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1958年,在苏联发射第一颗人造卫星斯普特尼克1号3个月之后,美国也发射了探索者1号卫星,将其送入轨道的载具是木星C型火箭,而曾对这项成就作出卓越贡献的女性工程师 Joyce Neighbors 发现,她只能以“姓名首字母”的方式在最终完成文件上留下自己的名字。
沃纳·冯·布劳恩
图源:NASA
沃纳·冯·布劳恩是一位德国出生的美国火箭专家,被称为现代火箭之父。他曾经是纳粹德国的V2火箭的总设计师。1945年在二战结束前夕,冯·布劳恩向美国投降,并带领了一批德国火箭专家来到美国。1950年,他和他的团队被转移到阿拉巴马州的亨茨维尔,在那里他整整工作了20年。
虽然布劳恩从小的梦想就是飞向太空,登陆月球,但是当时的美国政府对航天事业并没有什么兴趣,他们更看重布劳恩设计V2火箭的经验,要求他继续设计洲际导弹,布劳恩也只能从命。1950年至1956年间,布劳恩率领军方团队成功研发了红石导弹,成为美军第一代洲际导弹的载具。在此期间他顶着“纳粹武器设计师”的帽子,被当作一个有用但是有历史污点的人,虽然他在《科利尔周刊》上发表了系列文章《人类即将征服空间》,还作为技术顾问参与了由Walt Disney导演的三部关于空间探索剧集的制作,表达了他对和平探索太空的设想,但是美国政府对此并没有回应。
转机发生在1957年,苏联率先发射了第一颗人造卫星斯普特尼克1号,这引发了美国上下的恐慌和焦虑,这时他们想起了冯·布劳恩,要求他尽快设法将美国的人造卫星送入太空。
斯普特尼克1号,图源:U.S. Air Force photo
其实当时的美国总统艾森豪威尔最重视的方案是美国海军的“先锋”(Vanguard)运载火箭,陆军的方案一度被取消了。不料在1957年10月苏联人的卫星上天后,尚不成熟的先锋号不得不顶着压力在12月进行了试飞,结果在发射架上爆炸了。此时陆军的布劳恩团队成为了唯一的备选。而在此之前的1956年,Joyce Neighbors 加入了陆军弹道导弹局(ABMA),成为在冯·布劳恩团队工作的第一位女科学家。
Joyce Neighbors 图源:NASA
Alice Joyce Kerr Neighbors 1930年12月27日出生于阿拉巴马州伦道夫县的一个农场里,父母阿尔玛·克尔和约瑟夫·克尔总共养育了八个孩子,Joyce Neighbors 排行老六。童年时期正值经济危机和世界大战期间,她家里的生活很艰苦,高中毕业后农场才有了电,孩子们在采摘棉花时经常赤脚,只有在秋天到来时才穿鞋。
她的几个兄弟都曾参军,退伍后获得了政府资助去上大学,而Joyce Neighbors 1948年高中毕业后,只能靠自己工作攒学费,终于在1950年进入了奥本大学。在那里,她白天上课,晚上担任电话接线员,忙碌的生活从未消磨她学习的热情,在大学期间不光学习数学,还辅修了物理学,本科毕业后继续攻读物理学研究生,在阿拉巴马大学获得工程学理学硕士学位。1977年,她在阿拉巴马大学获得工程力学博士学位,并完成了题为“几何非线性复合材料弹性/粘弹性圆柱体的动态响应”的论文。
临危受命的布劳恩团队迅速地设计了一种以红石导弹为基础的改型火箭,并将其命名为木星C运载火箭。木星C运载火箭由三级构成,第一级是红石导弹,第二级是11个固体燃料火箭发动机,第三级是一个小型固体燃料火箭发动机。而Joyce Neighbors 团队的任务是计算二级发动机的点火时间。
木星C运载火箭
这是一项非常重要和复杂的工作,她们必须计算出木星C火箭飞行曲线的最高点,只有在那里点火才能保证将探索者1号卫星准确送入轨道。如果发动机在错误的时间点火,整个任务就将失败。这个计算非常棘手:它取决于火箭燃料的重量和燃烧率,以及发动机的性能,在早期的航天飞行中,这些都没有标准化。尽管面临挑战,Joyce Neighbors还是出色的完成了任务,1958年1月31日,探索者1号顺利发射升空。
探索者1号发射的正时和点火顺序,制图:Joyce Neighbors
