1.人類對飛行的最初探索
自古以來人類就懷有飛行理想，這種理想來自生產、生活和對自由飛行的向往。但在社會生產力低下的年代，這種理想始終不能實現，只能在神話和傳說中寄托自己的渴望。
中世紀歐洲不斷有人對飛行做出勇敢的嘗試，他們用羽毛做成翅膀，從塔上或高處跳下，試圖模仿鳥的飛行，結果往往以失敗告終。在很長的一段時期內，人類對飛行的探索進展緩慢。文藝復興時期的達·芬奇科學地研究了飛行問題，但他的研究成果直到19世紀后期才為后人發現，對航空的發展未起到應有的作用。17世紀后期意大利的G.A.博雷利探討了人類肌肉與飛行的關系后，證明“人類靠自己的體力做靈巧的飛行是絕對不可能的”。
早在五代時期（公元907-960年），中國人就使用過原始的熱氣球——孔明燈。在西方，13世紀的R.培根曾提出將稀薄空氣或液體燃料充入薄壁金屬球中，使它在空氣中上升的想法，但首次制造成功載人氣球的是法國蒙哥爾費兄弟。他們于1783年6月4日進行了自己制作的熱氣球表演。1783年9月19日他們用一只更大的熱氣球，載上羊、公雞和鴨各一只，飛行8min后安全降落。1783年10月15日F.P.羅齊埃乘熱空氣氣球上升到26m的高度，飛行了4.5min。同年11月21日他和M.達爾朗德又乘熱空氣氣球做了一次自由飛行，在約1000m的高度上用25min飛行了約12km。這是人類乘航空器的第一次空中航行。
蒙哥爾費的氣球引起了法國科學院的注意。法國物理學家查理認識到對于提供升力來說，氫氣比熱空氣更有效，他用涂以橡膠的綢制成了氫氣球。1783年8月27日，氫氣球在巴黎上升到約915m的高度，飄行了約25km后降落。查理后來又制造了一只更大的氣球，球下系以可載人的吊籃。1783年12月1日，他和一位同伴乘這只氣球在空中飄行了50km，留空時間超過2h。
18世紀末到19世紀初，氣球主要用于軍事、體育運動和科學試驗。20世紀20年代后，出現了用氦氣代替氫氣作為浮升氣體的氦氣球，它比氫氣球安全，但價格昂貴。
氣球隨風飄流，不能控制前進方向。帶有動力且可操縱的氣球即飛艇，是輕于空氣的飛行器合乎邏輯的發展結果。早期曾有人在氣球上裝帆、槳或翼片，但這些措施都未獲效果。最早的飛艇是法國人H.吉法爾于1852年制成的蒸汽氣球。其氣囊形如雪茄，下懸吊艙，上裝蒸汽機，帶動3葉螺旋槳，并有方向舵。1852年9月24日，吉法爾駕駛這艘飛艇由巴黎飛到特拉普斯，航程約28km，速度約10km/h。早期的飛艇都是軟式或半硬式的。19世紀末鋁問世后，有人用鋁做骨架，用薄鋁板做氣囊外殼，制成了硬式飛艇，上面裝一臺8.8kW的4汽缸汽油內燃機，于1897年11月3日升空飛行。
在飛艇方面，德國的齊伯林伯爵獲得了最大成就。1894年他完成了硬式飛艇設計，1900年制成LZ-1號飛艇，長128m，容積約11300m3。1909年齊伯林創設了德國航空運輸有限公司，1910年6月22日開始用LZ-7號齊伯林飛艇做載客定期飛行，飛行距離共193km。LZ-7號飛艇可載20人，裝有3臺88kW的活塞發動機，巡航速度為60km/h。這是最早的空中定期航線。
第一次世界大戰前后是飛艇發展的鼎盛時期，德國建立了齊伯林飛艇隊，用于海上巡邏、遠程轟炸和空運等軍事活動。飛艇體積大，速度低，飛行不靈活，極易受到攻擊和損壞。第一次世界大戰后，齊伯林公司又造了兩艘巨型飛艇——“齊伯林伯爵”號和“興登堡”號，在歐洲到南美和美國的商業航線上飛行。“興登堡”號是當時最大的飛艇，容積為200000m3，長245m，內部陳設豪華，可載75名旅客，速度為130km/h。它于1936年3月4日開始飛行。1937年5月6日從德國飛往美國時，在美國新澤西州萊克赫斯特上空，它的上部垂直尾翼忽然起火，火焰蔓延至全艇，36人遇難，從此結束了飛艇早期的商業航行。
2.萊特兄弟為何成功？
在人類利用輕于空氣的航空器飛行成功的同時，許多航空先驅者對重于空氣的航空器——飛機也在進行探索和試驗。當時人們不敢想象比空氣重的物體能飛上藍天。許多知名的科學家斷言比空氣重的物體無法飛上天空。法國著名數學家勒讓德（A.M.Legendre，1752-1833）就是最先反對制造飛機的人，他認為制造一種比空氣重的裝置進行飛行是異想天開。能量守恒原理發現者之一、德國的物理學家亥姆霍茨（H.von.Helmholtz，1821-1894）對飛機大潑冷水，他從物理學的角度論證了機械系統的飛行根本沒有希望，純屬空想。英國皇家學會主席、享譽全球的開爾文爵士（L.Kelvin，1824-1907）斷言：比空氣重的飛行機器要飛上天是不可能的。
19世紀初，英國的G.凱利首先提出了利用固定機翼產生升力，以及利用不同的翼面控制和推進飛機的設計概念。由多年來嘗試的撲翼轉向定翼，是飛機走向成功之路的第一步。他在仔細地研究了鳥類飛行之后，認識到鳥翼的功能可分解為升舉和推進兩部分。1809年，凱利在其著作中寫道：“全部問題是如何應用足以抵抗空氣阻力的動力來使翼面支持一定的重量。”這就是動力飛行的基本原理。1849年，他制成一架滑翔機，將一個10歲的小孩帶到幾米高的空中。1853年，他又制成一架新的載人滑翔機，帶著他的馬車夫飛了幾百米。由于當時沒有一種動力裝置具有足夠大的推力重量比，所以不可能實現動力飛行。
