1.人类对飞行的最初探索
自古以来人类就怀有飞行理想，这种理想来自生产、生活和对自由飞行的向往。但在社会生产力低下的年代，这种理想始终不能实现，只能在神话和传说中寄托自己的渴望。
中世纪欧洲不断有人对飞行做出勇敢的尝试，他们用羽毛做成翅膀，从塔上或高处跳下，试图模仿鸟的飞行，结果往往以失败告终。在很长的一段时期内，人类对飞行的探索进展缓慢。文艺复兴时期的达·芬奇科学地研究了飞行问题，但他的研究成果直到19世纪后期才为后人发现，对航空的发展未起到应有的作用。17世纪后期意大利的G.A.博雷利探讨了人类肌肉与飞行的关系后，证明“人类靠自己的体力做灵巧的飞行是绝对不可能的”。
早在五代时期（公元907-960年），中国人就使用过原始的热气球——孔明灯。在西方，13世纪的R.培根曾提出将稀薄空气或液体燃料充入薄壁金属球中，使它在空气中上升的想法，但首次制造成功载人气球的是法国蒙哥尔费兄弟。他们于1783年6月4日进行了自己制作的热气球表演。1783年9月19日他们用一只更大的热气球，载上羊、公鸡和鸭各一只，飞行8min后安全降落。1783年10月15日F.P.罗齐埃乘热空气气球上升到26m的高度，飞行了4.5min。同年11月21日他和M.达尔朗德又乘热空气气球做了一次自由飞行，在约1000m的高度上用25min飞行了约12km。这是人类乘航空器的第一次空中航行。
蒙哥尔费的气球引起了法国科学院的注意。法国物理学家查理认识到对于提供升力来说，氢气比热空气更有效，他用涂以橡胶的绸制成了氢气球。1783年8月27日，氢气球在巴黎上升到约915m的高度，飘行了约25km后降落。查理后来又制造了一只更大的气球，球下系以可载人的吊篮。1783年12月1日，他和一位同伴乘这只气球在空中飘行了50km，留空时间超过2h。
18世纪末到19世纪初，气球主要用于军事、体育运动和科学试验。20世纪20年代后，出现了用氦气代替氢气作为浮升气体的氦气球，它比氢气球安全，但价格昂贵。
气球随风飘流，不能控制前进方向。带有动力且可操纵的气球即飞艇，是轻于空气的飞行器合乎逻辑的发展结果。早期曾有人在气球上装帆、桨或翼片，但这些措施都未获效果。最早的飞艇是法国人H.吉法尔于1852年制成的蒸汽气球。其气囊形如雪茄，下悬吊舱，上装蒸汽机，带动3叶螺旋桨，并有方向舵。1852年9月24日，吉法尔驾驶这艘飞艇由巴黎飞到特拉普斯，航程约28km，速度约10km/h。早期的飞艇都是软式或半硬式的。19世纪末铝问世后，有人用铝做骨架，用薄铝板做气囊外壳，制成了硬式飞艇，上面装一台8.8kW的4汽缸汽油内燃机，于1897年11月3日升空飞行。
在飞艇方面，德国的齐伯林伯爵获得了最大成就。1894年他完成了硬式飞艇设计，1900年制成LZ-1号飞艇，长128m，容积约11300m³。1909年齐伯林创设了德国航空运输有限公司，1910年6月22日开始用LZ-7号齐伯林飞艇做载客定期飞行，飞行距离共193km。LZ-7号飞艇可载20人，装有3台88kW的活塞发动机，巡航速度为60km/h。这是最早的空中定期航线。
第一次世界大战前后是飞艇发展的鼎盛时期，德国建立了齐伯林飞艇队，用于海上巡逻、远程轰炸和空运等军事活动。飞艇体积大，速度低，飞行不灵活，极易受到攻击和损坏。第一次世界大战后，齐伯林公司又造了两艘巨型飞艇——“齐伯林伯爵”号和“兴登堡”号，在欧洲到南美和美国的商业航线上飞行。“兴登堡”号是当时最大的飞艇，容积为200000m³，长245m，内部陈设豪华，可载75名旅客，速度为130km/h。它于1936年3月4日开始飞行。1937年5月6日从德国飞往美国时，在美国新泽西州莱克赫斯特上空，它的上部垂直尾翼忽然起火，火焰蔓延至全艇，36人遇难，从此结束了飞艇早期的商业航行。
2.莱特兄弟为何成功？
在人类利用轻于空气的航空器飞行成功的同时，许多航空先驱者对重于空气的航空器——飞机也在进行探索和试验。当时人们不敢想象比空气重的物体能飞上蓝天。许多知名的科学家断言比空气重的物体无法飞上天空。法国著名数学家勒让德（A.M.Legendre，1752-1833）就是最先反对制造飞机的人，他认为制造一种比空气重的装置进行飞行是异想天开。能量守恒原理发现者之一、德国的物理学家亥姆霍茨（H.von.Helmholtz，1821-1894）对飞机大泼冷水，他从物理学的角度论证了机械系统的飞行根本没有希望，纯属空想。英国皇家学会主席、享誉全球的开尔文爵士（L.Kelvin，1824-1907）断言：比空气重的飞行机器要飞上天是不可能的。
19世纪初，英国的G.凯利首先提出了利用固定机翼产生升力，以及利用不同的翼面控制和推进飞机的设计概念。由多年来尝试的扑翼转向定翼，是飞机走向成功之路的第一步。他在仔细地研究了鸟类飞行之后，认识到鸟翼的功能可分解为升举和推进两部分。1809年，凯利在其著作中写道：“全部问题是如何应用足以抵抗空气阻力的动力来使翼面支持一定的重量。”这就是动力飞行的基本原理。1849年，他制成一架滑翔机，将一个10岁的小孩带到几米高的空中。1853年，他又制成一架新的载人滑翔机，带着他的马车夫飞了几百米。由于当时没有一种动力装置具有足够大的推力重量比，所以不可能实现动力飞行。
