作者：(俄)别尔乌申
出版社：航空工业出版社
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108分钟改变世界试读：
译者的话
50年前，当我在莫斯科读书时，加加林108分钟的首次太空飞行震惊了全世界。当时的美国报纸称，“加加林进入太空仅108分钟，但这108分钟足以改变世界。”
2011年4月，为纪念人类进入太空50周年，俄罗斯艾克斯莫出版社出版了《108分钟改变世界》——一本详细阐述这一壮举背后的种种艰辛，以及各种内幕的图书，书中直到今天才披露的某些真相，还引起了不小的轰动。
2011年6月，航空工业出版社的编辑希望我参加这本书的翻译工作。我之所以欣然接下这个任务，一是因为我亲身感受到了50年前莫斯科街头欢腾的景象——直到今日仍历历在目；二是因为还有几位年轻的译者与我共同进行翻译工作，这样时间上不是十分紧迫。就这样，全书翻译完成后，我发现这还是挺有趣的一本科普书。
书中不但讲述了许多航空航天科普知识、航天技术发展历史，还描绘了苏联航天人的奋斗过程。书里还公开了尘封50年的绝密档案资料——加加林飞行的细节；披露了加加林其实是跳伞着陆的；座舱和飞船的分离经历了惊心动魄的10分钟；地面和飞船一度失掉联系，等等。因为当年加加林是冷战时期飞入太空的，苏联为将飞行塑造为零缺陷的社会主义胜利，所以掩盖了很多真相。
此外，书里还收录了加加林在飞行前写给妻子的信。在他即将进行一次有许多未知数的飞行前，这位勇敢、坚强的航天人，在字里行间流露出的对妻女的依恋、挚爱和温情，感人至深。
阅读全书，使人感慨万千：人类通向太空之路实在太曲折、太艰难了，那么多危险、死亡和挫折阻挡在前进的道路上。但是，宇宙航行，又是那么令人充满美丽梦想，充满探索广袤宇宙的激情。青年朋友们在阅读这本书以后，也许就会迷恋上航天事业，正像书中所描写的那些德国、俄国、苏联等航天事业奠基人一样，从青少年起就确立起远大理想：飞向太空，飞向火星！终生矢志不渝。
现在，我国的航天科技日新月异，所取得的成就举世瞩目。谨以此书献给我们国家的航天人，献给那些从事艰苦卓绝而又光荣、自豪的宇宙开拓者！
本书的几位译者，在很短时间内，于百忙之中不计报酬地完成了繁重的翻译工作。冀四梅翻译了第三章、第四章、第五章及其注释；高飞翻译了第六章及其注释；黄慰嘉翻译了官方汇报文件及附录。我翻译了第一章、第二章、第七章及其注释，并对全书做了审校和统稿工作。
由于书中涉及的苏联地名、单位名称、人物名字及历史事件众多，内容非常庞杂，译文中的错误及疏漏在所难免，望读者不吝指正。中国航空工业集团公司研究员高级工程师 刘迎晖第一章火箭的故事1.1齐奥尔科夫斯基公式
宇宙航行的历史应该从1903年说起。正是在这一年，五月份的1《科学评论》杂志，发表了卡卢加州自学成才的学者齐奥尔科夫斯基的论文《用喷气式仪器研究宇宙空间》。作者在文中指出，只有借助液体发动机火箭，才能实现飞向宇宙。
在齐奥尔科夫斯基之前，人们已经积累了一些航天知识。19世纪，飞行活动开始蓬勃发展，并首次试图制造出比空气重的飞行器，这就促使人们产生了建造星际飞船的设想。满腔热情的幻想者马上抓住这一新思想，况且，在神话和以前的文献中，就有飞往月球和其他星球神奇旅行的描述。而那些活跃的发明家们也不允许自己再等待了。
但是，奔向宇宙道路的第一个障碍，也许是最主要的障碍，就是2地球引力。早在1689年，英国著名物理学家牛顿就证明，为了进入绕地球轨道，至少要达到第一宇宙速度，即7.91千米/秒，而飞向月球或其他星球，就需要第二宇宙速度11.2千米/秒。那么，怎样才能达到这样的速度呢？
19世纪中叶，人们已经知道火箭可用火药作燃料，但是，速度和操纵性还有待改善。不过，火炮的研制取得了不小的成就，出现了有来复线的炮——可以在几千米的距离内密集射击。于是人们便认为，弹体越大、火药越多，炮弹的速度就越高。后来的研究证明，火炮炮弹的最大速度，只是稍稍大于2千米/秒，而加大炮筒和炮弹尺寸完全没有用，炮弹可以飞行得更远些、快些，但达不到理论上预期的
3效果。法国科幻作家儒勒·凡尔纳
不过，在19世纪，人们还是把巨大希望寄托在了火炮身上。所以毫不奇怪，飞向宇宙的第一个技术设想是和火炮相关的。4
1865年，法国作家儒勒·凡尔纳的第三部小说《从地球到月球》迅速走红。小说中描述的长274米、重68000吨的大炮，使用的固体燃料是164000吨硝化棉。书中设想，用这门大炮向月球发射无人乘坐的炮弹，但是后来，很不寻常地，炮弹在核心内设置有客舱。三个大胆的人决定坐进舱内去太空旅行一番。当然了，小说里向月球的发射取得了成功，而他们不仅实现了星际旅行，还在十分惊险离奇的飞行中飞向了我们相邻的天体。可是在现实中，事情远没有这么乐观。