為了飛機的成功飛行，必須解決升力、動力和穩定操縱問題。許多人利用蒸汽發動機對動力飛行做了探索。1882年，俄國的莫扎伊斯基曾使其單翼機沿斜坡下滑做動力跳躍。1890年，法國C.阿代爾的蝙蝠式飛機由平地做了躍飛。他們的飛機飛行距離很短，無法說明飛機是可操縱的。1883年，活塞發動機問世。20世紀初，美國科學家S.P.蘭利制造了安裝活塞發動機的飛機，但在1903年的兩次試飛均遭失敗，其原因主要是沒有解決飛機的穩定操縱問題。
當時，有少數人沿著另一條道路對飛行進行了探索，他們從試飛滑翔機開始，先使滑翔機穩定地飛行并能操縱，然后再加上動力，這個途徑恰是成功的道路。這條道路的創始者是德國的李林達爾。他從1867年起研究滑翔，1891年設計并制成一架滑翔機，1893—1896年做了約2000次滑翔飛行，滑翔距離曾達300m。他的最終目的是在滑翔機上安裝發動機，實現動力飛行。遺憾的是他在1896年的一次飛行中因滑翔機失事而遇難。沿著李林達爾的道路繼續探索的是在法國出生的美國土木工程師查紐特。他從1875年開始對飛行產生興趣，畢生收集和編輯其他研究者的成果，于1894年出版了《飛行機械的進展》一書。1896年查紐特采用橋梁設計技術改進了李林達爾的雙翼滑翔機，并做了幾百次成功的飛行，飛行距離達幾百米。
W.萊特和O.萊特兩兄弟是美國自行車技師。他們在李林達爾滑翔飛行活動的鼓舞下對航空產生了濃厚的興趣。萊特兄弟讀了查紐特的書后，與他建立了通信聯系，查紐特便成了萊特的顧問和知己。他們制造了滑翔機，進行飛行操縱試驗，又自行設計和制造了風洞，在風洞中他們把不同的機翼模型懸掛在風洞天平上，以測定機翼的氣動力。他們在風洞實驗的基礎上設計制成新的滑翔機，在1902年9～10月，進行了近千次飛行，取得了完全成功。于是他們決定進行動力飛行。1903年，萊特兄弟設計和制造了“飛行者”1號飛機，這架飛機采用8.8kW的水冷4缸活塞發動機和高效率的螺旋槳。機體主要為布、木材加鋼管的結構。空氣動力外形為“鴨式”，即兩個升降舵在前，兩個方向舵在后。機翼面略呈弧形。橫側穩定操縱靠兩側向上下相反方向扭轉的翼尖來保證。機翼翼展12.3m，飛機重約340kg。1903年12月17日，萊特兄弟駕駛“飛行者”1號飛了4次。第四次飛得最遠，約260m，留空59s，這是人類最早的持續的動力飛行。
由此可見，萊特兄弟沿著李林達爾開辟的道路，吸取了前人的經驗，成功地實現了人類第一次動力飛行，在航空史上作出了劃時代的貢獻。
人類發明飛機的不平凡歷程，給了我們許多有益的啟示！第一，現有的知識體系并不能解釋和判斷所有的事情。那些斷言飛機不能上天的學者們，失誤的原因在于僅知道流體靜力學的阿基米德原理能使輕于空氣的物體飛行，而不知支持飛機飛行的是流體動力學的伯努利定律。第二，敢于探索、勇于實踐的精神從本質上講是一種科學精神。敢于打破思想僵化的這種科學精神是人們永遠取之不盡的財富。第三，正是那些不迷信權威、突破傳統、勇于創新的探索者開創了人類在藍天飛翔的新時代。
3.軍用飛機成為戰爭之神
20世紀上半葉相繼發生了兩次世界大戰，航空科學技術與兩次戰爭的相互影響，讓軍用飛機成為新的戰爭之神。在第一次世界大戰中，飛機開始大規模用于軍事目的。飛機起初用于偵察和照相。1914年8月22日，協約國的飛機在比利時前線進行了第一次偵察，從而發展了偵察機。偵察機在空中相遇時，飛行員常用手槍射擊，于是產生了“控制天空”、驅逐敵機的需要，出現了驅逐機（后稱為殲擊機）。此后又出現了轟炸機和強擊機。第二次世界大戰引起了航空工業的第二次大發展，參戰飛機數量劇增，性能迅速提高，空軍發展成為對戰爭全局有決定性影響的一個軍種。飛機氣動外形的改進、燃氣渦輪發動機和機載雷達的應用，大大提高了飛機的作戰效能。
在20世紀中后期發生的幾次大規模的局部戰爭中，各國空軍都力圖在作戰飛機方面壓倒對方。隨著軍用航空科學技術的發展，在20世紀90年代發生的海灣戰爭、科索沃戰爭，以及在21世紀初發生的阿富汗、伊拉克戰爭中，作戰飛機的作用強化了人們對它的認識。人們沒有料到的是，恐怖分子竟然利用兩架先進的客機，點燃了戰爭的導火索。
新的戰爭樣式對作戰飛機提出了更高的要求。在軍用航空器方面，未來的作戰飛機將進一步向信息化、智能化和一體化的方向發展。作戰飛機以信息技術為基礎，通過數據鏈與戰場上的C4ISR系統及有關裝備組合成一體。作戰飛機將提高突防能力和戰斗生存能力，裝備高性能的發動機，提高飛機的高低空性能和短距垂直起降能力，提高電子對抗環境下的作戰能力。新型戰斗機要具有更出色的空戰格斗能力，確定的使用過載設計參數均超過9g（重力加速度）。有的國家正設法進一步提高飛行員自身的承受高過載能力，以進一步發揮戰斗機的機動性能。新型戰斗機將具有非常規機動、高敏捷性和超聲速巡航能力。還要求具有良好的短距起降能力，所需的跑道長度限制在500m以內，并具有良好的隱形性能，兼有一定的對地攻擊能力。此外，還要求簡單可靠，易于維護，再次出動準備時間短等。