为了飞机的成功飞行，必须解决升力、动力和稳定操纵问题。许多人利用蒸汽发动机对动力飞行做了探索。1882年，俄国的莫扎伊斯基曾使其单翼机沿斜坡下滑做动力跳跃。1890年，法国C.阿代尔的蝙蝠式飞机由平地做了跃飞。他们的飞机飞行距离很短，无法说明飞机是可操纵的。1883年，活塞发动机问世。20世纪初，美国科学家S.P.兰利制造了安装活塞发动机的飞机，但在1903年的两次试飞均遭失败，其原因主要是没有解决飞机的稳定操纵问题。
当时，有少数人沿着另一条道路对飞行进行了探索，他们从试飞滑翔机开始，先使滑翔机稳定地飞行并能操纵，然后再加上动力，这个途径恰是成功的道路。这条道路的创始者是德国的李林达尔。他从1867年起研究滑翔，1891年设计并制成一架滑翔机，1893—1896年做了约2000次滑翔飞行，滑翔距离曾达300m。他的最终目的是在滑翔机上安装发动机，实现动力飞行。遗憾的是他在1896年的一次飞行中因滑翔机失事而遇难。沿着李林达尔的道路继续探索的是在法国出生的美国土木工程师查纽特。他从1875年开始对飞行产生兴趣，毕生收集和编辑其他研究者的成果，于1894年出版了《飞行机械的进展》一书。1896年查纽特采用桥梁设计技术改进了李林达尔的双翼滑翔机，并做了几百次成功的飞行，飞行距离达几百米。
W.莱特和O.莱特两兄弟是美国自行车技师。他们在李林达尔滑翔飞行活动的鼓舞下对航空产生了浓厚的兴趣。莱特兄弟读了查纽特的书后，与他建立了通信联系，查纽特便成了莱特的顾问和知己。他们制造了滑翔机，进行飞行操纵试验，又自行设计和制造了风洞，在风洞中他们把不同的机翼模型悬挂在风洞天平上，以测定机翼的气动力。他们在风洞实验的基础上设计制成新的滑翔机，在1902年9～10月，进行了近千次飞行，取得了完全成功。于是他们决定进行动力飞行。1903年，莱特兄弟设计和制造了“飞行者”1号飞机，这架飞机采用8.8kW的水冷4缸活塞发动机和高效率的螺旋桨。机体主要为布、木材加钢管的结构。空气动力外形为“鸭式”，即两个升降舵在前，两个方向舵在后。机翼面略呈弧形。横侧稳定操纵靠两侧向上下相反方向扭转的翼尖来保证。机翼翼展12.3m，飞机重约340kg。1903年12月17日，莱特兄弟驾驶“飞行者”1号飞了4次。第四次飞得最远，约260m，留空59s，这是人类最早的持续的动力飞行。
由此可见，莱特兄弟沿着李林达尔开辟的道路，吸取了前人的经验，成功地实现了人类第一次动力飞行，在航空史上作出了划时代的贡献。
人类发明飞机的不平凡历程，给了我们许多有益的启示！第一，现有的知识体系并不能解释和判断所有的事情。那些断言飞机不能上天的学者们，失误的原因在于仅知道流体静力学的阿基米德原理能使轻于空气的物体飞行，而不知支持飞机飞行的是流体动力学的伯努利定律。第二，敢于探索、勇于实践的精神从本质上讲是一种科学精神。敢于打破思想僵化的这种科学精神是人们永远取之不尽的财富。第三，正是那些不迷信权威、突破传统、勇于创新的探索者开创了人类在蓝天飞翔的新时代。
3.军用飞机成为战争之神
20世纪上半叶相继发生了两次世界大战，航空科学技术与两次战争的相互影响，让军用飞机成为新的战争之神。在第一次世界大战中，飞机开始大规模用于军事目的。飞机起初用于侦察和照相。1914年8月22日，协约国的飞机在比利时前线进行了第一次侦察，从而发展了侦察机。侦察机在空中相遇时，飞行员常用手枪射击，于是产生了“控制天空”、驱逐敌机的需要，出现了驱逐机（后称为歼击机）。此后又出现了轰炸机和强击机。第二次世界大战引起了航空工业的第二次大发展，参战飞机数量剧增，性能迅速提高，空军发展成为对战争全局有决定性影响的一个军种。飞机气动外形的改进、燃气涡轮发动机和机载雷达的应用，大大提高了飞机的作战效能。
在20世纪中后期发生的几次大规模的局部战争中，各国空军都力图在作战飞机方面压倒对方。随着军用航空科学技术的发展，在20世纪90年代发生的海湾战争、科索沃战争，以及在21世纪初发生的阿富汗、伊拉克战争中，作战飞机的作用强化了人们对它的认识。人们没有料到的是，恐怖分子竟然利用两架先进的客机，点燃了战争的导火索。
新的战争样式对作战飞机提出了更高的要求。在军用航空器方面，未来的作战飞机将进一步向信息化、智能化和一体化的方向发展。作战飞机以信息技术为基础，通过数据链与战场上的C4ISR系统及有关装备组合成一体。作战飞机将提高突防能力和战斗生存能力，装备高性能的发动机，提高飞机的高低空性能和短距垂直起降能力，提高电子对抗环境下的作战能力。新型战斗机要具有更出色的空战格斗能力，确定的使用过载设计参数均超过9g（重力加速度）。有的国家正设法进一步提高飞行员自身的承受高过载能力，以进一步发挥战斗机的机动性能。新型战斗机将具有非常规机动、高敏捷性和超声速巡航能力。还要求具有良好的短距起降能力，所需的跑道长度限制在500m以内，并具有良好的隐形性能，兼有一定的对地攻击能力。此外，还要求简单可靠，易于维护，再次出动准备时间短等。