假设，这一火炮发射的完备炮弹具有第二宇宙速度。详细计算表明，炮弹在炮膛内最初和最短的一段距离上，它所达到的加速度会大得令人难以置信——不管是何物体，其内在所具有的重量是其自身5重量的60000倍！也就是说，乘客经受的冲击过载将达到60000g。儒勒·凡尔纳的宇宙炮弹
儒勒·凡尔纳也想到了，小说中描述的星际旅行者将经受巨大的反作用过载，于是炮弹被装上简单的防震装置，以为这样可使旅行者不致擦伤或碰伤。在19世纪，学者们还不知道人能承受多大的过载，但是，上述离奇而巨大的过载数字把人们吓坏了。研究人员评论凡尔纳的设想时说，这种炮弹上的乘客毫无疑问会在地板上被压碎。而和真实情况差不多的是，今天，人们更进一步确定了，致人死亡的6冲击过载大于300g。
但是，小说中的人物还遇到另一个危险，就是空气阻力。因为，这一阻力的增长速度比炮弹的速度快得多。而除此之外，物体飞行越快，其发热和损毁也越快，流星雨就是证明。儒勒·凡尔纳的大炮在其设定的加速度条件下，炮膛出口的空气阻力将毫无悬念地拦住炮弹，而炮筒会碎成小片。
尽管有这些严重缺陷，法国作家的设想仍然引起了社会反响。人们不断讨论，甚至提出了改进方案。如果做一长达300千米的大炮，并将炮膛中的空气排除，炮口“移出”大气层，并往炮弹内注满水——因为水是理想的天然减振器，那么，理论上应可以避免所有问题。不过，这一理论课题在技术上是不可行的——无论在儒勒·凡尔纳时代还是现在。
但这一想法还是激发起巨大的想象力。后来，不少宇航事业奠基者承认，正是幻想的“月球炮”召唤着他们献身于这一领域。
齐奥尔科夫斯基阅读了凡尔纳的小说。还在青年时代，这位未来的著名学者就被飞行所吸引，并确定了他科学兴趣的主攻目标——制造更完善的气球、气艇和飞行器。
在很长一段时间里，航天学对齐奥尔科夫斯基来说是居第二位的，是对天文学的爱好才把他引向如何达到宇航高度和速度的问题。齐奥尔科夫斯基立刻看出巨炮设想的缺陷，并否决了这一方案。于是，他集中精力探讨利用离心力，即环绕赤道加速高架桥的思想，或者更7有前景的巨塔，但全都复杂得难以实现。此后，他审视了各种飞向宇宙的方法。
尽管在齐奥尔科夫斯基早期手稿中已经提及利用反冲力（后坐8力）在真空中运动的可能，但他还没有想到火箭。1896年，卡卢加州的学者阅读了费多洛夫的小册子《排除空气作为支撑介质的新飞行9方法》。年轻的发明家在书中叙述了自己创意的有好几个发动机的“飞箭”作用原理：一些发动机使其升空，另外几个使其在水平方向运动，第三组完成反作用舵的功能。每台发动机都由气体发生器和“管道”组成。气体在压力下进入“管道”，并向外喷射，产生反向推力，以此使“飞箭”向相反方向运动。齐奥尔科夫斯基在自己的图书室
费多洛夫的设想让齐奥尔科夫斯基惊叹不已，稍后他写道：“这一设想把我推向严肃的工作，正像掉落的苹果开启了牛顿引力一样。”
费多洛夫在书中没有作任何计算，学者们只好自己独立完成。1897年5月10日，齐奥尔科夫斯基推导出了计算公式。今天，按照惯例，公式就以他的名字命名。费多洛夫的火箭发动机
齐奥尔科夫斯基公式确定了4个参数之间的关系：任一时刻的火10箭速度，燃气流从喷口喷出的速度，火箭的质量，爆炸物质量。假设，需要发射地球轨道卫星，也就是说，当燃料烧尽之后，火箭速度应该等于第一宇宙速度。每一物质燃烧后的气流速度都是其独有的。调整这两个数值，可以挑选燃料和火箭质量之比，以达到最佳值。
公式立即向齐奥尔科夫斯基证明，直接利用火箭飞向其他星球是可能的。公式也使他确定了火箭的理想燃料：如果使用液态氢作为燃料，而用液态氧作为氧化剂，则火箭的载重量会显著提高。
齐奥尔科夫斯基在自己计算的基础上，写出论文《用喷气式仪器研究宇宙空间》，其第一部分在1903年发表。文中，除其他内容之外，他还描述了使用氢、氧燃料的直喷口火箭。最主要的是，论文表明了此种火箭和火药燃料火箭相比，能够逐渐加速，避免了在发射段的冲击过载。齐奥尔科夫斯基公式的推导（手稿）
论文没有引起舆论的广泛关注。因此，其第二部分7年后才面世，即1911年，刊登于《飞行信息》杂志。在文中，齐奥尔科夫斯基给出了克服地球引力，向其他星球飞行的计算结果，并提出了宇宙飞船自主式生命保障系统的思想。作者用时至今日仍被认为是航天学座右铭的语句结束论文：“地球是人类的摇篮，但人类不可能永远生活在摇篮中。”《科学评论》丛刊封面
这一期首次刊登了齐奥尔科夫斯基的奠基著作《用喷气式仪器研究宇宙空间》齐奥尔科夫斯基的直喷口火箭原理图（1903年）1.2赫尔曼·欧波特的火箭11
虽然涌现了大量关于齐奥尔科夫斯基及其论文的文字，但是直到1923年，它们才被真正认可，也就是在苏联报刊上出现了关于德国火箭成就的消息之后。