為了實現這些要求，新型戰斗機將采用一系列新技術，如鴨式布局、直接力控制、電傳操縱、數據管理和變循環發動機等，進而實現飛機各系統操縱的一體化，戰斗機中各種數據的記錄、計算自動化，機載計算機選定方案的最優化，以及飛行員所需數據、信號和指令的信息化。戰略轟炸機將具有更強的突防能力。戰略偵察機將裝有高性能的光電偵察設備。直升機將采用新型旋翼。無人機的地位和作用將進一步提高，數量也將增加。
在21世紀的空戰中，新型戰斗機采用的武器仍將是中遠程攔射導彈、空空格斗導彈、精確制導炸彈和航炮并用，但武器性能將大大提高。航空武器的長足進步將使戰爭的樣式發生變化。由于激光、粒子束、微波束和離子束等定向能武器系統的應用，傳統的空軍作戰戰術觀念將改變，作戰原則也會隨之發生根本變化。以大量飛機編隊方式展開的“大兵團”作戰有可能造成不可承受的消耗，兵力優勢不再是戰場力量對比的主要標準。在科索沃戰爭中，美國憑借70多天的空中打擊，迫使南聯盟接受了停火協議。這是空中打擊制勝的例子。新航空武器和裝備的出現，使各種武器的射程更遠、速度更快、火力更強、準確度更高，導致對人員的殺傷、對設施的破壞、對財力的消耗將達到空前巨大的程度。美國F-14戰斗機的武器系統，使用“不死鳥”空空導彈可以在160km以外同時攻擊多達6架飛機。美國的“突擊破壞者”計劃要求遠程警戒系統和武器投送系統一體化使用，能夠同時投擲多達30～40枚末制導導彈，能使其獨立擊中每個目標，還可以擊中在廣闊空域中飛行的30～40個單機目標。此外，空戰指揮將實現高度自動化，作戰時間將更加短促，作戰的突然性將增大，電子戰和信息戰能力將大大加強，并成為決定勝負的重要因素。
4.導彈催生時代風云
現代導彈是在現代火箭的基礎上發展起來的。中國是火箭的故鄉。盡管我國古代的火箭技術還很原始，但是，中國古代火箭的反作用推進原理，卻是近代火箭技術的基礎。第二次世界大戰前的德國，在火箭技術上處于領先地位。1933年，德國火箭專家多恩伯格和布勞恩一起領導的小組著手研制兩種火箭，一種是彈道式火箭，另一種是外形酷似飛機的飛航式火箭。1937年冬季，他們進行了火箭的飛行試驗。當火箭點火上升到幾百米高空時，火箭發動機突然熄火，很快就墜入大海，試驗失敗。后來，繼續經過艱苦的努力，終于在1942年10月13日，成功地把改進后的A-4火箭送上藍天。A-4火箭后來被命名為V-2導彈。兩個月后，布勞恩等人研制的另一種飛航式火箭獲得成功。這種火箭被命名為V-1導彈。就這樣，世界上第一枚彈道式導彈和第一枚飛航式導彈，于1942年年底相繼在德國誕生。V-1導彈是飛航式導彈，總質量為2200kg，彈長7.6m，最大直徑為0.82m，翼展5.3m，使用脈沖式空氣發動機，戰斗部裝藥700kg，以550～600km/h的速度飛行時，航程可達370km，飛行高度為2000m。發射時用彈射器彈射升空，然后按預定彈道自動操縱導彈飛行。V-2導彈是一種裝有專用控制設備，能自動控制飛行速度和彈道的世界上第一個可控導彈武器。V-2導彈質量約13t，長14m，最大直徑為1.65m，戰斗部裝藥1000kg，采用新型液體發動機推進，能以5倍聲速（5400km/h）的最大速度飛行，彈道高度為80km～100km，射程為320km～480km。1944年，蘇軍開始對德軍全面反擊，德軍在東線戰場節節敗退。1944年6月6日早晨，盟軍在諾曼底地區實施大規模登陸，開辟歐洲第二戰場，德軍腹背受敵，面臨徹底覆滅的命運。戰爭狂人希特勒垂死掙扎，把剛剛裝備部隊的秘密武器V-1和V-2導彈亮了出來，企圖用V-1、V-2導彈對英國進行襲擊，以挽救敗局，但希特勒最終也沒能挽救其滅亡的命運。不過，這兩種導彈的出現，使導彈作為第二次世界大戰后最重要的一種武器，進入了一個新的發展階段。
第二次世界大戰之后，各國都十分重視發展導彈。20世紀50年代以后，科學技術取得了飛速發展，近代力學、高能燃料、特種材料、無線電電子技術、電子計算機技術、自動控制、精密儀表和機械等領域的發展，為導彈武器提供了進一步發展的基礎。在這種情況下，蘇聯于1957年10月成功地發射了第一顆人造衛星和洲際彈道導彈，并成功地研制出核導彈，在世界上處于領先地位。美國為了趕上蘇聯在導彈技術方面的優勢，從1957年開始，加緊發展中程和洲際導彈，迅速彌補了當時與蘇聯在導彈方面的差距。
