见见发射美国第一枚火箭的杰出女性

见见发射美国第一枚火箭的杰出女性

在《火箭女孩的崛起》科学作家娜塔莉亚·霍尔特向我们介绍了一群才华横溢的女性,她们帮助喷气推进实验室(后来成为 NASA JPL)声名鹊起。

纳塔莉亚·霍尔特 (Nathalia Holt) 著的《火箭女孩》 (Rocket Girls)上周开始发售。我们强烈推荐阅读。Little, Brown and Company

20 世纪 40 年代,实验室刚刚起步,火箭看起来还是一个疯狂的想法,第一批计算机就是人类。而在 JPL,计算机几乎全部由热爱数学的女性组成。

在女性的角色大多仅限于做家务和做母亲的时代,喷气推进实验室的女孩们计算了火箭探索太阳系需要多少燃料,以及它们将飞到哪里。后来,这些女性成为第一批计算机程序员,并最终成为 NASA 一些最重要任务的工程师——包括航海者号,它发回了第一批木星、土星、海王星和天王星的照片。

他们的故事有趣、激烈、令人喜爱,并为太空时代的崛起提供了新的视角。

以下是该书的摘录,该书上周开始发售。

苏·芬利和朋友们一起坐在午餐桌旁。她热爱工作和同事。回家才是困难所在。她爱自己的儿子,但与丈夫的关系却很纠结。结婚十五年后,她无法再继续下去了。在她纠结于这个决定时,她一直在想,我不想让我的儿子认为婚姻就是这样。这个决定很痛苦,但她决定离婚,并希望得到最好的结果。

苏远离了家中的烦恼,正在为航海者号任务的伟大旅程编写计算机程序。

喷气推进实验室的团队分析了数千条可能的轨迹,以确定旅行者号穿越太空的路径。它们 176 年一次的排列非常完美,非常适合探索木星、土星、天王星和海王星。

光是飞越土星就已经是一个挑战。事实上,他们必须小心谨慎,不要在实验室外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批准了这项任务,如果他们提议延长行程,整个行动可能会陷入危险。相反,他们将秘密行动,希望在离开土星后获得授权。

西尔维娅·伦迪 (Sylvia Lundy) 现已获得西海岸大学 (West Coast University) 的工程学硕士学位,她正在成为实验室里的明星。她对旅行者号任务的编程非常细致,为双星飞船设计了优美的轨迹。

西尔维娅的任务尤其艰巨;她需要规划一条足够靠近木星卫星和土星环的路径,以利用它们的引力,同时保持正确的方向,将航天器抛向天王星和海王星。为了保全自己的赌注,团队为旅行者 1 号规划了一条路线,它将走一条捷径穿过太阳系,靠近木星和土星,而旅行者 2 号将绕得更慢,飞过天王星和海王星。为了实现这个计划,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,思绪不断回到一个无法正常工作的计算机程序上。她很难放下代码放松下来;她一遍又一遍地检查那些出错的命令。突然,屏幕上出现了星空。这是乔治·卢卡斯想象中的外太空的壮丽景色,西尔维娅被迷住了。她对 R2-D2 咯咯笑,对电影中的机器人和实验室里的机器人之间的差异感到好笑,并陶醉于酒吧场景中古怪的人物。她和电影院里的其他人一样,沉浸在故事中。后来,当他们离开黑暗的电影院,走向明亮的白天时,她感到精力充沛。就好像她有一个秘密,只有喷气推进实验室的人知道。她即将看到真正的外太空,一个不需要好莱坞特效的景色。

1977 年 8 月 20 日,旅行者 2 号搭载在卡纳维拉尔角发射台上一枚强大的泰坦-半人马火箭上。当时正是清晨,喷气推进实验室的工作人员都紧张不已。女人们知道这是她们进行“大巡演”的唯一机会。在未来的三辈子里,行星都不会再像这样排列了。

