上文书说到了美国的卫星在太空里发现了存在带电粒子密度极高的地带，卫星上携带的盖革计数器已经完全爆表了。所以范·艾伦的两个研究生在他的房门上留下一句话，太空是放射性的。太空当然不可能是放射性的。 这只是范·艾伦的研究生开玩笑罢了。不过反常之处必有妖，科学家最喜欢这种反常现象。范·艾伦在美国地球物理联盟的一次会议上宣布了这个发现。苏联人则与这个发现失之交臂。他们也发现了太空里某些地带似乎带电粒子多的不正常。当时太阳刚好有一个小的耀斑爆发，所以苏联人以为是耀斑爆发喷射的粒子刚好到达地球，引起了带电粒子过多的现象，所以也就没有在意，倒是美国人发现了这个现象。当然苏联人的火箭发射场纬度太高了，卡纳维拉尔角纬度是很低的。苏联的拜科努尔发射场跟大庆几乎是在同一个纬度线上，而卡纳维拉尔角和长沙差不多是在同一个纬度线上。所以苏联卫星的轨道跟美国的卫星轨道相差很大。斯普特尼克2号的轨道和地球赤道之间的夹角为65度，这个角度非常高。美国发射的探索者1号的轨道倾角只有33度，差的很远。卫星轨道都是椭圆，椭圆有两个焦点，对于卫星轨道来讲，地球在其中一个焦点上。所以卫星轨道有近地点和远地点两个参数。美国的探索者1号卫星的轨道远地点达到2千多公里。斯普特尼克2号的远地点只有1600公里，轨道不仅是角度不一样，形状也不一样。
斯普特尼克3号陈列在齐奥尔科夫斯基国家宇宙学史博物馆
等到斯普特尼克3号发射升空，苏联人在卫星上搭载了很多精密仪器，探测能力比以前强得多，大家逐渐的揭开了这个谜团。在2000公里到5000公里的高度上有一个带电粒子辐射非常厉害的区域。在6万公里到10万公里的范围内有一个更大的带电粒子比较多的区域。地球外的这些带电粒子密布的区域被称为“范·艾伦辐射带”，毕竟是范·艾伦的团队首先发现这个现象的。范·艾伦辐射带的外形是轮胎的形状，包裹着球状的地球，分内外两层。中间有个空白地带。美国的探索者1号卫星的远地点比苏联的卫星远地点要远，插进范艾伦辐射带的时间就长一些。当时美苏已经开始冷战对峙，刚好是美国人发现了辐射带的内层，苏联人发现了辐射带的外层，当时有人开玩笑，怎么连辐射带也分为两大阵营吗？怎么中间还来了个楚河汉界啊？内外两层辐射带的性质是有区别的。内层多半的带正电的质子，外层则是高能的电子比较多。科学家们就开始思考，辐射带到底是怎么来的呢？很明显，宇宙射线本身具有太大的动量，不可能被俘获。
韦尔诺夫
苏联科学家韦尔诺夫和列别金斯基提出，当宇宙射线轰击地球大气层时，它们可能发生能生成中子的核反应，那些中子随后衰变成电子和质子，接着被地球的磁场俘获。这种想法是第一种能解释辐射带性质的物理模型。韦尔诺夫与列别金斯基在1958年7月公布了中子衰变机制，那仅仅是在辐射带被人发现的数月之后。两星期之后，美国科学家辛格也独立发布了一种差不多的说法。苏联发射斯普特尼克3号已经是1958年的7月份了，过程不是很顺利。火箭振动很厉害，导致助推器分离出现故障，所以第一次发射是失败的。但是备份星发射成功了，尽管火箭振动的问题仍然没解决。到了1958年的7月底，发生了航天史上的一件大事。那就是总统艾森豪威尔签署了《美国国家航空航天法案》，这个法案直接导致了NASA的正式成立。也就是美国国家航空和航天局，NASA是简称。
1958年，美国国家航空航天局成立