核導彈的發展又激起了美蘇的激烈軍備競賽，進一步引發了古巴導彈危機，使世界局勢處于千鈞一發之際。古巴獨立后，1961年4月發生了美國企圖推翻卡斯特羅政權的吉隆灘事件。蘇聯以“保衛古巴”為名，從1962年7月下半月開始，把中程導彈秘密運進古巴，以加強對美國的威懾力量。1962年10月，美國的U-2高空偵察機，發現蘇聯在古巴部署了進攻性的導彈和運載核武器的伊爾-28重型轟炸機基地。肯尼迪政府隨即做出強烈反應，40艘美軍艦艇和2萬名海軍戰斗人員對古巴實施了封鎖，美國全球的軍隊立即進入緊急狀態。一場震驚世界的古巴導彈危機的帷幕拉開了。10月22日，肯尼迪發表演說，并警告赫魯曉夫：“從古巴發射的任何導彈都將被認為蘇聯向美國的襲擊，必將招致美國對蘇聯的全面報復。企圖闖越封鎖線的任何船只，都將被美國海軍擊沉。”此時，核戰爭已迫在眉睫，戰爭的陰云比此前或此后的任何時刻都要濃重。最后，事情終于出現了轉機，當天下午6點鐘（莫斯科凌晨1點鐘），赫魯曉夫的一封感情激動的長信，通過美國駐莫斯科大使館與美國國務院之間的專線電傳打字機，傳送到了美國。蘇聯總理第一次承認在古巴有蘇聯導彈，他說，他建議不再往古巴運送武器，只要肯尼迪答應不進攻古巴，可以把古巴境內的武器撤除或毀掉。自人類進入核時代以來，在美蘇軍備競賽和爭奪世界霸權的激烈斗爭中，沒有任何一次危機達到如此驚心動魄的程度。古巴導彈危機，不僅使研究戰爭和國際關系的人們感興趣，而且值得生活在和平時期的人們去回顧和思考。
5.冷戰時代的太空對抗
1957年10月4日，蘇聯成功地用彈道式導彈SS-6，發射了人類第一顆衛星，揭開了世界航天發展的序幕，同時也引發了一場最初的太空對抗。從此，以美國和蘇聯為代表的有能力開展航天科學技術研究的國家，爭相開始對地球以外的外層空間進行開發和利用。其中，在太空領域以軍事為目的的各種活動，已經形成了21世紀的太空戰場。圍繞地球軌道運行的衛星、空間站、航天飛機及其他航天飛行器，頻繁地被賦予軍事目的。對于生活在地球上的人類來說，外層空間是無可比擬的戰略制高點。
許多美國人認為，蘇聯成功發射衛星是對美國政治和技術信譽的嚴重挑戰。當時的《紐約時報》號召美國要“為生存而戰”。1957年11月，時任美國空軍參謀長的懷特就宣稱：“誰有能力控制天空，就能控制在它下面的陸地和海洋……將來誰有能力控制太空，也會同樣擁有控制地球表面的能力。”在蘇聯發射衛星后的六個星期，美國軍方就提出了一個反衛星計劃。20世紀60年代初，美國總統肯尼迪也明確指出：“爭奪太空霸權是未來10年的主要內容。哪個國家控制了太空，它就控制了地球。”
在蘇聯成功發射衛星時，當時的美國總統艾森豪威爾卻十分冷靜。他認為衛星作為武器的功能是十分有限的，主張要重點發展冷戰時期十分有用的偵察衛星。他認為偵察衛星對美國比對蘇聯更有價值。1960年8月，他授權成立了國家偵察局（NRO），并將一項絕密的偵察衛星計劃“日冕”劃歸給新組建的NRO主管。冷戰期間，一些美國偵察飛機沿著蘇聯邊境偵察，有時甚至冒險越過邊境，以探測蘇聯防空雷達的能力或截取無線電通信情報。但是航空偵察畢竟受限，無法深入蘇聯的廣闊腹地。“日冕”衛星為窺測蘇聯的秘密立下了汗馬功勞。“日冕”衛星發射了多個試驗衛星，自第14顆衛星開始回收照片，到1972年計劃結束為止，共執行了145次任務，其中成功102次。它秘密拍攝了蘇聯全部的導彈設施；弄清了傳聞中的美國落后于蘇聯的“導彈差距”并不存在；在“古巴導彈危機”中，為肯尼迪總統提供了關于蘇聯核武器數量的準確估計；對蘇聯新潛艇的建造、下水以至服役情況進行了跟蹤；監視了蘇聯對第一階段限制戰略武器條約的執行情況等。接著，美國又發展了軍用的導航、預警、通信等衛星，并將軍用衛星技術轉移到民用衛星上。經過艾森豪威爾和肯尼迪兩代總統的努力，在1961年12月，聯合國批準了《太空物體合法登記法》，承認了衛星的跨領空飛行。艾森豪威爾的決策，為美國軍用衛星的發展奠定了基礎。
1961年，蘇聯又率先實現了載人航天。面對挑戰，美國軍方對載人航天的軍事應用也十分動心。他們設想了載人軌道器的軍事功能，包括偵察、反衛星、對地轟炸等，并先后制訂了一系列的軍用載人航天器發展計劃，如美國空軍的“X-20計劃”和“載人軌道實驗室（MOL）計劃”。X-20又稱Dyna-Soar，早在1958年就開始進行，其目的是發展一種小型實驗性帶翼的載人航天器。它的外形類似于美國今天的航天飛機軌道器，用“大力神”-3火箭發射。由于技術、經濟等原因，這個計劃于1963年10月被撤銷。后來，美軍也在航天飛機上進行過部分載人航天的軍事偵察試驗。“載人軌道實驗室”實際上就是一個小型軍用載人空間站。它由兩部分組成：“雙子星座”B型座艙和圓柱形實驗室。“雙子星座”B型座艙是在“雙子星座”飛船的基礎上改進而成的。“載人軌道實驗室計劃”于1969年被取消。與此不同，20世紀60年代中、后期，蘇聯開始設計和研制“禮炮”號空間站。1971年4月發射“禮炮”1號，隨后又繼續發射了7個。其中2號、3號和5號是軍用空間站，主要進行載人航天的軍事試驗。但由于種種原因，蘇聯和美國的載人航天軍事試驗都未繼續下去。另外，肯尼迪在加加林上天后兩天，就決定向月球進軍，力求用一場太空技術比賽來勝過對手，并取得了預期的效果。