为了实现这些要求，新型战斗机将采用一系列新技术，如鸭式布局、直接力控制、电传操纵、数据管理和变循环发动机等，进而实现飞机各系统操纵的一体化，战斗机中各种数据的记录、计算自动化，机载计算机选定方案的最优化，以及飞行员所需数据、信号和指令的信息化。战略轰炸机将具有更强的突防能力。战略侦察机将装有高性能的光电侦察设备。直升机将采用新型旋翼。无人机的地位和作用将进一步提高，数量也将增加。
在21世纪的空战中，新型战斗机采用的武器仍将是中远程拦射导弹、空空格斗导弹、精确制导炸弹和航炮并用，但武器性能将大大提高。航空武器的长足进步将使战争的样式发生变化。由于激光、粒子束、微波束和离子束等定向能武器系统的应用，传统的空军作战战术观念将改变，作战原则也会随之发生根本变化。以大量飞机编队方式展开的“大兵团”作战有可能造成不可承受的消耗，兵力优势不再是战场力量对比的主要标准。在科索沃战争中，美国凭借70多天的空中打击，迫使南联盟接受了停火协议。这是空中打击制胜的例子。新航空武器和装备的出现，使各种武器的射程更远、速度更快、火力更强、准确度更高，导致对人员的杀伤、对设施的破坏、对财力的消耗将达到空前巨大的程度。美国F-14战斗机的武器系统，使用“不死鸟”空空导弹可以在160km以外同时攻击多达6架飞机。美国的“突击破坏者”计划要求远程警戒系统和武器投送系统一体化使用，能够同时投掷多达30～40枚末制导导弹，能使其独立击中每个目标，还可以击中在广阔空域中飞行的30～40个单机目标。此外，空战指挥将实现高度自动化，作战时间将更加短促，作战的突然性将增大，电子战和信息战能力将大大加强，并成为决定胜负的重要因素。
4.导弹催生时代风云
现代导弹是在现代火箭的基础上发展起来的。中国是火箭的故乡。尽管我国古代的火箭技术还很原始，但是，中国古代火箭的反作用推进原理，却是近代火箭技术的基础。第二次世界大战前的德国，在火箭技术上处于领先地位。1933年，德国火箭专家多恩伯格和布劳恩一起领导的小组着手研制两种火箭，一种是弹道式火箭，另一种是外形酷似飞机的飞航式火箭。1937年冬季，他们进行了火箭的飞行试验。当火箭点火上升到几百米高空时，火箭发动机突然熄火，很快就坠入大海，试验失败。后来，继续经过艰苦的努力，终于在1942年10月13日，成功地把改进后的A-4火箭送上蓝天。A-4火箭后来被命名为V-2导弹。两个月后，布劳恩等人研制的另一种飞航式火箭获得成功。这种火箭被命名为V-1导弹。就这样，世界上第一枚弹道式导弹和第一枚飞航式导弹，于1942年年底相继在德国诞生。V-1导弹是飞航式导弹，总质量为2200kg，弹长7.6m，最大直径为0.82m，翼展5.3m，使用脉冲式空气发动机，战斗部装药700kg，以550～600km/h的速度飞行时，航程可达370km，飞行高度为2000m。发射时用弹射器弹射升空，然后按预定弹道自动操纵导弹飞行。V-2导弹是一种装有专用控制设备，能自动控制飞行速度和弹道的世界上第一个可控导弹武器。V-2导弹质量约13t，长14m，最大直径为1.65m，战斗部装药1000kg，采用新型液体发动机推进，能以5倍声速（5400km/h）的最大速度飞行，弹道高度为80km～100km，射程为320km～480km。1944年，苏军开始对德军全面反击，德军在东线战场节节败退。1944年6月6日早晨，盟军在诺曼底地区实施大规模登陆，开辟欧洲第二战场，德军腹背受敌，面临彻底覆灭的命运。战争狂人希特勒垂死挣扎，把刚刚装备部队的秘密武器V-1和V-2导弹亮了出来，企图用V-1、V-2导弹对英国进行袭击，以挽救败局，但希特勒最终也没能挽救其灭亡的命运。不过，这两种导弹的出现，使导弹作为第二次世界大战后最重要的一种武器，进入了一个新的发展阶段。
第二次世界大战之后，各国都十分重视发展导弹。20世纪50年代以后，科学技术取得了飞速发展，近代力学、高能燃料、特种材料、无线电电子技术、电子计算机技术、自动控制、精密仪表和机械等领域的发展，为导弹武器提供了进一步发展的基础。在这种情况下，苏联于1957年10月成功地发射了第一颗人造卫星和洲际弹道导弹，并成功地研制出核导弹，在世界上处于领先地位。美国为了赶上苏联在导弹技术方面的优势，从1957年开始，加紧发展中程和洲际导弹，迅速弥补了当时与苏联在导弹方面的差距。