多年后,当她被问及那一刻的感想时,她只是说,“非常成功。”轨道比预期的要高一点,但是卫星不仅成功地环绕地球运行,甚至实现了它的主要科学目标:探测地球周围的带电粒子带,后来被称为范艾伦辐射带,以探索者1号任务的首席科学家詹姆斯·范艾伦命名。
探索者1号卫星的成功发射让美国上下一片欢腾,所有参与设计火箭和卫星的科学家都成了媒体追捧的明星。冯·布劳恩、范·艾伦和NASA 喷气推进实验室(JPL)负责人威廉·皮克林的照片出现在报纸和杂志上,他们成了全国名人。而Joyce Neighbors和JPL的计算机主管Macie Roberts 则从未上过头条。虽然在团队内部大家都认可Joyce Neighbors 的贡献,并“破例”让她在最终的任务完成表上签下自己的名字,就在韦纳·冯·布劳恩、恩斯特·施图林格两位大腕之后,但是只能写“J. Neighbors”,因为当时人们认为在这种重要文件上出现女性的名字会让它看起来“不那么真实”。
三个男人在桌子前举着火箭。从左至右:威廉·皮克林、詹姆斯·范·艾伦和韦纳·冯·布劳恩将探索者1号的模型举过头顶。图源:NASA
如今看来历史的荒诞有时令人发笑:人们宁愿看到前纳粹分子的名字都不想看到女性的名字被彰显,但是作为生活在那个年代的Joyce Neighbors和Macie Roberts,只能默默接受,但是这并不影响她们在各自的事业中继续发挥自己的才干。Joyce Neighbors后来又主持计算了有史以来最强的土星五号火箭的初步轨迹,担任马歇尔太空飞行中心星体学实验室制导和控制部门的技术人员之一,高能天文台项目的高级系统工程师和大气云物理实验室的总工程师,以及马歇尔引力探测器B的项目主管。
Macie Roberts 则更为霸气,她认为既然男性觉得女性能力不够,那么她们就以“姐妹团”的身份开展工作,她在NASA内部开创了一项先例,所有团队成员只招女性,在更先进的计算机出现之前,JPL所有的轨道计算都是由这个团队完成的。而她的继任者Helen Ling 延续了这项传统,她们被称为“Rocket women”。
在Joyce Neighbors的同事眼中,她不是一个注重个人荣誉的人,而是为团队和“正确的事情”工作,她的坚韧、敏捷的头脑和坚持不懈的毅力在NASA广受赞誉。
“Joyce Neighbors 博士是我们这个领域女性的先驱,也是许多人的灵感来源,”马歇尔太空飞行中心主任乔迪·辛格说。“她在探险家、天空实验室、高能天文台项目和土星五号上的工作证明她几乎可以克服任何障碍。在她为美国宇航局服务五十多年的过程中,她帮助打破了女性的玻璃天花板,从未停止努力。因为有她这样的女性奠定了基础,使我们能够计划将第一位女性宇航员送上月球。”
1986年从 NASA 退休后,她一直在亨茨维尔平静的生活直到2020年2月7日去世,享年89岁。
2018年接受采访时的 Joyce Neighbors 博士
参考文献:
1.https://bigthink.com/the-past/joyce-neighbors-mathematician-woman-us-space/
2.https://www.nasa.gov/image-article/dr-alice-k-joyce-neighbors/
3.https://www.laughlinservice.com/obituaries/Dr-Alice-K-Joyce-Neighbors?obId=10958521
4.https://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%9F%A6%E6%81%A9%E8%B5%AB%E5%B0%94%C2%B7%E5%86%AF%C2%B7%E5%B8%83%E5%8A%B3%E6%81%A9#%E6%9C%A8%E6%98%9F-C%E7%81%AB%E7%AE%AD
5.https://twitter.com/SpaceCampCur8r/status/1127979798301675521
6.https://en.wikipedia.org/wiki/Macie_Roberts
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