1983年3月23日，美國總統里根宣布將實施《戰略防御倡議（SDI）計劃》，人們把它稱為“星球大戰計劃”。它挑起了地球上空前激烈的軍備競賽。該計劃的基礎是前美國退役中將格雷厄姆的“高邊疆”理論，這個理論鼓吹美國把戰略目光投向太空。雖然這個計劃并不是導致蘇聯解體的直接原因，但它確實加速了這個超級大國的衰敗，成為“壓斷蘇聯脊梁的最后一根稻草”。
6.擊落衛星：437計劃揭秘
1964年9月，美國總統約翰遜在競選連任的旅行中宣布，美國已經具有反衛星能力，可以攔截威脅美國安全的衛星。第二天，國防部長麥克納馬拉宣布美國已進行了反衛星武器的試射，它們成功地攔截了衛星。他還指出，這些武器是陸基上升系統。后來美國空軍逐漸透露了美國存在一個絕密的發展反衛星的計劃，即437計劃。這個計劃與借助核導彈在高空爆炸產生的毀傷效應，擊毀在太空運行的衛星有關。
在蘇聯發射第一個人造衛星時，美國利弗莫爾實驗室的一位物理學家尼科爾斯·克里斯托菲洛斯提出了一個設想：一個核裝置在太空或高空爆炸時，它能提供足夠的能量來產生帶電粒子，足以摧毀衛星或使衛星的電氣部件和電子系統失效、殺死航天器上的航天員、干擾軍用通信線路和破壞反導彈系統。1958年8月，美國首次利用火箭進行太空核爆炸試驗。對在軌道上運行的“探險者”4號衛星的測量結果表明：上述物理學家的設想是可行的。隨后，又進行了兩次核爆炸試驗。1962年7月，美國利用雷神中程彈道式導彈，在120km的高空引爆了一個較大的“海星”核彈頭。核爆炸產生的電磁脈沖嚴重地破壞了三個在軌道上運行的衛星的太陽能電池板和其他電氣部件。之后，又在較低的100km進行了兩次高空核爆炸試驗。
在這些試驗之后，美軍就執行了發展反衛星武器的計劃。其原因是美軍十分擔心蘇聯會在發射衛星的火箭和軌道技術的基礎上，研制成功洲際彈道式導彈和太空武器。特別是赫魯曉夫關于蘇聯有能力將核武器送入太空的說法，使美國政府深感不安。在這種背景下，幾個秘密的反衛星計劃，包括著名的437計劃就出籠了。
437計劃是著名的時任空軍導彈部隊司令的伯納德·施里弗將軍提出來的，1962年11月國防部長麥克納馬拉批準了這個計劃。這個計劃是將現成的“雷神”運載器和現存的彈頭、發射臺，以及防空司令部分布在世界各地的探測、跟蹤、通信和指揮控制的基礎設施，集成為一個實用的反衛星系統。這個計劃使用兩個空軍基地，一個是位于夏威夷西南偏西的約翰斯頓島，它為兩枚處于待命狀態的“雷神”運載器提供發射臺；另一個是范登堡空軍基地，它為約翰斯頓島提供支援和訓練。選擇約翰斯頓島的原因是其地理位置可確保在敵方衛星飛抵美國大陸之前就能進行攔截。這個計劃首先在1964年2～5月進行了四次試射。前三次均取得了成功，但第四次試射卻失敗了。事故原因是“雷神”運載器助推器的火焰燒毀了控制發動機的電纜。在這之后，又進行了多次作戰訓練發射。例如，1965年4月進行了第二次作戰訓練發射，其任務是攔截一顆已失效的“子午儀”2A海軍導航衛星。當時，發射了一顆帶有假彈頭的“雷神”導彈，彈頭進入了距“子午儀”2A衛星約1650m的范圍，試驗取得了成功。后來，由于多種原因，1969年9月，美國空軍決定在1973年6月30日終止這個計劃。限制這個計劃發展的原因首先是“雷神”運載器的數量很少；其次是雷達的探測能力有限，使得探測目標后做出反應的時間很短；三是約翰斯頓島的安全性相對較低，例如1966年試射期間，蘇聯的潛艇距約翰斯頓島只有16km，約翰斯頓島已處在攻擊范圍之內；四是極強的熱帶風暴很可能摧毀整個島嶼，1972年8月的颶風摧毀了約翰斯頓島的發射設施和計算機；最后，一個更重要的原因是用一枚核彈頭來摧毀一顆敵方的衛星，就等于宣布一場核戰爭的開始，就算沒有引發一場核戰爭，殘留的幅射和電磁脈沖效應也會造成嚴重的后果。
實際上，美國陸軍在空軍執行473計劃的同時，也執行了一項505計劃。這個計劃采用“奈克-宙斯”反導彈導彈。雖然這種導彈也能帶核彈頭，但它的射程和有效載荷都無法與“雷神”運載器相比。這個計劃也進行了多次試驗。1963年5月，“奈克-宙斯”系統擊中了一顆在軌的Agena-D衛星。1963年8月，美國陸軍宣布505計劃可投入使用。但由于雷達能力有限和有效載荷太小，麥克納馬拉在1964年下令505計劃進入非作戰狀態。
7.理性看待美國阿波羅登月
2013年8月2日，被困在莫斯科機場數周之久的美國前情報機構雇員斯諾登，獲得俄羅斯政府的許可，進入俄羅斯境內。當天，我國某報發表題為《斯諾登：俄才是首個探月國家》的報道稱，斯諾登獲得“自由”后第一時間通過推特發布信息：“我相信是俄羅斯首先探索的月球”。此前有英國媒體透露，斯諾登手中掌握有揭露美國1969年的登月是造假的機密文件，并稱這條消息“再次引發了網友們對當年美國‘阿波羅登月’造假的熱議”。
這個報道，經我國眾多媒體轉發，影響甚大。后來，我國有媒體經過調查，認為這條“斯諾登”所發推文的賬號，很可能并非斯諾登本人，因此“登月造假”的推文被疑非斯諾登發布，但至今未曾見斯諾登對此有任何回應。
