1919年签订的《凡尔赛和约》虽然肢解了德国的领土和军队,但德国的工业体系和大学却被完整保留下来,这让德国军方,尤其是一些被削减部门的中下级军官保留了东山再起的信心。战后回到德国陆军炮兵部队继续服役的瓦尔特·多恩贝格尔上尉,在读完了赫尔曼·奥伯特的《飞往星际空间的火箭》后大受启发,他认定火箭是一种结合了空军和炮兵优点的超级武器,既可以缓解德军急缺远程火力输送的燃眉之急,又可以绕开《凡尔赛和约》的限制,让德国陆军再现一战中“巴黎大炮”那样的荣光。于是,多恩贝格尔与贝克尔等几个想法一致的军官一起开始对奥伯特的火箭理论进行深入研究,并在距离柏林30千米远的库莫斯多夫炮兵靶场建立了一个火箭试验基地。
赫尔曼·奥伯特和他的《飞往星际空间的火箭》
组建研究团队
1929年,多恩贝格尔和贝克尔等人以平民身份加入了德国宇航协会,他们想为火箭军事化应用寻找一些技术人才。
经过一段时间的接触,他们发现宇航协会中研制火箭的骨干们虽然热情高涨,但缺乏必要的科学程序,历次火箭发动机的测试都没有做文字记录,也没有推力曲线的图表,研制计划看起来也很随意。这些人里面只有一个叫冯·布劳恩的年轻人愿意留存火箭试验的数据,并且用图表的形式记录下来,这一点很受多恩贝格尔青睐,于是私下里找到布劳恩,向他表明了自己的军人身份,并就火箭技术与布劳恩进行了深入的交流。
冯·布劳恩
多恩贝格尔在火箭技术方面的认识和研究进展让布劳恩十分惊诧,也让他意识到要想让火箭真正征服地心引力,靠个人力量和民众捐款是远远不够的,必须要倚靠国家的力量。
布劳恩很快便接受了多恩贝格尔的邀请,以兼职身份加入了陆军的火箭研究组织,并到柏林大学攻读他的博士学位。多恩贝格尔帮助布劳恩在库莫斯多夫建立了一个发动机试车台,并且给他配备了3个助手,但他们在火箭方面的研究进展远没有布劳恩在学术上的进展迅速,一方面这种未来武器要隐秘行事,另一方面由于火箭项目当时在陆军根本不受重视,布劳恩他们提交的加工任务的优先级经常被排在最后。
从A-1到A-5
1933年1月,他们研制的首台水冷液体燃料火箭试车成功,获得了140千克的推力,之后用酒精冷却的发动机推力增大到了300千克,但安装这种发动机的“组合体1号”火箭(即A-1火箭,A是“组件”一词的首字母)在点火后就被炸成了碎片。
布劳恩通过多恩贝格尔请来了更多的行业专家,完善火箭发动机的设计和制造,很快就完成了两枚“组合体2号”火箭的组装工作,布劳恩给它们俩命名为“马克思”和“莫里茨”。
A-2火箭结构示意图(棕色为燃料贮箱,蓝色为液氧贮箱)
“组合体2号”与“组合体1号”的大小差不多,但是安装了推力达到1000千克的火箭发动机。布劳恩在组织火箭系统集成方面体现出了很高的才能,把整个研制过程安排得井井有条,终于在1934年12月份具备了发射条件。
在这之前,布劳恩还抽空回学校完成了自己的博士论文答辩,论文中布劳恩详细论述了液体燃料火箭发动机在设计、试验与制造中方方面面的理论与工程问题,是一篇具有划时代意义的科技论文,柏林大学给它的评级是“特优级”,直到现在都在火箭发动机技术领域具有重要的参考价值。
1934年圣诞节前夕,布劳恩的火箭小组先后进行了“组合体2号”的两次飞行试验,“马克思”和“莫里茨”表现良好,都飞到了2000多米的高度,这不仅让火箭小组备受鼓舞,也吸引来了更多来自军方的关注。
布劳恩的团队一下子扩充到了80人,装备陀螺仪和燃气舵的A-3火箭正式开始研制,库莫斯多夫也显得拥挤起来。这里距离柏林很近,不适合发射更大的火箭,于是建立一个专门的可以发射更大火箭的试验基地的需求,被提上了日程。布劳恩建议将基地建在德国北部乌瑟多姆岛上的佩纳明德,那里面向波罗的海,人烟稀少,非常适合火箭的研制和发射。经过多恩贝格尔的实地考察,德国陆军和空军正式批准佩纳明德火箭基地开工建设。
A-3火箭的研制很不顺利,几次飞行试验都出现了横滚无法控制的情况,无一例外全部坠毁。布劳恩他们做了各种尝试,都没能找到问题出现的原因。布劳恩下决心彻底重新设计了控制系统,但新系统加工出来至少要一年半,于是他决定暂停A-3,快进到A-5火箭的研制。
之所以跳过了A-4这个编号,是因为A-4是多恩贝格尔预留的代号,他要求A-4火箭要能携带1吨的弹头飞行260千米,弹着偏差不能超过3米,而且还要能通过铁路运输到任何地方,这样的要求在1937年对于布劳恩的火箭小组来说还无法企及。
好消息是佩纳明德的火箭基地终于竣工,这里有设备齐全的力学试验台和装配车间,还有可达5倍声速的大型风洞。新的基地需要更多的技术人员,布劳恩联系上了之前宇航协会的伙伴们,请他们到佩纳明德跟他一起研制更大的火箭。新的设施与更完备的技术团队让火箭的研制进展大大加快,1938年夏天,从A-3改进而来的A-5火箭终于取得了成功。
V-2横空出世
由A-5放大来的A-4火箭在制导和控制方面遇到了难题,布劳恩的团队又不得不停下来研制性能强大的电子模拟计算机和飞行程序模拟器。经过两次失败后的改进,1942年10月3日,A-4火箭在浓烟与轰鸣中飞升到了85千米的高空,飞行了190千米,最大时速达到5600千米。这一天被布劳恩团队称为“宇宙航行新纪元的曙光,人类旅行乃至太空飞行新时代的第一天。”
之后,A-4火箭开始量产,但此时的德国已经完全失去了西线的制空权,整个工业系统都暴露在盟军轰炸机的瞄准具之下,资源和工业产品开始大幅减产。1943年8月,盟军重点轰炸了佩纳明德,A-4火箭的生产不得不转入地下,直到1944年才恢复产能。
1944年9月8日,从荷兰海牙发射的A-4火箭,携带1吨重高爆炸药,只用了6分钟就击中了伦敦郊区的齐奇克,造成了巨大的破坏。纳粹宣传部长戈培尔将这种武器命名为V-2(德语“复仇者兵器2号”的意思)。
V-2火箭高14米、重13吨,已经具有了弹道导弹的雏形,由于飞行速度太快,盟军根本来不及预警和拦截,而且V-2的攻击时间都选择在伦敦上下班的高峰期,加上其巨大的破坏力,给英国民众造成了极大的恐慌。战争最后一年,陆续有100多万人从伦敦地区迁出,足见其巨大的战略威慑力。
佩纳明德火箭基地里的V-2火箭
但由于V-2很多技术不成熟,可靠性很低,发射后坠毁或者远远偏离目标的占了多数,只具备无差别的战略破坏能力,而缺乏精确的战术打击能力,实际战果差强人意。据战后统计,发射向英国的V-2火箭一共1115枚,造成2724人死亡,6476人重伤,基本都是平民。布劳恩后来评价说:“V-2是一种很好的火箭,它唯一的毛病是落在了一个错误的星球上。”