赫尔曼·欧波特被认为是德国火德国火箭制造奠基者赫尔曼·欧波12特箭制造的奠基人。从青年时期起，他便研究航天学理论问题。10岁时读了儒勒·凡尔纳的小说《从地球到月球》，并在物理老师帮助下做了简单计算之后，他懂得航天火炮的设想不可实现。14岁时，赫尔曼·欧波特得出结论，征服宇宙只能用火箭。15岁时，他独立推导出了齐奥尔科夫斯基公式。18岁时，他完成了液体燃料火箭设计方案。1917年，欧波特在军中服务时，设计出军用25米高的弹道火箭，其燃料成分是酒精和液态氧，13并用泵将燃料压进火箭发动机内。为使飞行稳定，还应用了陀螺，至此，大致确定了至今液体火箭结构中仍在使用的基本原理图。
计算表明，以酒精作燃料的一级火箭，其飞行距离超过任何炮弹，但对宇宙航行来说却不可行。因为燃料箱会逐步排空，从某一时刻开始，将成为无用载荷，使飞行不但不加速，反而会减速。不过，欧波特找到了出路，并于1920年写出二级火箭方案。第一级以一份酒精、氧作为燃料，第二级用氢、氧。
稍后，欧波特充实了自己的探索，并在1923年6月发表专著《星14际空间火箭》。该书是世界文化中第一本以科学的严谨性表明制造大型液体火箭技术可行性的专著，书中还讨论了火箭实际应用的最新目标。那些令人瞩目的设计详细的图样，在那个年代，简直无与伦比。通过此书，人们看到，航天学不仅是科幻作家专属兴趣的领域，而是一项工程师和企业家们可以在此施展才华的事业。欧波特的《实现航天飞行之路》封面
在苏联，欧波特的著作同样引起了共鸣。1923年10月2日的《消息报》刊出了书评。所有这些激怒了齐奥尔科夫斯基，因为书评对他的论文却一字未提。为了纠正这种不公平，1924年，他将自己1903年的文章以单行本再版，并分发给对其感兴趣的人员。欧波特得到他应得的承认，他也立刻承认了俄国学者的优先权。苏联的科普工作者对此大加宣传。结果是，欧波特的书不仅成为确认齐奥尔科夫斯基优先权的推手，而且推动了苏联火箭航天课题的宣传。15
欧波特的下一部著作《实现航天飞行之路》发表于1929年。德国学者在书中总结并十分仔细地分析了火箭制造领域，以及自己过去的和新的研究工作。欧波特审查了两种型式的火箭。模型B携带科学仪器，用于研究大气上层；而模型E则用于飞向宇宙空间。第二种型号特别有趣的是，在它身上，浸透着许多影响后来火箭发展的技术设想。
模型E火箭有一个大喷口和宽底座，底座上固定4个尾翼。火箭由两部分组成：第一部分为加速级，使用酒精和液态氧作燃料；而第二部分，在同样的情况下，氧化反应却使用液态氢。第二级的上部设置了带有舷窗的小舱，可进行天文观测。欧波特称其为“地球居民的玻璃缸”。作者估计，携带两名乘客的火箭“大约4层楼高”。发射前装满燃料时它的总重量为288吨。航天行程中，乘客能够身穿类似潜水服的特殊服装，在一定时间内离开“玻璃缸”。至于座舱重返地球时在大气中的制动，欧波特建议用降落伞实现，或者借助滑翔降低速度，以减小载荷的特殊升力面和尾翼。模型B，欧波特用于研究高层大气“登记注册”的火箭
欧波特的想象和技术翔实的工作引来热烈喝彩。德国和与其友好的奥地利在《星际空间火箭》出版后的5年时间里，相继出版了超过80部有关宇宙火箭技术的图书，掀起了火箭热。
1927年6月11日，正当火热的巅峰时刻，在德国城市布莱斯劳（现在的波兰城市弗罗茨瓦夫），一群醉心于航天飞行的人集合起16来，成立了星际报道协会，协会成员几乎立刻就开始商定小火箭的设计工作。模型E，影片《月亮上的女人》宣传广告中欧波特的两级火箭
1929年5月，著名导演弗里茨·朗闻知欧波特之后，邀请他做影片17《月亮上的女人》的科学顾问。当欧波特来到柏林时，又一个创意诞生了：作为广告炒作，在电影首映之前发射一枚真的火箭。弗里茨·朗同意了，并从电影经费预算中拨出10000帝国马克。发射日期定在1929年10月19日。
制片厂广告部立即发布了这一消息。新闻界开始大力宣传欧波特的火箭。而火箭本身的制造却并不顺利。因为设想乃至论证是一回事儿，将其用金属制造出来则是另一回事儿。
液态火箭发动机的作用原理似乎颇简单。从一个容器向燃烧室送入燃料（液态氢、汽油、煤油、酒精），再从另一个容器送进氧化剂（液态氧），以保证燃烧。混合物在燃烧室燃烧，其生成物从尾喷口排出。但是，实现这一原理实在是一项艰难的任务。燃烧室是在高温、高压、高速的条件下工作的。
类似环境无论在自然界还是工业设备中都未曾有过，因此，当出现液态火箭设想时，科学界还没有研究过这些复杂的过程。但是，为了研究它们，需要有哪怕一台工作的发动机，而这样的发动机还没有出现——一个怪圈。
经过初步计算之后，欧波特选用汽油作为燃料。当时认为，液态氧和汽油混合会立即发生爆炸。抱着驳倒此观点并达到稳定燃烧的愿望，欧波特开始试验。但他不是用发动机原型机，而是在“纯理论”的装置上试验。他进行了一系列试验，以研究极端细小的汽油流输送至装有液态氧容器会发生什么。终于有一次，发生了爆炸。他的鼓膜崩裂，左眼受伤。医生建议他休假治疗，但顽强的学者继续进行试验。欧波特的第一台液态火箭发动机“锥喷嘴”
最终，欧波特创制出独一无二的锥形燃烧室，称为“锥喷嘴”18（Kegelduse）。尽管令人担心，但其燃烧时工作还是稳定的。实际上，这是欧洲第一台有效的液体燃料火箭发动机。