確實在世界上有許多人，包括一些美國人，都懷疑過美國“阿波羅”登月計劃可能造假。當然，從科學的角度對此提出懷疑，是無可厚非的。
懷疑者提出的許多疑問，美國航天局都作了科學的回答。其中的一個疑問是為什么公布的照片上月球表面的美國國旗是飄揚的。因為月球上是高真空，阻力幾乎沒有，發生阻尼振動的可能性很小。美國航天員插上美國國旗時，肯定會有振動。這就導致旗幟不停地抖動，仿佛隨風飄揚。另一個疑問是美國第一個登月的阿姆斯特朗為何長期對登月的細節保持沉默。2010年12月，阿姆斯特朗在回應美國國家公共電臺問他為何在月球只走了“一小步”時說，首次登月只走了幾步的主要原因，在于他們擔心用水冷卻的航天服無法適應月球環境而破裂。他說：“我們身處在接近真空、氣溫超過200華氏度、重力只有地球1/6的環境，這與地球環境截然不同，當時在沒有任何數據做參考的情況下，我們不知道航天服背后的小水箱能支持多久。”這種身穿未經考驗的航天服，首次登上月球的謹慎心理，顯然是十分真實的。2011年9月，美國航天局公布了當年8月，由“月球勘測軌道飛行器”拍攝的“阿波羅”飛船登月點的高分辨率照片，展示了“阿波羅”12號、14號及17號登月點的清晰圖景，其中一張照片上還能看到美國航天員在1972年最后一次登月時所留下的足跡，再次提供了美國曾執行登月計劃的證據。
我國探月工程首席科學家歐陽自遠院士曾對“阿波羅”號帶回的0.5g月球巖石樣本進行過研究，確認樣本采自月球，甚至還確認了采集地是否有光照等一系列細節。歐陽自遠還表示，“阿波羅”計劃對整個人類影響深遠。他說：“人類目前關于月球的知識，90%以上是‘阿波羅’計劃得來的。”
世界航天界的大多數人，目前都認為美國登月是真的。其原因首先是“阿波羅”登月當時是在全球實況轉播的，近億人親眼看到。另外，航天員還從月球帶回了一些實物，如巖石。其次，美國航天局有成千上萬的科技、工程人員，絕大多數人都不會視嚴肅的科學探索為兒戲。如果登月計劃是一場騙局，不僅全體參與者的人格將受損，而且讓幾萬人守著謊言過幾十年，也實非易事。
我國的航天事業在應用衛星、載人航天和月球探測方面，都已取得了巨大的成績，但與美國還有不小的差距。我們固然可以科學地分析美國的航天成果是否造假，但不應出自嫉妒之心。我們仍應努力學習美國的先進技術，還應認真總結美蘇那場太空競賽的教訓。當年為了冷戰，美國傾盡全國力量實施的“阿波羅”登月計劃，經實踐證明是不可持續發展的，也是不可能再現的。當年美國登月用的“土星5號”火箭，從1973年最后一次發射后，就再也沒有使用過，其生產線已經拆除，火箭本身也只能靜靜地躺在展覽大廳里，任人參觀和興嘆！
記得魯迅先生在《熱風》中曾說過：“但是想在現今的世界上，協同生長，掙一地位，即須有相當的進步的智識、道德、品格、思想，才能夠站得住腳：這事極須勞力費心。”為了實現中國的航天夢，我們肯定還須加倍勞力費心。
（2013-08-16）
8.阿姆斯特朗的光芒與代價
2012年8月25日，踏上月球第一人，美國前航天員尼爾·阿姆斯特朗因心臟手術并發癥而去世，享年82歲。緊隨他踏上月球表面的巴茲·奧爾德林為此悼念說：“每當我仰望月亮，都會想起40多年前的時刻。在那個時刻，我知道盡管我們兩個人遠離地球，但我們并不孤單，全世界都在與我們同行。”美國總統奧巴馬25日發表聲明，盛贊阿姆斯特朗是美國歷史上最偉大的英雄之一。不單是他的時代，而是所有時代的英雄。奧巴馬說：“當尼爾第一次踏足月球表面時，他實現的人類創舉永遠不會被忘記。他的探索精神，將一直活在那些致力于探索未知世界的人們心中。其遺產永存，閃耀著他教給我們的這一小步巨大力量的光芒。”
1969年7月20日，全球數以億計的觀眾，經黑白電視機屏幕，見證了阿姆斯特朗身穿白色航天服走出阿波羅11號登月艙，在月球表面首次留下了人類的足跡。阿姆斯特朗用左腳首先踏上月球后告訴全球觀眾：“這是個人的一小步，卻是人類的一大步。”
當阿波羅11號飛船抵達月球時，由于登月艙燃料箱漏氣，導致登月艙飛向月球速度過快，差點墜毀在巨巖和亂石之上。幸運的是，阿姆斯特朗臨危不亂，在登月艙燃料耗盡前30秒及時找到安全著陸地點，駕駛登月艙成功地降落到月球表面。他說：“月球表面是纖細的粉末狀的，像木炭粉一層一層地粘滿我的鞋底和鞋幫。一步踩下去不到一英寸深，也許只有1/8英寸，但我能在細沙似的地面上看出自己的腳印來。”在他下艙后19分鐘，奧爾德林走到他身旁說，“美啊，美啊，這壯麗的凄涼景色！”
阿姆斯特朗1930年出生于俄亥俄州的沃帕科內塔，一生熱愛飛行。20世紀50年代，阿姆斯特朗作為美國海軍戰斗機飛行員，參加了朝鮮戰爭。1955年，他加入美國航天局，成為一名高速飛機的試飛員，曾在多種飛機包括高超聲速試驗機X-15上，執行超過900架次的飛行試驗任務。1966年，他擔任了“雙子星座8號”的指令長，當時飛船曾一度失去控制，幾乎讓他命喪太空，不過最后還是成功地完成了交會對接任務。兩年后，阿姆斯特朗在模擬執行一個登月任務時，從30米高空“墜地”，如果那次是真實飛行，他將必死無疑。38歲時他就被選定為阿波羅11號的指令長。可是在他成功登月后不久，他就宣布不會再次進入太空了。