核导弹的发展又激起了美苏的激烈军备竞赛，进一步引发了古巴导弹危机，使世界局势处于千钧一发之际。古巴独立后，1961年4月发生了美国企图推翻卡斯特罗政权的吉隆滩事件。苏联以“保卫古巴”为名，从1962年7月下半月开始，把中程导弹秘密运进古巴，以加强对美国的威慑力量。1962年10月，美国的U-2高空侦察机，发现苏联在古巴部署了进攻性的导弹和运载核武器的伊尔-28重型轰炸机基地。肯尼迪政府随即做出强烈反应，40艘美军舰艇和2万名海军战斗人员对古巴实施了封锁，美国全球的军队立即进入紧急状态。一场震惊世界的古巴导弹危机的帷幕拉开了。10月22日，肯尼迪发表演说，并警告赫鲁晓夫：“从古巴发射的任何导弹都将被认为苏联向美国的袭击，必将招致美国对苏联的全面报复。企图闯越封锁线的任何船只，都将被美国海军击沉。”此时，核战争已迫在眉睫，战争的阴云比此前或此后的任何时刻都要浓重。最后，事情终于出现了转机，当天下午6点钟（莫斯科凌晨1点钟），赫鲁晓夫的一封感情激动的长信，通过美国驻莫斯科大使馆与美国国务院之间的专线电传打字机，传送到了美国。苏联总理第一次承认在古巴有苏联导弹，他说，他建议不再往古巴运送武器，只要肯尼迪答应不进攻古巴，可以把古巴境内的武器撤除或毁掉。自人类进入核时代以来，在美苏军备竞赛和争夺世界霸权的激烈斗争中，没有任何一次危机达到如此惊心动魄的程度。古巴导弹危机，不仅使研究战争和国际关系的人们感兴趣，而且值得生活在和平时期的人们去回顾和思考。
5.冷战时代的太空对抗
1957年10月4日，苏联成功地用弹道式导弹SS-6，发射了人类第一颗卫星，揭开了世界航天发展的序幕，同时也引发了一场最初的太空对抗。从此，以美国和苏联为代表的有能力开展航天科学技术研究的国家，争相开始对地球以外的外层空间进行开发和利用。其中，在太空领域以军事为目的的各种活动，已经形成了21世纪的太空战场。围绕地球轨道运行的卫星、空间站、航天飞机及其他航天飞行器，频繁地被赋予军事目的。对于生活在地球上的人类来说，外层空间是无可比拟的战略制高点。
许多美国人认为，苏联成功发射卫星是对美国政治和技术信誉的严重挑战。当时的《纽约时报》号召美国要“为生存而战”。1957年11月，时任美国空军参谋长的怀特就宣称：“谁有能力控制天空，就能控制在它下面的陆地和海洋……将来谁有能力控制太空，也会同样拥有控制地球表面的能力。”在苏联发射卫星后的六个星期，美国军方就提出了一个反卫星计划。20世纪60年代初，美国总统肯尼迪也明确指出：“争夺太空霸权是未来10年的主要内容。哪个国家控制了太空，它就控制了地球。”
在苏联成功发射卫星时，当时的美国总统艾森豪威尔却十分冷静。他认为卫星作为武器的功能是十分有限的，主张要重点发展冷战时期十分有用的侦察卫星。他认为侦察卫星对美国比对苏联更有价值。1960年8月，他授权成立了国家侦察局（NRO），并将一项绝密的侦察卫星计划“日冕”划归给新组建的NRO主管。冷战期间，一些美国侦察飞机沿着苏联边境侦察，有时甚至冒险越过边境，以探测苏联防空雷达的能力或截取无线电通信情报。但是航空侦察毕竟受限，无法深入苏联的广阔腹地。“日冕”卫星为窥测苏联的秘密立下了汗马功劳。“日冕”卫星发射了多个试验卫星，自第14颗卫星开始回收照片，到1972年计划结束为止，共执行了145次任务，其中成功102次。它秘密拍摄了苏联全部的导弹设施；弄清了传闻中的美国落后于苏联的“导弹差距”并不存在；在“古巴导弹危机”中，为肯尼迪总统提供了关于苏联核武器数量的准确估计；对苏联新潜艇的建造、下水以至服役情况进行了跟踪；监视了苏联对第一阶段限制战略武器条约的执行情况等。接着，美国又发展了军用的导航、预警、通信等卫星，并将军用卫星技术转移到民用卫星上。经过艾森豪威尔和肯尼迪两代总统的努力，在1961年12月，联合国批准了《太空物体合法登记法》，承认了卫星的跨领空飞行。艾森豪威尔的决策，为美国军用卫星的发展奠定了基础。
1961年，苏联又率先实现了载人航天。面对挑战，美国军方对载人航天的军事应用也十分动心。他们设想了载人轨道器的军事功能，包括侦察、反卫星、对地轰炸等，并先后制订了一系列的军用载人航天器发展计划，如美国空军的“X-20计划”和“载人轨道实验室（MOL）计划”。X-20又称Dyna-Soar，早在1958年就开始进行，其目的是发展一种小型实验性带翼的载人航天器。它的外形类似于美国今天的航天飞机轨道器，用“大力神”-3火箭发射。由于技术、经济等原因，这个计划于1963年10月被撤销。后来，美军也在航天飞机上进行过部分载人航天的军事侦察试验。“载人轨道实验室”实际上就是一个小型军用载人空间站。它由两部分组成：“双子星座”B型座舱和圆柱形实验室。“双子星座”B型座舱是在“双子星座”飞船的基础上改进而成的。“载人轨道实验室计划”于1969年被取消。与此不同，20世纪60年代中、后期，苏联开始设计和研制“礼炮”号空间站。1971年4月发射“礼炮”1号，随后又继续发射了7个。其中2号、3号和5号是军用空间站，主要进行载人航天的军事试验。但由于种种原因，苏联和美国的载人航天军事试验都未继续下去。另外，肯尼迪在加加林上天后两天，就决定向月球进军，力求用一场太空技术比赛来胜过对手，并取得了预期的效果。