几乎立刻,事情就开始出错了。首先,发射台上的机载计算机出现故障。谢天谢地,这个问题很快就解决了,他们准备重新开始。肯尼迪航天中心标志性的发射时钟以四英尺高的数字倒计时到零。火箭发射时,一股白烟冒出,慢慢地从地面升起。正如所料,发射台被废气云吞没,吞噬了一切和每个人,就好像天空降临到地上一样。火箭助推器排出的氧化铝废气发出的白光使观察者眼花缭乱。几分钟后,整个东西都消失了。

她即将看到真正的外太空,这一景观不需要好莱坞的特效。

当火箭将航天器送入佛罗里达晴朗的天空时,飞船开始感到困惑。就像人类发现自己陷入疯狂的旋转感一样,旅行者号也患有机械性眩晕症,无法找到方向。喷气推进实验室的工程师们无助地看着。如果他们重新启动系统,它可能永远无法重新调整方向。整个任务将化为泡影,因为探测器永远在浩瀚的太空中寻找方向。相反,他们等待着,希望计算机系统能够自我修复。很快,它的故障保护程序启动了,飞船恢复了正常。

然而仅仅一个小时后,又出现了另一个问题。半自动航行者号又一次出现定位故障,切断了与地球的通信。喷气推进实验室的任务控制中心很紧张;这个机器人有自己的想法。然后,79 分钟后,航行者号找到了方向,通信恢复,飞船终于启程前往木星。

第二次旅行者号发射更是惊心动魄。它于 9 月 5 日发射,距离旅行者 2 号升空仅 16 天。虽然这是第二次发射的旅行者号,但它被命名为旅行者 1 号,因为它在太空中的飞行轨迹将超越它的孪生兄弟,率先将其送达土星。

旅行者 1 号在太空中,如艺术家的想象图所示。图片来源:NASA/JPL-Caltech

这一天的开始充满希望。佛罗里达州的天空晴朗,深蓝色,而加利福尼亚州的黎明尚未到来。这对 JPL 的团队来说并不重要;他们挤在里面,等待倒计时。佛罗里达州时间上午 8:56,在一道耀眼的闪光和废气中,载着飞船的火箭升空。起初它缓慢地上升,然后稳步上升,很快就消失了,万里无云的天空中一团烟雾是它飞行路径的唯一证据。

事情有点不对劲。东西海岸的人们都看到火箭缓缓升入大气层,速度有点太慢了。如果飞船无法达到脱离速度,那么它在太阳系的旅程就很短了。它会进入地球轨道,被引力束缚住,无法再继续飞行。他们的推进剂和时间都快用完了。飞船已经消耗了 1200 磅不该消耗的燃料。罪魁祸首是推进剂管路中的微小燃料泄漏。

在喷气推进实验室,气氛很紧张。他们无助地坐着;他们完全无能为力。然后,在燃料还剩下 3.4 秒的时候,火箭成功了,在第一级泰坦燃料箱掉落之前,它打破了重力束缚。整个团队都松了一口气。航海者 1 号已经到达了足够高的轨道。

现在,工程师和计算机将注意力转向了第二级半人马座火箭,他们知道这枚火箭还装有额外的燃料,他们希望这些燃料足以将飞船推向木星。然而,将所有这些燃料耗尽是有风险的。燃料箱壁是薄薄的不锈钢条,厚度不超过一角硬币。燃料箱的结构就像一个气球,只靠推进剂保持充气。这种设计非常适合降低火箭的重量。然而,一旦燃料耗尽,壁就会自行坍塌,可能在坍塌过程中从接缝处撕裂。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等待火箭滑行到预定位置,然后再次发射 Centaur 火箭。他们又一次幸运了。在燃料箱完全空之前的几秒钟内,飞船驶入了正确的轨道,前往木星。燃料箱几乎空了,掉落了。

终极星际之旅已经开启。

娜塔莉亚·霍尔特 (Nathalia Holt) 是一位科学作家,著有《火箭女孩的崛起:将我们从导弹推向月球再到火星的女性》《治愈:战胜艾滋病的人》 。她的作品曾发表在《纽约时报》《洛杉矶时报》《大西洋月刊》、 《石板杂志》《大众科学》《时代》杂志上。她住在波士顿。

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