快速的修复,他们准备重新开始。肯尼迪航天中心的标志性发射时钟以四英尺高的数字倒计时至零。当火箭升空时,升腾起一股浓密的白烟,缓慢地离开地面。正如预料的那样,发射架被排气云吞没,几乎像天空降临人间一样吞噬了所有人和事物。由于火箭助推器的氧化铝排气,一道明亮的白光使观察者失明。短短几分钟内,一切都消失得无影无踪。
她即将看到真实的外太空,一个无需好莱坞特效的景象。
当火箭将航天器送入清晰的佛罗里达天空时,飞船开始变得困惑。就像在疯狂旋转中挣扎的人类一样,“旅行者”号遭受着机械眩晕,无法辨认方向。JPL的工程师们无助地看着。如果他们重启系统,它可能永远无法重新定向。整个任务都将付之东流,因为探测器将在浩瀚的太空中永远寻找方向。他们选择等待,希望计算机系统能够自行修复。很快,它的故障保护程序启动,飞船恢复了正常。
然而,一个小时后,又出现了另一个小插曲。半自主的“旅行者”号在处理又一次定向故障时,中断了与地球的通信。JPL任务控制中心感到紧张;这艘机器人似乎有自己的想法。然后,79分钟后,“旅行者”号找到了方向,通信恢复,飞船终于踏上了前往木星的旅程。
第二次“旅行者”号发射更加惊心动魄。它发生在9月5日,距离“旅行者2号”升空仅十六天。虽然它是第二艘发射的“旅行者”号,但它被命名为“旅行者1号”,因为它的太空轨道将让航天器超过它的双胞胎,使其先抵达土星。
这一天开始时看起来很有希望。佛罗里达的天空是深邃的蓝色,而加州的天还未破晓。这对于JPL的团队来说并不重要;他们挤在室内,等待倒计时。上午8点56分(佛罗里达时间),伴随着一道火红的光芒和尾气,载着飞船的火箭升空了。起初缓慢,然后稳定上升,很快就消失了,天空中卷曲的烟雾是其路径的唯一证据。
有些不对劲。在东西海岸,他们看着火箭缓慢地穿过大气层,速度有些太慢了。如果航天器无法达到逃逸速度,它在太阳系中的旅程将非常短暂。它将进入地球轨道,被引力捕获,无法再前进。他们同时耗尽了推进剂和时间。这艘飞船已经消耗了本不该消耗的1200磅燃料。罪魁祸首是推进剂管中的一个微小燃料泄漏。
在JPL,气氛紧张。他们无助地坐着;他们无能为力。然后,在剩下3.4秒推进剂时,火箭成功了,在第一级泰坦燃料箱脱落之前挣脱了引力链。整个团队如释重负。“旅行者1号”已经达到了足够高的轨道。
现在,工程师和计算员将注意力转向了第二级半人马座火箭,他们知道这些火箭含有额外的燃料,足够,他们希望,可以将飞船推向前往木星的轨道。然而,燃烧所有这些燃料直到燃料箱排空存在风险。燃料箱的壁是薄薄的不锈钢条,厚度不超过一枚硬币。燃料箱的设计就像一个气球,仅靠推进剂的支撑才能充气。这种设计非常适合减轻火箭的重量。但是,一旦燃料箱排空,壁就会塌陷,可能沿接缝撕裂。如果发生这种情况,可能会引发爆炸,摧毁飞船。
任务控制中心的飞行控制员们等待着,火箭滑入预期的位置,然后再次点火半人马座火箭。第二次,他们运气很好。在燃料箱完全排空前的几秒钟内,飞船顺利进入了正确的轨道,可以抵达木星。几乎排空的燃料箱掉了下去。
最终的星际之旅开始了。
娜塔莉亚·霍尔特是一位科学作家,著有《火箭女孩的崛起:推动我们从导弹到月球再到火星的女性》和《治愈:战胜艾滋病的人们》。她的文章曾刊登在《纽约时报》、《洛杉矶时报》、《大西洋月刊》、《石板》、**《大众科学》**和《时代》杂志上。她住在波士顿。