又产生了另一些问题——需要检测火箭的气动力特性。这通常通过在风洞吹风的办法来检测，但这样的试验非常昂贵，又占用许多时间。欧波特决定，试验观察模型从高空坠落，这样可给出定性的概念。于是他找到一家工厂的大烟囱，从上面投掷木制的火箭模型。当时，还真的拍摄到了这一瞬间。“广告商们”展示了他们的智慧：把影片倒过来放映，让降落的火箭起飞，并通报“欧波特火箭第一次试验发射”。
欧波特终究没有来得及在《月亮上的女人》首映前，制造一枚货真价实的火箭。他超支了大量钱财，被迫离开德国数月。
最后，星际报道协会买下了未完成的火箭、“锥喷嘴”发动机和发射装置。1930年初星际报道协会召开学术会议，讨论了以后的计19划，并决定制造一枚简单火箭，名叫Mirak。7月，Kegelduse发动机在试验台成功完成试验。现在，该发射火箭了。
1930年9月27日，协会在柏林郊区莱尼肯多夫买了一小块儿土地，建起了试验靶场——它被称为火箭发射场而载入史册。到1933年底，该发射场共进行了87次Mirak火箭的发射，在试车台上做了270次20发动机试验。欧波特和德国星际报道协会成员（右面的年轻人是维尔纳·冯·布劳恩）21
星际报道协会从事的最后一项大事业是载人火箭Pilotrakete的研究。按设计方案，火箭应该是那个时代尺寸极大的（高度约822米），并安装有“头部推力”的大功率发动机，燃料使用汽油、氧混合物。一个舱内设置有座舱和乘员、燃料箱；另一个舱内是发动机和降落伞。火箭研制者希望火箭达到的高度为9千米。
在实施设计方案的过程中，马格德堡的政府表现出极大兴趣，还拨款了40000帝国马克。甚至还有了准备乘火箭飞行的勇敢者，此人正是库尔特·海尼施。
初期阶段，协会成员集中起来德国星际报道协会的载人火箭Pilotrakete制造原型机，也就是Pilotrakete原理的火箭，但尺寸稍小。工作始于1932年圣诞节，计划于1933年6月发射。距马格德堡不远，协会成员们建起了巨大的发射导轨。6月29日，在两次失败的试发射之后，火箭总算起飞了。这时，一个滚轮脱出了导轨，因此，火箭几乎是水平飞出去的，在300米外横躺着摔在地上。这次飞行达到的最大高度约为30米。
在不祥的1933年，德国纳粹掌握了政权。当年冬天，星际报道协会会员减少至300人，其中许多人被剥夺了生存手段。协会试图寻求军方支持，但Mirak火箭在柏林南部靶场库缅斯多夫的演示发射没有给军官们留下应有的印象，火箭发射后才飞行了2000米。1.3喷气推进研究小组
同期的苏联，同样试图建立火箭人员组织，以便从事航天飞行系统设计。对这一园地表现出兴趣的有雷日斯克工学院的毕业生弗里德23里希·阿尔图洛维奇·灿德尔。
后来，灿德尔回忆道，有两篇文章影响到他的人生选择：儒勒·凡尔纳的《从地球到月球》和齐奥尔科夫斯基的《用喷气式仪器研究宇宙空间》，他的中学老师曾为他们朗读过书中的片断。灿德尔相信，人类会登上火星，而且，到达火红的弗里德里希·阿尔图洛维奇·灿德尔星球之后，地球人会发现那里有高度发达的文明。他一生的口号是：“前进！向火星！”
灿德尔一生的精力被航天器设计、动力选择、制造生命保障的封闭系统等问题所吸引。1909年，灿德尔第一次提出这样一种设想，24即利用星际飞船的结构元件作为燃料。1915年，由于战线逼近里加，灿德尔和“领路人”工厂员工一起疏散到莫斯科。从1917年开始，他投身于系统地研究航天理论问题。灿德尔的宇宙飞船系统模型
灿德尔的预研成果发表在1921年在莫斯科召开的第一届各省发明者大会上。他本来专攻航空发动机，但这一次，他决定用自己的魔幻设计——飞向火星的飞船，给同行们一个惊奇。不谋而合地，正好这时，侨居国外的著名作家托尔斯泰开始写小说《阿埃利塔号考察船》，书中准备描写发明工程师罗萨和赤卫军女战士古瑟娃，乘坐宇宙飞船飞向火星。
在各省发明者大会上宣布的这一设计非常与众不同。它的确是以一架密封的大飞机作为宇宙飞船。在大气层内，它应该借助高压活塞式发动机飞行；进入宇宙边界后，巨大机翼则缩进机身并熔化，用作火箭发动机的补充燃料。小机翼在火星大气中飞行，而在返回地球时，也是必不可少的。
报告被善意地接纳。那时，灿德尔向自己当时供职的国家第四航空厂的领导请求休假一年，以便充实设计。在全体职工大会上，大家都支持这位热情者的请求，因为飞向火星的设想是那么吸引人。当时工厂决定，将工资的利率额拨给灿德尔，使他能安心地将宇宙飞机做成实际模型。
灿德尔是位实干的人，他立刻着手探索技术途径，以加速制造这样的飞机。1924年，他开始研究液态火箭发动机的计算方法。
这位雷日斯克的工程师碰到了与德国人欧波特一样的“怪圈”：制造液态火箭发动机需要发动机理论，但理论不可能没有发动机而产生。灿德尔研制的发动机OP-1
