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        銅針計劃

        2019-09-18 08:24:58邢強(qiáng)
        科普童話·百科探秘 2019年8期
        關(guān)鍵詞:邁耶播撒林肯

        邢強(qiáng)

        公元1958年1月,一個寒冷的午夜。麻省理工學(xué)院林肯實驗室的小沃爾特·莫洛博士接到了一個電話:“莫洛博士,我覺得是時候干一件大事了。相關(guān)的計算我已經(jīng)做過很多遍了,我有把握?!彪娫捘沁呌袀€按捺不住激動心情的聲音斬釘截鐵地說道。

        這件大事,就是讓人類通過太空軌道上運(yùn)行的物體實現(xiàn)超遠(yuǎn)距離的通訊。

        圣誕節(jié)和新年的氣氛還未完全消散,穿著睡衣的莫洛博士拉過一把椅子,開始認(rèn)真地思索起來。給他打來這通電話的,是他的老朋友,美國拉莫·伍德里奇公司的哈羅德·邁耶博士。邁耶主攻方向為無線電通訊,向來以善于提出奇妙的問題并設(shè)法用非傳統(tǒng)思維來解決而聞名。

        他們已經(jīng)就這個問題交換過多次意見。今天,窗外薄薄的一層積雪見證了莫洛博士下決心的一瞬間。

        “那就開始吧!”

        秘密武器

        兩年轉(zhuǎn)瞬即逝。1960年8月29日,在麻省理工學(xué)院林肯實驗室的會議室里,33名科學(xué)家和美國軍方的高級軍官齊聚一堂,開始詳細(xì)討論太空通訊試驗的細(xì)節(jié)。

        “先生們,目前我們部署在世界各地的情報部門和作戰(zhàn)部隊與美國總部的通訊主要依賴于海底電纜和短波電臺。大家知道,海底電纜會有被蘇聯(lián)或者其他國家的深潛小組割斷的風(fēng)險,而短波電臺的可靠性非常差,曾經(jīng)有多次行動因天氣原因造成的通訊中斷而不得不提前中止。所以,我們希望各位科學(xué)家可以為我們提供一種可靠的全球通訊方案?!币晃槐砬閲?yán)峻的軍官對林肯實驗室的科學(xué)家們說。

        幾十年來致力于無線電波研究的芬得利博士首先發(fā)言。他向大家介紹了他對太空軌道飛行器反射無線電波的可行性研究。與會眾人紛紛點頭。

        “我覺得芬得利博士的研究僅僅是理論層面的可行?!币粋€年輕的聲音打破了沉靜:“雖然衛(wèi)星可以接收并發(fā)送信號,但是,地面人員卻很難把信號匯聚到太空中高速飛行的衛(wèi)星上面?!?/p>

        “我同意海德爾博士的看法。因為目前,我們的確對于近地軌道飛行的天體還難以跟蹤。”密西根大學(xué)的哈道克教授附和道。

        就在大家感覺一籌莫展的時候,林肯實驗室的莫洛博士莞爾一笑,說道:“根本就不需要衛(wèi)星,更不需要跟蹤和對焦在近地軌道上以7千米每秒的速度飛行的人造天體。我們林肯實驗室自有解決方案!”

        大家被這番言論搞得瞠目結(jié)舌。莫洛博士微笑著伸出一根手指,向在座的各位科學(xué)家展示著。只見好幾根銅針相互交疊著粘在了他的食指上。這是他從雷·馬格尼特電線公司(當(dāng)時世界上最大的銅導(dǎo)線制造商)專門訂制的銅針。每根銅針長1.78厘米,直徑25.4微米。這些長約半寸、細(xì)若發(fā)絲的銅針就是莫洛博士的秘密武器。

        原來,經(jīng)過2年多的潛心研究,莫洛博士和邁耶博士已經(jīng)證明了一個全新方案的可行性,那就是:將數(shù)億根銅針發(fā)射到太空。當(dāng)這些銅針逐漸散開后,會形成一個環(huán)繞地球的銅針環(huán)帶,而這個環(huán)帶的任何一個部分都能夠像鏡子那樣反射電磁波。地面基站向這個環(huán)帶發(fā)射的電磁波會被環(huán)帶反射到地面。只要在接收信號的地面站設(shè)置相應(yīng)的解碼設(shè)備,就能解讀信號,實現(xiàn)信息的遠(yuǎn)距離傳輸!

        “這真是個天才的設(shè)想!”軍方負(fù)責(zé)人用斬釘截鐵的聲音打斷了眾人的討論,莫洛博士和邁耶博士的方案成功獲得了批準(zhǔn)。一項改變?nèi)祟愅ㄓ嵤返膫ゴ蠊こ?,在麻省理工學(xué)院林肯實驗室開始實施。

        窒息的等待

        1960年12月,圣誕節(jié)前夕。美國馬塞諸塞州一個叫作西福特的小鎮(zhèn)上的居民,好奇地看著幾十輛軍用卡車陸續(xù)駛?cè)胄℃?zhèn)。這座在1729年就已經(jīng)有人聚居的古老小鎮(zhèn)迎來了大量叫作發(fā)電站、雷達(dá)、編碼解碼機(jī)等奇怪名字的大型儀器設(shè)備。