1983年3月23日，美国总统里根宣布将实施《战略防御倡议（SDI）计划》，人们把它称为“星球大战计划”。它挑起了地球上空前激烈的军备竞赛。该计划的基础是前美国退役中将格雷厄姆的“高边疆”理论，这个理论鼓吹美国把战略目光投向太空。虽然这个计划并不是导致苏联解体的直接原因，但它确实加速了这个超级大国的衰败，成为“压断苏联脊梁的最后一根稻草”。
6.击落卫星：437计划揭秘
1964年9月，美国总统约翰逊在竞选连任的旅行中宣布，美国已经具有反卫星能力，可以拦截威胁美国安全的卫星。第二天，国防部长麦克纳马拉宣布美国已进行了反卫星武器的试射，它们成功地拦截了卫星。他还指出，这些武器是陆基上升系统。后来美国空军逐渐透露了美国存在一个绝密的发展反卫星的计划，即437计划。这个计划与借助核导弹在高空爆炸产生的毁伤效应，击毁在太空运行的卫星有关。
在苏联发射第一个人造卫星时，美国利弗莫尔实验室的一位物理学家尼科尔斯·克里斯托菲洛斯提出了一个设想：一个核装置在太空或高空爆炸时，它能提供足够的能量来产生带电粒子，足以摧毁卫星或使卫星的电气部件和电子系统失效、杀死航天器上的航天员、干扰军用通信线路和破坏反导弹系统。1958年8月，美国首次利用火箭进行太空核爆炸试验。对在轨道上运行的“探险者”4号卫星的测量结果表明：上述物理学家的设想是可行的。随后，又进行了两次核爆炸试验。1962年7月，美国利用雷神中程弹道式导弹，在120km的高空引爆了一个较大的“海星”核弹头。核爆炸产生的电磁脉冲严重地破坏了三个在轨道上运行的卫星的太阳能电池板和其他电气部件。之后，又在较低的100km进行了两次高空核爆炸试验。
在这些试验之后，美军就执行了发展反卫星武器的计划。其原因是美军十分担心苏联会在发射卫星的火箭和轨道技术的基础上，研制成功洲际弹道式导弹和太空武器。特别是赫鲁晓夫关于苏联有能力将核武器送入太空的说法，使美国政府深感不安。在这种背景下，几个秘密的反卫星计划，包括著名的437计划就出笼了。
437计划是著名的时任空军导弹部队司令的伯纳德·施里弗将军提出来的，1962年11月国防部长麦克纳马拉批准了这个计划。这个计划是将现成的“雷神”运载器和现存的弹头、发射台，以及防空司令部分布在世界各地的探测、跟踪、通信和指挥控制的基础设施，集成为一个实用的反卫星系统。这个计划使用两个空军基地，一个是位于夏威夷西南偏西的约翰斯顿岛，它为两枚处于待命状态的“雷神”运载器提供发射台；另一个是范登堡空军基地，它为约翰斯顿岛提供支援和训练。选择约翰斯顿岛的原因是其地理位置可确保在敌方卫星飞抵美国大陆之前就能进行拦截。这个计划首先在1964年2～5月进行了四次试射。前三次均取得了成功，但第四次试射却失败了。事故原因是“雷神”运载器助推器的火焰烧毁了控制发动机的电缆。在这之后，又进行了多次作战训练发射。例如，1965年4月进行了第二次作战训练发射，其任务是拦截一颗已失效的“子午仪”2A海军导航卫星。当时，发射了一颗带有假弹头的“雷神”导弹，弹头进入了距“子午仪”2A卫星约1650m的范围，试验取得了成功。后来，由于多种原因，1969年9月，美国空军决定在1973年6月30日终止这个计划。限制这个计划发展的原因首先是“雷神”运载器的数量很少；其次是雷达的探测能力有限，使得探测目标后做出反应的时间很短；三是约翰斯顿岛的安全性相对较低，例如1966年试射期间，苏联的潜艇距约翰斯顿岛只有16km，约翰斯顿岛已处在攻击范围之内；四是极强的热带风暴很可能摧毁整个岛屿，1972年8月的飓风摧毁了约翰斯顿岛的发射设施和计算机；最后，一个更重要的原因是用一枚核弹头来摧毁一颗敌方的卫星，就等于宣布一场核战争的开始，就算没有引发一场核战争，残留的幅射和电磁脉冲效应也会造成严重的后果。
实际上，美国陆军在空军执行473计划的同时，也执行了一项505计划。这个计划采用“奈克-宙斯”反导弹导弹。虽然这种导弹也能带核弹头，但它的射程和有效载荷都无法与“雷神”运载器相比。这个计划也进行了多次试验。1963年5月，“奈克-宙斯”系统击中了一颗在轨的Agena-D卫星。1963年8月，美国陆军宣布505计划可投入使用。但由于雷达能力有限和有效载荷太小，麦克纳马拉在1964年下令505计划进入非作战状态。
7.理性看待美国阿波罗登月
2013年8月2日，被困在莫斯科机场数周之久的美国前情报机构雇员斯诺登，获得俄罗斯政府的许可，进入俄罗斯境内。当天，我国某报发表题为《斯诺登：俄才是首个探月国家》的报道称，斯诺登获得“自由”后第一时间通过推特发布信息：“我相信是俄罗斯首先探索的月球”。此前有英国媒体透露，斯诺登手中掌握有揭露美国1969年的登月是造假的机密文件，并称这条消息“再次引发了网友们对当年美国‘阿波罗登月’造假的热议”。
这个报道，经我国众多媒体转发，影响甚大。后来，我国有媒体经过调查，认为这条“斯诺登”所发推文的账号，很可能并非斯诺登本人，因此“登月造假”的推文被疑非斯诺登发布，但至今未曾见斯诺登对此有任何回应。