灿德尔决定走经验之路，也就是试验误差法。他在列宁格勒的马特维耶夫工厂找到一台原型机，这是一个普通的钎焊灯，工程师将其改造，做成了发动机OP-1（第一台试验喷气发动机），使用汽油和空气。从1930～1932年，灿德尔做了大量试验。所得结果使其有可能转向制造更为现代的发动机，使用的氧化剂为液态氧。正是在这一时期，灿德尔结识了自信的航空设计师谢尔盖·帕夫洛维奇·科罗廖夫。
谢尔盖·科罗廖夫毕业于莫斯科高等技术学校和莫斯科飞机-飞行员学校，他的事业从设计飞机开始。给他带来第一项荣誉的是“红星”飞机。1930年10月28日，飞行员瓦西里·斯捷潘诺维奇驾驶此机，做出三个“死筋斗”。专业刊物关于其出色的飞行写出了《飞机》、《红星》、《体育和运动》三篇报道。
当科罗廖夫接受工程设计师的培训时，他想都没想过航天飞行——既没有听说过齐奥尔科夫斯基，也没听说过灿德尔。但是，每个航空人所具有的飞得更高、更远的追求，激发他寻找新的途径。五月份的《飞机》杂志，选登了1931年关于喷气发动机首批成功试验资料。这些信息足够使年轻工程师将注意力转向新潮流。对此感兴趣之后，科罗廖夫开始挑选飞机结构原理图，目的是找到那种理想的可以安装喷气发动机的构图，同时又保留了“无尾布局”。看来这样的25飞机是БИЧ-8（三角形），它已经存在了。科罗廖夫立即参与了飞机试验，这些试验在国防、航空和化学建设促进会（ОСОАВИАХИМ）26机场进行。在那里，灿德尔找到了年轻的设计师。谢尔盖·科罗廖夫（左）和鲍里斯·切拉诺夫斯基在БИЧ-8飞机旁
命运之遇发生在1931年10月5日。又过了两天，科罗廖夫参加了第32次发动机OP-1试车台点火试验。看来，试验的印象不错，年轻设计师被制造火箭飞机，也就是“安装了喷气发动机的飞机”这一设想所激励。27
此前不久，灿德尔开始组建喷气推进研究小组（ГИРД）。科罗廖夫支持这一创意。之前，苏联已有火箭热衷者小组，但它们既没有具体任务，相应地，也没有经费，很快就不存在了。喷气推进研究28小组有明确的任务：设计并制造装有液体发动机ОР-2的火箭飞机РП-1。
为什么是火箭飞机，而不是巨大的弹道导弹？道理很简单，在当时，巨大火箭的制造是全新事物，不管谁开始在这一领域从事严肃设计，都会遇到一系列问题。最严重的问题之一是，如何保证火箭飞行的稳定性及其在所有飞行段上的可控性。如果说，发射时刻带有导轨的发射台给出了火箭的轨迹，接下来尾翼给予保证；那么，在大气中和大气外的机动怎么办？如何保证在不同飞行状态下，自动调节发动机推力？火箭飞机就解决了其中的大部分问题，机翼及其增升装置保证了可操纵性；发动机推力可以由坐在密封舱内的驾驶员调节。此外，在航空领域，对制造比空气重的飞行器已经积累了相当丰富的经验，这些经验是不可小觑的。火箭飞机РП-1原理图（装有发动机ОР-2的БИЧ-11）
1932年冬，谢尔盖·科罗廖夫还不是喷气推进研究小组成员，参加小组活动是社会公益性质的，但在5月，在工农红军领导人米哈依29尔·尼古拉耶维奇·图哈切夫斯基召集会议之后，情况发生根本改变。这次会议讨论了火箭用于军事的前景。科罗廖夫作了报告，公开将组织火箭热衷者小组的全部工作责任揽在自己手中。
1932年4月，国防、航空和化学建设促进会拨出经费组建喷气推进研究小组的编制。当时，研究人员在萨多沃-斯巴斯科大街19号找了一间地下室。6月，喷气推进研究小组从特别社会性小组转变为火箭、发动机科学研究和试验设计组织。而从8月开始，便由军事发明局给予经费支持了。谢尔盖·科罗廖夫任命了喷气推进研究小组领导人。
结构上，小组分为4个课题团队。
第一团队，由灿德尔领导，试验研究发动机OP-1，设计发动机ОР-2，并研究燃料中金属添加剂的燃烧课题。30
第二团队的工作由米哈依尔·克拉弗吉耶维奇·吉洪拉沃夫领导，计划中包括发展火箭技术有关的一些重要项目。标号为03的课题包括研制氧气泵，该课题被认为是“真正革命性”的，因为当时供给火箭燃料的挤压系统特别庞大，而泵会改善这一点。课题05专门关注保障火箭装置的飞行稳定性。为进行这一领域的研究，制造出了试验火箭，火箭上带有转化为翼面的大功率尾翼。喷气推进研究小组成员在讨论火箭飞机方案从左至右：苏玛洛克娃，傅基可夫，科罗廖夫，列维茨基，切拉诺夫斯基，灿德尔，鲍别德诺采夫，扎包金31
第三团队由鲍别德诺采夫领导，研究真正的奇特课题：用试验32检验空气喷气发动机理论基础。为此，曾制造专用装置ИУ-1，用这一装置研究此种发动机点火方法和稳定燃烧条件。
科罗廖夫的第四团队是为实现火箭飞机载人飞行组建的。在初始33阶段，该团队从事飞机БИЧ-11结构的完善工作，以便安装发动机ОР-2。
有军方袒护的代价是高昂的。现在，不能再按热情洋溢的火星飞行迷们那些幻想行事了，人们期待的是新式武器，并且要求尽快拿出具体成果。
这不，困难来了。灿德尔在去疗养院休假的路上感染斑疹伤寒，于1933年3月28日去世。