        小鎮(zhèn)的人口數(shù)量也在這一年發(fā)生了巨變。自19世紀(jì)末以來,小鎮(zhèn)人口一直在穩(wěn)定在2000人左右,這次軍方人員和科研人員的大量進(jìn)駐,讓這個叫作西福特的小鎮(zhèn)的人口一躍達(dá)到了6261人。原本叫作“銅針計劃”的項目在這一年被正式更名為“西福特計劃”。

        1961年10月上旬的一天,一輛軍用卡車駛?cè)敕兜潜た哲娀?。車?yán)锏难哼\(yùn)士兵好奇地看著那個被優(yōu)質(zhì)木板和大量防震材料包裹得嚴(yán)嚴(yán)實實的箱子。箱子里面,就是“西福特計劃”中,將要被送上太空的物體?;氐墓こ處煂⒛鞠湫⌒囊硪淼厍碎_并剝離防護(hù)層后,一個長方體黑箱子展示在他們面前。這個長51厘米,寬和高都為14厘米的箱子里面盛放的,是足足有4億5千萬根之多的銅針!

        這時,專門用于在太空中播撒銅針的設(shè)備也已經(jīng)準(zhǔn)備就緒。工程師們將4億5千萬根、總重40千克的銅針悉數(shù)放入播撒器,并將播撒器安置在了阿金納B運(yùn)載火箭的“上面級”中。

        1961年10月21日,在范登堡空軍基地的LC-1-2發(fā)射架上,一枚宇宙神·阿金納B火箭拔地而起。3臺巨大的主發(fā)動機(jī)和2臺小巧靈活的游動發(fā)動機(jī)怒吼著將攜帶銅針的播撒器送入近地軌道后,素有“太空擺渡車”之稱的阿金納B運(yùn)載火箭的“上面級”點火成功,把播撒器送入了距離地面3650千米,傾角為95.9°的軌道上。

        接下來,便是等待,等待著接收器做出響應(yīng),等待著那個見證奇跡的時刻。

        然而,30多個小時過去了,除了背景噪聲之外,他們一無所獲。

        莫洛博士和伯克納博士這兩位負(fù)責(zé)“西福特計劃”的科學(xué)家相互對視,眼中充滿了失望?!芭笥?,我們使麻省理工學(xué)院林肯實驗室遭受了10年來 的第一次失敗。”伯克納博士無奈地?fù)u著頭。莫洛博士沉默了片刻, 忽然說道:“現(xiàn)在就下這樣的結(jié)論還為時過早,因為我堅信我們的設(shè)想是科學(xué)的,我們的計算是正確的。我們必須再試一次?!?/p>

        兩位科學(xué)家認(rèn)真分析了失敗的原因,并提出了解決問題的辦法。經(jīng)過3次簡短的溝通,美國空軍決定再給林肯實驗室一次機(jī)會。

        嘀嗒,嘀嗒

        兩年后的5月9日,又一枚宇宙神-阿金納B運(yùn)載火箭在范登堡空軍基地成功發(fā)射。這一次它搭載的銅針比上次多了3000萬枚。由于銅針的直徑由原來的25.4微米減小為17.8微米,載荷重量并沒有增加。林肯實驗室對播撒器也進(jìn)行了改進(jìn),有效提高了播撒的均勻程度,保證在任何一個區(qū)域都有足夠的銅針。

        當(dāng)天,播撒器被精確送入近地點3500千米,遠(yuǎn)地點3850千米,傾角為87.5°的精心設(shè)計的軌道上。

        接下來,依然是等待。不同的是,這次的等待使人更加焦慮和忐忑。因為如果這次依然沒能實現(xiàn)通訊,美國空軍極有可能砍掉這個在當(dāng)初看起來就很有些天方夜譚味道的瘋狂計劃。

        不過,命運(yùn)之神還是向他們露出了微笑。美國太平洋西部時間,公元1963年5月10日下午4點57分11秒,西福特小鎮(zhèn)的接收設(shè)備突然發(fā)出了極富規(guī)律的嘀嗒聲,解碼儀的探針開始在紙帶上來回運(yùn)動,隨著紙帶的勻速運(yùn)轉(zhuǎn),麻省理工學(xué)院的標(biāo)志信號清晰地呈現(xiàn)了出來!

        幾乎是在同一個瞬間,莫洛博士興奮地跳了起來!在沸騰般的掌聲和歡呼聲中,他緊緊擁抱著早已淚流滿面的伯克納博士,用顫抖的聲音說道:“朋友,我們?yōu)榱挚蠈嶒炇覄?chuàng)造了又一個足以改變歷史的奇跡!”“如果沒有邁耶博士天才的假設(shè)和大膽的想象,我們進(jìn)行的試驗或許連起點都沒有?!辈思{博士語重心長的話讓所有人都陷入了沉思。

        當(dāng)4億8千萬根銅針變成了太空中以每秒數(shù)千米的速度飛速轉(zhuǎn)動的云狀銅針環(huán)帶,實現(xiàn)了人類歷史上的首次太空X波段無線電反射超遠(yuǎn)距離傳輸?shù)臅r候,我們應(yīng)該知道,雖然這4億8千萬根銅針最初僅僅是邁耶博士頭腦中的一個奇思妙想,但如果連想象的勇氣都沒有,一切都只能是零。

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