面對登月成功后的巨大榮譽，阿姆斯特朗卻十分低調。他曾說：“我不是被選擇為第一人，是當時的形勢迫使我擔當起那個角色，并不是之前計劃好的。”每當談到“登月”，阿姆斯特朗從來不忘記提到，正是由于40萬人的不懈努力，才使他踏上月球成為可能。有人曾問他對于自己的腳印將永留月球有何感想，他回答道：“希望未來有人上去把我的腳印擦掉。”
阿姆斯特朗與前妻珍妮特育有3個孩子。1961年6月，在他唯一的女兒凱倫的腦干中發現了惡性腫瘤，后來他的女兒完全喪失了語言和行走能力。1962年1月28日，在阿姆斯特朗夫婦結婚紀念日當天，凱倫因肺炎而去世。
阿姆斯特朗工作繁忙，而且經常出差，因此根本沒有太多時間陪伴家人，也沒太多時間來關心兩個兒子的成長和教育。從月球返回之后，他的生活更被盛名所累，甚至他的妻子漸漸厭倦了這種日子。1989年年底，珍妮特在餐桌上留了一張紙條給他，提出了離婚的要求。1994年，阿姆斯特朗與共同生活了38年的妻子正式離婚。阿姆斯特朗回憶當時的場景，唏噓不已：“我想挽留她，可在當時那樣的情景中，我能說什么呢？我們的婚姻，就像一次失敗的飛行，無聲地崩潰了……如果可能，我還要說，我愛妻子。我很抱歉，我們的婚姻，成為我成功的最大代價。”
阿姆斯特朗的這一小步告訴我們，雖然登月為他帶來了無比的榮耀，但盛名卻讓他的生活失去了本真；雖然登月讓他的事業達到了頂峰，但光環卻讓他的生活套上了枷鎖。阿姆斯特朗這一小步的光芒和代價，將為我們提供怎樣的人生啟示呢？
（2012-08-29）
9.3D打印開啟太空制造新時代
2014年11月24日，國際空間站的航天員們成功地在太空用3D打印機制造出第一件3D物體，開啟了太空制造的新時代。目前，所有太空任務都要完全依賴于地面和向太空運送設備的運載火箭來完成。距離地面越遠，運送設備的時間就越長，費用就越高。人類一旦具有了在太空中制造物品的能力，就可以徹底變革現在的太空活動的方式。到那時，航天員們將不再需要通過火箭和飛船，運送每臺重要設備的零部件，而只要安裝一臺3D打印機，備好所需的原材料，就能制造出他們需要的任何硬件。
美國航天局（NASA）局長查爾斯·博爾登表示，“NASA將繼續探索太空，無論是對小行星進行改向或將人類送至火星，我們都需要革命性的技術，以減少運載貨物的航天器的重量和體積。”“未來，航天員或許能夠在太空打印他們所需的工具或部件”。
NASA馬歇爾航天飛行中心（Marshall Space Flight Center）的國際空間站3D打印項目經理尼基·沃克海瑟（Niki Werkheiser）說：“空間站是目前我們能夠在太空中完整測試這項技術的唯一實驗室。”2014年9月21日，由SpaceX公司的“獵鷹9”火箭發射的“龍”飛船，給國際空間站送去了一臺微波爐大小的ZeroG 3D打印機。這一設備將用來測試評估3D打印技術在太空微重力環境下的性能。11月17日，NASA的航天員指揮官巴里·威爾默（Barry Wilmore）在國際空間站上安裝了這臺設備，并進行了首次校準測試打印。在傳回結果后，地面控制團隊發出了指令，重新調整了打印機設置，并在11月20日進行了第二次測試。11月24日，地面控制人員向這臺打印機發出了打印第一個部件的指令。該部件是擠壓機的外殼面板，也就是這臺打印機自己的備件。11月25日，航天員從3D打印機上取下了該部件，并對其性能進行了檢查。
3D打印的學名是增材制造（Additive Manufacturing）技術。它是一種最新的快速成形制造技術。它與傳統的去除材料的加工技術完全不同，采用分層加工、疊加成形，通過逐層增加材料來生成3D實體。在這次太空試驗中，先加熱溫度較低的塑料絲，然后把它們一層層地擠出，打造出設計文件中規定的部件。
3D打印一個最引人注目的應用是在太空中。美國航天局（NASA）、歐空局（ESA）和幾家私營公司，正在努力開發各種技術，力圖使3D打印能適應地球之外的浩瀚太空。這次太空試驗任務，就是由NASA與太空制造（Made In Space）公司合作完成的。太空制造公司成立于2010年，坐落于加州硅谷心臟地帶的NASA埃姆斯（Ames）研究中心內。為迎接電腦挑戰人腦時代的來臨，谷歌與NASA合作，在埃姆斯研究中心開辦了一所奇點大學（Singularity University）。這家太空制造公司就是由奇點大學的幾名校友創建的。幾年來，該公司致力于研制能在微重力環境下工作的卓越的3D打印機，并準備進行太空試驗。從2011年起，太空制造公司在微重力環境下對多項3D打印技術進行了測試。目前該公司的太空3D打印機已經進行了400多次微重力拋物線試驗。