他的新型发动机ОР-2“没能达到标准要求”。正当喷气推进研究34小组成员们专心致志地工作时，安装有普通发动机的新飞机БИЧ-11开始试飞，谢尔盖·科罗廖夫亲自驾驶飞机试飞。1933年7月26日的试飞几乎以悲剧告终，因为飞机以极高的速度撞向地面。幸运的是科罗廖夫安然无恙。
这时，喷气推进研究小组的第二团队在研制文件标号为07的火箭，其发动机使用汽油和液态氧。在所有试验中发动机都烧毁了，因此，团队进行探寻其他燃料的试验。一次，燃烧室炸毁，整个地下室走廊充满爆炸波，把门撞得关闭了，工具间和试验室之间的隔断木门也被炸歪。而试验者们，因隔着半米厚的砖墙才勉强站稳。于是规定，类似试验不得在地下室进行。但是，走出地下室没那么容易，门口聚集了愤怒的、手中抄着家伙的居民。喷气推进研究小组成员们只好报警，并激烈地辩白。吉洪拉沃夫设计的ГИРД-09火箭
无论怎样都不能使发动机07工作。1932年夏天，第二团队的主任工程师尼古莱·伊万诺维奇·叶夫列莫夫遵照科罗廖夫的指派，到巴库进行火箭技术的讲学。在那里他认识了阿塞拜疆石油学院研究员古尔维奇，他叙述了“浓缩”汽油。生产这一产品的工艺极其简单：将汽油和松香混合，便得到索里多尔润滑脂状物质。巴库的“浓缩”汽35油使吉洪拉沃夫意外有了制造新火箭的设想，新火箭的代号为09。新火箭的结构简化了，再不需要任何泵把燃料输进燃烧室。液态氧装进箱内，其自身的蒸汽压力将氧压入燃烧室。“浓缩”汽油就在燃烧室内，用通常的航空点火器点燃。火箭壳体被分成4个舱：降落伞舱，有效载荷舱，燃料舱和尾舱。根据计算，在起飞重量19千克时，火箭应该达到5千米高度。苏联火箭“喷气推进研究小组-09”在莫斯科郊区纳哈比诺靶场，于1933年8月17日进行第一次发射。火箭起飞了，达到大约400米高度，持续飞行18秒，被认为是成功的。现在，科罗廖夫有了向军方领导人展示的东西了。火箭“喷气推进研究小组-09”准备发射
在研制批量型标号为13的火箭时，其结构得到进一步完善：增加了发动机推力，改变了加氧系统。总共制造出6枚火箭。其中3枚升至1.5千米。无疑，火箭的进一步精雕细刻，或许有可能达到设计者们的理论飞行高度，但新的更复杂的设计淹没了这一工作。
从谢尔盖·科罗廖夫来制造火箭的那一刻起，就“压着”创建一个大喷气研究所的想法，由自己来做领导。年轻设计师的优点是，在新技术领域有一定经验，大家信任他，愿给他巨额拨款用于研究。不过，根据1933年9月21日革命军事委员会第113号命令，稍后1933年10月31日劳动和国防苏维埃第104号文件决定，组建火箭科学研究所36（РНИИ），所长是军官伊万·捷列吉耶维奇·克列伊缅诺夫，科罗廖夫只好满足于副手职务。后来，这反而救他一命……1.4德国“V”
第一次世界大战德国战败之后，德国军队无论在数量还是质量上都受到严格限制。炮兵也是这样，凡尔赛条约只准许德国有200门野炮、100门以下的榴弹炮。胜利者们以小小的复仇心理，甚至计算了这些炮应有的炮弹数量，并列入了条约，而关于火箭却一字未提。帝37国时代的将军们正是利用这一点，秘密重新武装自己的军队。38
1930年，德国国防部设立了以卡尔·贝克尔为首的弹道学部。理论上，液态发动机火箭可以比炮弹射击得更远，而区别于航空的是，它在飞行中不会受到攻击。
但是，摆在贝克尔面前制造批量作战火箭的任务，在当时几乎是不可能完成的。因为，军事工程师们设计时所需要的依据一丁点儿也没有。在德国，没有一个技术研究所从事过火箭领域的工作，工业界也没有人从事过这一业务。甚至找不到哪怕一个发明人，提出一份准备好的方案。
1930年，弹道学部来了一位新人——大尉瓦尔特·多伦贝格尔39，他是专业军官，第一次世界大战时在重炮部队服务。事情出现了一线生机。多伦贝格尔跟踪着新的动向，甚至参观了星际报道协会会员们制造的Mirak火箭的发射。但是，热情公民们的工作不符合军方需求，多伦贝格尔和领导商定，开始在位于柏林以南27千米的库莫斯多夫炮兵靶场，组织新试验站。40
老将把赌注押在天才的年轻工程师维尔纳·冯·布劳恩身上，因为这位年轻人从青年时代起就迷恋火箭事业。
1932年11月，维尔纳·冯·布劳恩在多伦贝格尔领导下，在库莫斯多夫开始工作，并逐步挑选助手。最开始他的全部“编制”只有机械41师海因里希·格柳诺夫；很快，又来了发动机专家瓦尔特·里德尔。
维尔纳·冯·布劳恩成为靶场的研究人员之后，通过贝克尔得到一笔军方支持的小额经费，用于进行试验。这些试验和他1934年6月27日成功答辩的论文有关系，他因此论文而成为德国最年轻的技术科学博士。论文名为《液体火箭的结构、理论和试验设想》。因为课题是保密的，其内容在1945年之后才得以发表。维尔纳·冯·布劳恩和А-4（V-2）火箭模型（NASA）