确实在世界上有许多人，包括一些美国人，都怀疑过美国“阿波罗”登月计划可能造假。当然，从科学的角度对此提出怀疑，是无可厚非的。
怀疑者提出的许多疑问，美国航天局都作了科学的回答。其中的一个疑问是为什么公布的照片上月球表面的美国国旗是飘扬的。因为月球上是高真空，阻力几乎没有，发生阻尼振动的可能性很小。美国航天员插上美国国旗时，肯定会有振动。这就导致旗帜不停地抖动，仿佛随风飘扬。另一个疑问是美国第一个登月的阿姆斯特朗为何长期对登月的细节保持沉默。2010年12月，阿姆斯特朗在回应美国国家公共电台问他为何在月球只走了“一小步”时说，首次登月只走了几步的主要原因，在于他们担心用水冷却的航天服无法适应月球环境而破裂。他说：“我们身处在接近真空、气温超过200华氏度、重力只有地球1/6的环境，这与地球环境截然不同，当时在没有任何数据做参考的情况下，我们不知道航天服背后的小水箱能支持多久。”这种身穿未经考验的航天服，首次登上月球的谨慎心理，显然是十分真实的。2011年9月，美国航天局公布了当年8月，由“月球勘测轨道飞行器”拍摄的“阿波罗”飞船登月点的高分辨率照片，展示了“阿波罗”12号、14号及17号登月点的清晰图景，其中一张照片上还能看到美国航天员在1972年最后一次登月时所留下的足迹，再次提供了美国曾执行登月计划的证据。
我国探月工程首席科学家欧阳自远院士曾对“阿波罗”号带回的0.5g月球岩石样本进行过研究，确认样本采自月球，甚至还确认了采集地是否有光照等一系列细节。欧阳自远还表示，“阿波罗”计划对整个人类影响深远。他说：“人类目前关于月球的知识，90%以上是‘阿波罗’计划得来的。”
世界航天界的大多数人，目前都认为美国登月是真的。其原因首先是“阿波罗”登月当时是在全球实况转播的，近亿人亲眼看到。另外，航天员还从月球带回了一些实物，如岩石。其次，美国航天局有成千上万的科技、工程人员，绝大多数人都不会视严肃的科学探索为儿戏。如果登月计划是一场骗局，不仅全体参与者的人格将受损，而且让几万人守着谎言过几十年，也实非易事。
我国的航天事业在应用卫星、载人航天和月球探测方面，都已取得了巨大的成绩，但与美国还有不小的差距。我们固然可以科学地分析美国的航天成果是否造假，但不应出自嫉妒之心。我们仍应努力学习美国的先进技术，还应认真总结美苏那场太空竞赛的教训。当年为了冷战，美国倾尽全国力量实施的“阿波罗”登月计划，经实践证明是不可持续发展的，也是不可能再现的。当年美国登月用的“土星5号”火箭，从1973年最后一次发射后，就再也没有使用过，其生产线已经拆除，火箭本身也只能静静地躺在展览大厅里，任人参观和兴叹！
记得鲁迅先生在《热风》中曾说过：“但是想在现今的世界上，协同生长，挣一地位，即须有相当的进步的智识、道德、品格、思想，才能够站得住脚：这事极须劳力费心。”为了实现中国的航天梦，我们肯定还须加倍劳力费心。
（2013-08-16）
8.阿姆斯特朗的光芒与代价
2012年8月25日，踏上月球第一人，美国前航天员尼尔·阿姆斯特朗因心脏手术并发症而去世，享年82岁。紧随他踏上月球表面的巴兹·奥尔德林为此悼念说：“每当我仰望月亮，都会想起40多年前的时刻。在那个时刻，我知道尽管我们两个人远离地球，但我们并不孤单，全世界都在与我们同行。”美国总统奥巴马25日发表声明，盛赞阿姆斯特朗是美国历史上最伟大的英雄之一。不单是他的时代，而是所有时代的英雄。奥巴马说：“当尼尔第一次踏足月球表面时，他实现的人类创举永远不会被忘记。他的探索精神，将一直活在那些致力于探索未知世界的人们心中。其遗产永存，闪耀着他教给我们的这一小步巨大力量的光芒。”
1969年7月20日，全球数以亿计的观众，经黑白电视机屏幕，见证了阿姆斯特朗身穿白色航天服走出阿波罗11号登月舱，在月球表面首次留下了人类的足迹。阿姆斯特朗用左脚首先踏上月球后告诉全球观众：“这是个人的一小步，却是人类的一大步。”
当阿波罗11号飞船抵达月球时，由于登月舱燃料箱漏气，导致登月舱飞向月球速度过快，差点坠毁在巨岩和乱石之上。幸运的是，阿姆斯特朗临危不乱，在登月舱燃料耗尽前30秒及时找到安全着陆地点，驾驶登月舱成功地降落到月球表面。他说：“月球表面是纤细的粉末状的，像木炭粉一层一层地粘满我的鞋底和鞋帮。一步踩下去不到一英寸深，也许只有1/8英寸，但我能在细沙似的地面上看出自己的脚印来。”在他下舱后19分钟，奥尔德林走到他身旁说，“美啊，美啊，这壮丽的凄凉景色！”
阿姆斯特朗1930年出生于俄亥俄州的沃帕科内塔，一生热爱飞行。20世纪50年代，阿姆斯特朗作为美国海军战斗机飞行员，参加了朝鲜战争。1955年，他加入美国航天局，成为一名高速飞机的试飞员，曾在多种飞机包括高超声速试验机X-15上，执行超过900架次的飞行试验任务。1966年，他担任了“双子星座8号”的指令长，当时飞船曾一度失去控制，几乎让他命丧太空，不过最后还是成功地完成了交会对接任务。两年后，阿姆斯特朗在模拟执行一个登月任务时，从30米高空“坠地”，如果那次是真实飞行，他将必死无疑。38岁时他就被选定为阿波罗11号的指令长。可是在他成功登月后不久，他就宣布不会再次进入太空了。