太空制造公司的研發主管邁克·斯納德（Mike Snyder）說：“按需制造的部件將會更高效、更可靠，而且會在不久的將來減少太空計劃對地球的依賴。”據悉，ZeroG 3D打印機還將在空間站上打印更多的部件，隨后這些打印出的部件將被送回地球。研究人員將從各個方面對它們進行分析，包括柔韌性、抗張強度和扭矩等。太空制造公司將根據這些信息，改進他們正在研發的第二臺太空3D打印機。第二臺太空3D打印機，除了將被NASA和太空制造公司使用外，還準備推向市場，提供給那些希望制造出太空裝備（如研發小衛星）的企業。
展望未來，太空3D打印技術除了用于在軌制造航天器的部件外，還可與機器人系統組合起來，為人類登上火星和其他行星制造所需的住所和工具。其構件可利用行星上的當地資源如土壤或礦物來制造，航天員也可將廢棄的工具回收后制造出新的工具，從而可以達到大大節省資源的目的。
（2014-12-16）
10.美俄會合作再建新空間站嗎？
俄羅斯聯邦航天局局長伊戈爾·科馬羅夫2015年3月28日說，“國際空間站”將維持運行至2024年，在這之后，俄將與美國共同打造全新的軌道空間站。消息傳出后，NASA發言人隨即表示，雙方并沒有未來建造新空間站的計劃。NASA官員最近表示，不會在“國際空間站”退役后資助建造新空間站，而是寄期望于私營機構建造NASA能使用的商用空間站。
那么，美俄會合作再建新空間站嗎？要回答這個問題，必須回顧“國際空間站”的成因。冷戰時期，美蘇在太空有過激烈的競賽，美國在載人登月的角逐中獨占鰲頭。蘇聯于20世紀60年代末，在載人航天領域將重點轉向發展空間站，先后發射了7座“禮炮”單艙段空間站；而美國在發射“天空實驗室”一座單艙段空間站后，就轉向發展航天飛機。到了20世紀80年代初，美國發現它在空間站領域已落后于蘇聯。在蘇聯準備發射采用積木式構型的第一代多艙段空間站“和平”號后，美國便下決心在空間站領域趕超蘇聯。1984年1月25日，里根總統批準建造一個以美國為主、多國合作的長久性空間站——“自由”號。這個方案比“和平”號先進，屬第二代多艙段空間站，采用桁架掛艙式構型，總質量達幾百噸。由于桁架掛艙式構型技術復雜、費用極高、風險很大，而且在研制過程中一直遭到許多人的反對，因此從1984年到1994年，“自由”號空間站方案一變再變，不斷簡化，幾乎中途夭折。在1992年8月的一次國會表決中，僅以一票之差勝出。在克林頓當選美國總統后，該空間站方案被責令壓縮規模，降低研制費用和風險，才使它得以幸存下來。
蘇聯于1990年解體，這給了美國發展國際型空間站一個千載難逢的絕佳機會。因為隨著蘇聯的解體，俄羅斯已不是美國爭奪太空優勢的競爭對手，而俄羅斯在空間站建造方面有豐富的經驗，于是在1993年，美國航天局決定與俄羅斯合作建設空間站。根據協議，空間站80%的建設資金由美國負擔，由美國航天局牽頭，從整體上負責空間站的管理。1998年1月，15個國家共同簽署了組建“國際空間站”的協議，它們分別是美國、俄羅斯、日本、加拿大、歐洲航天局11個成員國（比利時、丹麥、法國、德國、意大利、荷蘭、挪威、西班牙、瑞典、瑞士、英國）。后來，巴西航天局也參加進來。
下面盤點一下“國際空間站”的成果和投入。在過去的10多年中，“國際空間站”獲得了豐富的科研成果。它的科研活動涵蓋許多科技領域，包括探索技術開發、物理學與生物學的微重力研究、人體生理學研究、地球科學與教育等。其中最引人注目的成果是，證明了普通細菌在太空飛行期間會增強致病的能力，但改變細菌生長環境可以控制其毒性；演示了將藥物輸入人體內目標部位的新方法，促進了醫學進步。空間站上最多的研究是測試惡劣的太空環境對人體和材料的影響，對今后的太空探索有重要價值。
國際合作挽救了美國“自由”號空間站的命運，并使“國際空間站”成為人類航天事業國際合作的典范。然而，美國為“國際空間站”的付出，已超過1000億美元，而使用“國際空間站”的1kg有效載荷的費用，卻高達4.4萬美元。事實上，從“禮炮”號、“和平”號一直到“國際空間站”，航天員的大部分在軌時間用于空間站本身的維修，而他們從事科研活動的時間相對較少，加上“國際空間站”建設周期太長，維修任務因部件老化而更加繁重，從而使“國際空間站”的投入產出比遠遠低于預期。更加糟糕的是，“國際空間站”完成建造之時，整個空間站已面臨部件壽命已到期的窘境。
由此，在不斷爭議中建立起來的“國際空間站”繼續面臨對其價值、意義和作用的爭論。這不僅讓美國科學界分成兩派，也讓美國國會內部分成兩派。從1984年到現在，關于是否要廢棄“國際空間站”的問題，國會曾經先后進行過22次表決，雖然每次都能僥幸過關，但美國一些議員認為，“國際空間站”的科學價值已無法與其投入相比，因此還曾提出過終止“國際空間站”計劃的修正案。在這種形勢下，NASA要通過國會與俄合作再建新空間站的可能性很小，把希望寄托于商用空間站，將是明智之舉。
對于今后俄美的航天合作，俄航天科學院通信院士尤里·卡拉什表示：“俄美航天合作需要兩大基本要素：首先是良好的政治形勢，但目前并不具備；其次是弄清俄能為聯合項目具體提供什么。美國的目標是征服月球之外的更遠太空，但俄羅斯有什么可以提供呢？”
（2015-04-17）