摆在新成员面前的任务是解决大量的实际问题。其中首要的是，什么样的燃料适合批量火箭？“宇宙”火箭制造的先锋们，在酒精-氧、汽油-氧、煤油-氧组合燃料方面已经积累一定经验。石油制品的卡路里大于酒精，但高卡路里也意味着喷流有更高的温度，燃烧室没有冷却便很快失去强度。相应地，燃烧室和尾喷口的冷却也是一大难题。此外，使用酒精可以减少火箭的重量，因为酒精燃烧时所需的氧化剂数量更小：完全燃烧1千克汽油，需要3.5千克氧，而燃烧1千克酒精，只需要2千克氧。
瓦尔特·里德尔还找到使用酒精的另一个理由：火箭发动机在工作过程中，可以向燃烧室内部喷一些水进行冷却。而酒精区别于石油制品之处在于，它可以直接和冷却水混合，不需要另加喷嘴。如果摆在里德尔面前是制造宇宙火箭的发动机，那他可能就选用煤油作为燃料，以期解决下一步的燃烧室冷却问题。但在当时的情况下，更趋向用酒精。
库莫斯多夫站的运营从建立试验台开始。1932年12月，装在试验台上的第一台发动机是以酒精和氧的混合物作为燃料的。但试图启动发动机的愿望以失败告终。发动机毁坏了。接下来是相当令人失望的一年：火箭发动机在极限点烧毁，喷流火焰向着反方向喷射，并使燃料喷嘴着火。但在这些失败中，也曾有过成功，这表明还是可以让发动机工作的。1933年，设计全尺寸发动机的时机到了。发动机好像叫Aggregat-1或А-1。
但马上又出现了发动机的控制问题。正像经验丰富的炮兵瓦尔特·多伦贝格尔预计的，火箭应该以旋转达到稳定，类似陀螺那样。因此，他建议制造战斗部旋转、燃料箱不旋转的火箭。
先是设计А-1火箭，发动机可以工作了。推力显著提高。设计师们决定，可以跳过中间型号方案，立即制造大型火箭，投入下一个设计——А-2。在这种情况下，不仅火箭尺寸要改变，其布局也要改变，因为起稳定作用的旋转部分不再安装在火箭头部，而安装在燃料箱和氧化剂箱体之间的空间。
1934年12月，两枚А-2型号的火箭制造完毕，被戏称为“马克斯”和“莫里茨”，这是德国人极为熟悉的一本儿童读物中一对喜剧人物的名字。他们双双被弄到北海的宝库姆岛，并在圣诞节前不久，被扔在了那里。火箭升至2000米高度，而且，保证推力的不是新发动机，而是旧发动机。
成功的发射鼓舞了设计师们，但也发现了不少问题。人们明白了，使用陀螺是必要的，它不仅能校正火箭对飞行轴线的偏离，还能消除42沿着下述三个轴极其微小的振动：航向、横滚、俯仰。火箭尾部燃气舵面的位置1—发动机尾喷口；2—燃气舵面；3—舵面的回转轴
研究人员探讨了多个火箭稳定方案。例如，建议安装弹翼，实际上讲的是制造有翼火箭，或者火箭飞机。但研究表明，在飞行轨迹的初始段，当速度还不高时，飞翼没有什么效果，而在高空使用飞翼更完全没有意义了。
使用燃气舵面即解决了问题。当时已经知道，如果大气气流极端变化无常，那么，从火箭喷出的气流按其本身特性仍是恒定的。这导致了一个想法，即控制面可以直接安装在“排气管”。第一个这样的方案还是齐奥尔科夫斯基提出的，之后欧波特也提出此构想。后者特别强调，燃气舵面应该以自己的平面压缩喷流来控制火箭。
最终火箭А-3设计完成。它的头部装满电池，其下方是仪表舱，装有压力表、温度计，还有微型照相机，用以拍摄飞行中仪表的指示。还安装了燃料泄漏的应急装置，借助无线电信号起作用。仪表舱下面是氧气箱，然后是降落伞舱，之后是酒精箱，最后是火箭发动机。А-3设备中安装了带有加速度计的陀螺平台，用于校正火箭飞行中的俯仰和航向，最主要的是有电动伺服电机和用钼制作的燃气舵面。
库莫斯多夫试验站的面积不能满足大规模工作的需求。必须换个新地方。不久，维尔纳·冯·布劳恩就找到了新地方。新的火箭中心建在波罗的海上的乌泽多姆岛，派纳河的入海口，邻近小渔村派纳蒙多。为研究新的火箭武器，德国从预算中拨出2000万帝国马克。
尽管新的站点叫做亚美尼亚派纳蒙多试验基地，军方和空军却是其权力均等的主人。小岛的森林区域，靠近科尔坪湖东边，被称为“东派纳蒙多”的地方被划给了亚美尼亚人。空军代表则看中了湖北面的一块漫坡地，那里可以建造飞机场。这一地带的名字为“西派纳蒙多”。
乌泽多姆岛的建设轰轰烈烈地展开了：荒蛮中心建起了车间厂房、批量试验站、试验室、液态氧生产厂、电站。岛的北部铺设了机场地面，装备了发射场、试验台。往南，是科技人员城，再远一点的地方是工人宿舍区。岛上修建了铁路和街道。
1937年12月进行了4枚А-3火箭的发射。尽管按要求制造出了发动机装置，但导引和稳定系统没有实现预想的要求。А-3火箭的燃气舵面显得太小，而伺服系统相对控制信号滞后。需要重新审查全部构想。派纳蒙多的发射台照片，1943年6月23日英国侦察机拍摄