面对登月成功后的巨大荣誉，阿姆斯特朗却十分低调。他曾说：“我不是被选择为第一人，是当时的形势迫使我担当起那个角色，并不是之前计划好的。”每当谈到“登月”，阿姆斯特朗从来不忘记提到，正是由于40万人的不懈努力，才使他踏上月球成为可能。有人曾问他对于自己的脚印将永留月球有何感想，他回答道：“希望未来有人上去把我的脚印擦掉。”
阿姆斯特朗与前妻珍妮特育有3个孩子。1961年6月，在他唯一的女儿凯伦的脑干中发现了恶性肿瘤，后来他的女儿完全丧失了语言和行走能力。1962年1月28日，在阿姆斯特朗夫妇结婚纪念日当天，凯伦因肺炎而去世。
阿姆斯特朗工作繁忙，而且经常出差，因此根本没有太多时间陪伴家人，也没太多时间来关心两个儿子的成长和教育。从月球返回之后，他的生活更被盛名所累，甚至他的妻子渐渐厌倦了这种日子。1989年年底，珍妮特在餐桌上留了一张纸条给他，提出了离婚的要求。1994年，阿姆斯特朗与共同生活了38年的妻子正式离婚。阿姆斯特朗回忆当时的场景，唏嘘不已：“我想挽留她，可在当时那样的情景中，我能说什么呢？我们的婚姻，就像一次失败的飞行，无声地崩溃了……如果可能，我还要说，我爱妻子。我很抱歉，我们的婚姻，成为我成功的最大代价。”
阿姆斯特朗的这一小步告诉我们，虽然登月为他带来了无比的荣耀，但盛名却让他的生活失去了本真；虽然登月让他的事业达到了顶峰，但光环却让他的生活套上了枷锁。阿姆斯特朗这一小步的光芒和代价，将为我们提供怎样的人生启示呢？
（2012-08-29）
9.3D打印开启太空制造新时代
2014年11月24日，国际空间站的航天员们成功地在太空用3D打印机制造出第一件3D物体，开启了太空制造的新时代。目前，所有太空任务都要完全依赖于地面和向太空运送设备的运载火箭来完成。距离地面越远，运送设备的时间就越长，费用就越高。人类一旦具有了在太空中制造物品的能力，就可以彻底变革现在的太空活动的方式。到那时，航天员们将不再需要通过火箭和飞船，运送每台重要设备的零部件，而只要安装一台3D打印机，备好所需的原材料，就能制造出他们需要的任何硬件。
美国航天局（NASA）局长查尔斯·博尔登表示，“NASA将继续探索太空，无论是对小行星进行改向或将人类送至火星，我们都需要革命性的技术，以减少运载货物的航天器的重量和体积。”“未来，航天员或许能够在太空打印他们所需的工具或部件”。
NASA马歇尔航天飞行中心（Marshall Space Flight Center）的国际空间站3D打印项目经理尼基·沃克海瑟（Niki Werkheiser）说：“空间站是目前我们能够在太空中完整测试这项技术的唯一实验室。”2014年9月21日，由SpaceX公司的“猎鹰9”火箭发射的“龙”飞船，给国际空间站送去了一台微波炉大小的ZeroG 3D打印机。这一设备将用来测试评估3D打印技术在太空微重力环境下的性能。11月17日，NASA的航天员指挥官巴里·威尔默（Barry Wilmore）在国际空间站上安装了这台设备，并进行了首次校准测试打印。在传回结果后，地面控制团队发出了指令，重新调整了打印机设置，并在11月20日进行了第二次测试。11月24日，地面控制人员向这台打印机发出了打印第一个部件的指令。该部件是挤压机的外壳面板，也就是这台打印机自己的备件。11月25日，航天员从3D打印机上取下了该部件，并对其性能进行了检查。
3D打印的学名是增材制造（Additive Manufacturing）技术。它是一种最新的快速成形制造技术。它与传统的去除材料的加工技术完全不同，采用分层加工、叠加成形，通过逐层增加材料来生成3D实体。在这次太空试验中，先加热温度较低的塑料丝，然后把它们一层层地挤出，打造出设计文件中规定的部件。
3D打印一个最引人注目的应用是在太空中。美国航天局（NASA）、欧空局（ESA）和几家私营公司，正在努力开发各种技术，力图使3D打印能适应地球之外的浩瀚太空。这次太空试验任务，就是由NASA与太空制造（Made In Space）公司合作完成的。太空制造公司成立于2010年，坐落于加州硅谷心脏地带的NASA埃姆斯（Ames）研究中心内。为迎接电脑挑战人脑时代的来临，谷歌与NASA合作，在埃姆斯研究中心开办了一所奇点大学（Singularity University）。这家太空制造公司就是由奇点大学的几名校友创建的。几年来，该公司致力于研制能在微重力环境下工作的卓越的3D打印机，并准备进行太空试验。从2011年起，太空制造公司在微重力环境下对多项3D打印技术进行了测试。目前该公司的太空3D打印机已经进行了400多次微重力抛物线试验。