在标号为А-5的大火箭新方案布局中，使用了А-3的发动机，但装备了更大的石墨燃气舵面。此外，火箭具有更完美的流线型，尾翼做成4个稳定器，并在风洞经过吹风试验，同时，还制作了模型飞机进行投掷试验。最重要的是，А-5上安装了最先进的控制系统。1938年秋А-5开始发射，仅过一年，和波兰的战争爆发了，这一火箭和全部装备完美无缺地升至12千米的高度。火箭А-5总共发射了25次：开始是垂直发射，后来沿倾斜轨迹发射。设计者们终于可以松一口气了：А-5的飞行证明，所选择的技术方案是正确的。早在对火箭А-3进行设计的阶段中（1936年夏），维尔纳·冯·布劳恩和瓦尔特·里德尔就想制造一种火箭，也就是后来知道的А-4。它应携带1000千克重的战斗部，飞行260千米。根据这些数据可以设计大量各种各样的火箭。但尺寸的选择受制于最浅显的考虑：需要把新武器运送至紧靠前线的地方，因此，最大尺寸就受到铁路隧道宽度、铁路轨道转弯曲率的限制。这样的火箭要求有大功率发动机。为研制此种发动机，天才设计师瓦尔特·基尔着手开始工作。发动机按照里德尔的建议，不仅改善了结构，而且采用专门的离心喷嘴，燃料得到了充分而均匀的燃烧。弹道火箭А-4/V-2原理图（绘图：施列金斯基）1—带有头部引信的弹帽；2—战斗部；3—仪表舱；4—控制系统仪表；5—燃油箱；6—燃料舱；7—氧化剂箱；8—燃料管道隧道；9—尾舱；10—火箭发动机的框架；11—过氧化氢；12—涡轮泵机件；13—燃烧室和尾喷口；14—尾翼；15—燃气舵面；16—空气操纵舵面
在А-4发动机中，还采用了其他新技术：薄片式冷却，燃烧室采用焊接壁板。
火箭А-4的总长度为14.3米，发射重量12.7吨，火箭由四个舱组成。头部本身是重达1吨的战斗部。下部是仪表舱，其中除仪器外还安装了充满压缩氮气的钢瓶，用于提高燃料箱内的压力（挤出压力）。仪表舱的下方是燃料舱，这是火箭体积最大和最重的部分。乙基酒精位于该舱的上部。从这里通过氧气箱的中心有一条管道，向燃烧室输送燃料。和其他火箭相比，А-4中最重要的新技术是，出现了向发动机喷嘴供燃料混合物的涡轮泵机件。А-4火箭的发动机“白羊星座”工作原理
1940年，火箭中心派纳蒙多突然陷入“口粮吃紧”状态，已经开始的战争贪婪地吸吮着物资，经费也急剧减少。不过，总算在1942年，火箭研制者们得以发射А-4的试验样件。
新的大火箭的第一次试验发射是在1942年6月13日，国防部的阿尔伯特·施佩尔和埃尔哈德·米尔西元帅亲临现场。发射景象是那么令人印象深刻，以至于经过25年，施佩尔仍激动地回忆道：“在发射的第一秒钟，一开始好像很勉强，而后，随着庞然大物挣脱束缚的轰鸣声不断增强，火箭慢慢地与基座分离，在几分之一秒时间内，它停在火柱上，之后，便带着长长的呼啸声，钻进低空的云层内。维尔纳·冯·布劳恩的脸，因幸福闪着光。而我，简直被这一技术杰作所震惊——就在我眼前，反驳了人们早已习惯的引力定律，没有任何机械牵引，30吨的重物竟垂直升上天空！”
但是，卓有成效的起飞以失败告终，火箭发动机工作了26秒，之后，它“扑通”一声栽到距发射地点1.3千米的地上。两个月后，进行了第二次发射。火箭上升到11千米，但在飞行中火箭头部毁坏了。
第三枚А-4火箭赢得了成功。1942年10月3日，一个晴朗的白天，它征服了190千米的距离。设计师们兴奋无比。但随后的发射却又令人失望。大火箭还需要进一步改进。А-4火箭在派纳蒙多发射
1943年2月17日，派纳蒙多的工作人员垂直向上发射火箭，以便了解其“升限”。火箭达到了192千米高度，因此，大约到达了大气层边缘。这枚火箭的壳体上画着坐在月牙上的裸体美女，以纪念弗里茨·朗的科幻电影《月亮上的女人》。
德国的火箭专家们充满热情地要征服宇宙。他们经常讨论制造地球卫星和有人驾驶宇宙飞船的可能性。维尔纳·冯·布劳恩与气象学家和天文学家建立了联系，以便借助火箭进行这些方面的研究。但这一活动遭到高层的禁止，火箭专家差一点被起诉背叛国家和怠工。在“纪律检查”中羁押维尔纳·冯·布劳恩之后，派纳蒙多的研究人员仅能从事火箭在军事方面的应用。
还在1942年春天，英国在德国的间谍就得到情报，派纳蒙多是最重要的军事项目。情报需要核实，英国指挥部开始派遣侦察机前往波罗的海的这一地区。为了不向德国人暴露自己的意图，英国人对从基尔到罗斯多克的所有海岸都进行拍照。过了一段时间，飞行员通报：德国人已经完全平和地对待经常在其上空飞行的飞机了。有一次，一架侦察机带回一张照片，照片显示，某种类似一架小飞机的东西，停43在倾斜的发射装置上。被火箭V-2毁坏的伦敦街道
1943年8月17日晚，德国人得知，英国空军轰炸机队将在波罗的海上空大量集结，但是，什么也来不及做了。夜间，派纳蒙多遭到300多架次重型轰炸机的轰炸，被投下大量炸弹和燃烧弹。轰炸目标是试验台、生产车间和乌泽多姆岛上的小村庄。德国损失735名人员，其中包括主要的发动机专家瓦尔特·基尔。
但是，火箭中心的毁坏，已经不能阻止阿道夫·希特勒了，在他看来，А-4武器可以让英国屈服并在战争中将其抹掉。有一次，帝国部长戈培尔从大本营归来，在《民族观察家报》发表了如下严厉的声
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