太空制造公司的研发主管迈克·斯纳德（Mike Snyder）说：“按需制造的部件将会更高效、更可靠，而且会在不久的将来减少太空计划对地球的依赖。”据悉，ZeroG 3D打印机还将在空间站上打印更多的部件，随后这些打印出的部件将被送回地球。研究人员将从各个方面对它们进行分析，包括柔韧性、抗张强度和扭矩等。太空制造公司将根据这些信息，改进他们正在研发的第二台太空3D打印机。第二台太空3D打印机，除了将被NASA和太空制造公司使用外，还准备推向市场，提供给那些希望制造出太空装备（如研发小卫星）的企业。
展望未来，太空3D打印技术除了用于在轨制造航天器的部件外，还可与机器人系统组合起来，为人类登上火星和其他行星制造所需的住所和工具。其构件可利用行星上的当地资源如土壤或矿物来制造，航天员也可将废弃的工具回收后制造出新的工具，从而可以达到大大节省资源的目的。
（2014-12-16）
10.美俄会合作再建新空间站吗？
俄罗斯联邦航天局局长伊戈尔·科马罗夫2015年3月28日说，“国际空间站”将维持运行至2024年，在这之后，俄将与美国共同打造全新的轨道空间站。消息传出后，NASA发言人随即表示，双方并没有未来建造新空间站的计划。NASA官员最近表示，不会在“国际空间站”退役后资助建造新空间站，而是寄期望于私营机构建造NASA能使用的商用空间站。
那么，美俄会合作再建新空间站吗？要回答这个问题，必须回顾“国际空间站”的成因。冷战时期，美苏在太空有过激烈的竞赛，美国在载人登月的角逐中独占鳌头。苏联于20世纪60年代末，在载人航天领域将重点转向发展空间站，先后发射了7座“礼炮”单舱段空间站；而美国在发射“天空实验室”一座单舱段空间站后，就转向发展航天飞机。到了20世纪80年代初，美国发现它在空间站领域已落后于苏联。在苏联准备发射采用积木式构型的第一代多舱段空间站“和平”号后，美国便下决心在空间站领域赶超苏联。1984年1月25日，里根总统批准建造一个以美国为主、多国合作的长久性空间站——“自由”号。这个方案比“和平”号先进，属第二代多舱段空间站，采用桁架挂舱式构型，总质量达几百吨。由于桁架挂舱式构型技术复杂、费用极高、风险很大，而且在研制过程中一直遭到许多人的反对，因此从1984年到1994年，“自由”号空间站方案一变再变，不断简化，几乎中途夭折。在1992年8月的一次国会表决中，仅以一票之差胜出。在克林顿当选美国总统后，该空间站方案被责令压缩规模，降低研制费用和风险，才使它得以幸存下来。
苏联于1990年解体，这给了美国发展国际型空间站一个千载难逢的绝佳机会。因为随着苏联的解体，俄罗斯已不是美国争夺太空优势的竞争对手，而俄罗斯在空间站建造方面有丰富的经验，于是在1993年，美国航天局决定与俄罗斯合作建设空间站。根据协议，空间站80%的建设资金由美国负担，由美国航天局牵头，从整体上负责空间站的管理。1998年1月，15个国家共同签署了组建“国际空间站”的协议，它们分别是美国、俄罗斯、日本、加拿大、欧洲航天局11个成员国（比利时、丹麦、法国、德国、意大利、荷兰、挪威、西班牙、瑞典、瑞士、英国）。后来，巴西航天局也参加进来。
下面盘点一下“国际空间站”的成果和投入。在过去的10多年中，“国际空间站”获得了丰富的科研成果。它的科研活动涵盖许多科技领域，包括探索技术开发、物理学与生物学的微重力研究、人体生理学研究、地球科学与教育等。其中最引人注目的成果是，证明了普通细菌在太空飞行期间会增强致病的能力，但改变细菌生长环境可以控制其毒性；演示了将药物输入人体内目标部位的新方法，促进了医学进步。空间站上最多的研究是测试恶劣的太空环境对人体和材料的影响，对今后的太空探索有重要价值。
国际合作挽救了美国“自由”号空间站的命运，并使“国际空间站”成为人类航天事业国际合作的典范。然而，美国为“国际空间站”的付出，已超过1000亿美元，而使用“国际空间站”的1kg有效载荷的费用，却高达4.4万美元。事实上，从“礼炮”号、“和平”号一直到“国际空间站”，航天员的大部分在轨时间用于空间站本身的维修，而他们从事科研活动的时间相对较少，加上“国际空间站”建设周期太长，维修任务因部件老化而更加繁重，从而使“国际空间站”的投入产出比远远低于预期。更加糟糕的是，“国际空间站”完成建造之时，整个空间站已面临部件寿命已到期的窘境。
由此，在不断争议中建立起来的“国际空间站”继续面临对其价值、意义和作用的争论。这不仅让美国科学界分成两派，也让美国国会内部分成两派。从1984年到现在，关于是否要废弃“国际空间站”的问题，国会曾经先后进行过22次表决，虽然每次都能侥幸过关，但美国一些议员认为，“国际空间站”的科学价值已无法与其投入相比，因此还曾提出过终止“国际空间站”计划的修正案。在这种形势下，NASA要通过国会与俄合作再建新空间站的可能性很小，把希望寄托于商用空间站，将是明智之举。
对于今后俄美的航天合作，俄航天科学院通信院士尤里·卡拉什表示：“俄美航天合作需要两大基本要素：首先是良好的政治形势，但目前并不具备；其次是弄清俄能为联合项目具体提供什么。美国的目标是征服月球之外的更远太空，但俄罗斯有什么可以提供呢？”
（2015-04-17）