美国当时已经感到苏联咄咄逼人的压力。所以在斯普特尼克2号升空没多久就成立了国防部的高级研究计划局，这个我们以前讲过一个系列。有兴趣的，可以往前翻翻。不过，高级研究计划局是国防部下属的机构，主要负责和国家安全相关的研究。但是，美国人也知道，太空研究将带来很多的收益，尤其是在通信、气象和导航领域。在国防部的管辖下是没办法做这些事的。因此必须建立一个民用机构。这就是NASA，是在过去的国家航空咨询委员会的基础上建立的。包括喷气推进实验室在内的好多机构都划归NASA的旗下。当然啦，布劳恩在NASA的成立这件事儿上是功劳不小。他的小组撰写了一个报告，主要就是讲美国有关火箭研究上犯了多少错误，干了多少扯皮的事儿，各个机构是如何争权夺利，分散了研究的力量。反正是严厉批评了各个组织之间工作重复和缺乏协调。所以，布劳恩所在的陆军导弹局以及海军的研究实验室都被划归到了NASA的旗下。红石兵工厂成了马歇尔太空中心，布劳恩成了马歇尔太空中心的第一任主任。国防部高级研究计划局的一部分火箭研究和空军的一部分研究也都划归了NASA，从此NASA成了美国太空计划的掌舵人。美国人也要集中力量办大事儿了。
马歇尔太空中心
当然，NASA不仅仅负责火箭和太空项目，还负责太空探测器，飞机的气动研究等等一系列的科学研究，大名鼎鼎的X系列试验飞机也在NASA的名下。当然，卫星的研究被分散在了几个部门，大名鼎鼎的CIA中情局也有侦查卫星的研发部门。U-2高空侦察机也是中情局花钱开发的，所以开侦察机的飞行员都不是军人，CIA毕竟不是军方，CIA干的都是偷鸡摸狗的事儿嘛。空军的火箭发射基地设立在了加州的范登堡。这个地方和佛罗里达的卡纳维拉尔角互为犄角，各有侧重。这个阶段，苏联人在干什么呢？他们准备向月球发射探测器。其实也不能叫探测器，只能叫撞击器，撞上去就算赢了。科罗廖夫召集了手下开会，他说，同志们，我们现在有两年的时间，我们要把苏联的探测器送到月球上去，撸胳膊挽袖子，加油干吧。那时候苏联没有双休日制度，一周干六天。科罗廖夫他们经常在星期天开会，基本上没有了休闲和放松的时间。
苏联人的Luna 1号月球探测器
美国人也打起了月球的主意，他们也要玩儿撞击月球的把戏。但是，美国人也不能耽误正事儿。那就只能加班加点了。美国的雷神导弹射程达到了1万公里，这已经是非常不错的成绩了。雷神是后来的大名鼎鼎的德尔塔火箭家族的开山之作。导弹和运载火箭其实没多少区别。美国人就想用雷神-埃布尔火箭来完成撞击月球的任务，坚决要赶在苏联人的前面。早期的美国火箭真是难看的不能再难看了，布劳恩的红石火箭算是颜值最高的。但是也不得不在最前面加上一个难看的圆柱形的罐子才能发射卫星。雷神-埃布尔火箭的造型非常猥琐。有点像现在的电动牙刷。后边是粗粗的火箭，顶端有一根长长的棒子，粗不粗细不细的，看着那么不协调。
雷神-埃布尔火箭的长相实在不敢恭维
说穿了也简单，这是两枚火箭生拼硬凑的结果。下半截是空军的雷神中程导弹，顶上那一节粗不粗细不细，长得像根火柴头的部分是海军先锋火箭的改进型。海军的先锋火箭本来是个探空火箭的底子，当然长得很细长。美国人为了提振民心士气，专门对这次火箭发射进行了电视转播。火箭发射倒是顺利。在万众瞩目之中冉冉上升，77秒以后，在一阵烟雾里，火箭消失了。军方负责人施里弗将军回头问技术人员，咋回事儿啊？一看，站在背后的总设计师眼泪都下来了。“别哭啊，咋回事儿？”总设计师蒂尔含着眼泪回答：“炸了”。负责这个项目的项目经理多诺万差点休克过去。火箭从卡纳维拉尔角发射，旁边就是大海，派潜水员下去捞吧。把残骸捞上来分析。发现是火箭发动机的涡轮泵出了问题，这是洛克达因公司的产品，木星C火箭也用这东西。完了，布劳恩那边也要出麻烦。
先锋1号探测器
权衡再三，决策者决定继续干，冒着风险继续发射。第二次发射，三级火箭都顺利的启动分离，发射场都沸腾了。但是5分钟以后，负责跟踪的人发回报告。先驱者1号卫星没有分离，和第三级挂在一起了，这是没办法飞到月球的，只能进入环绕地球的特殊轨道。远地点达到了11万3千公里，也算是个突破了。发射43小时以后，这个探测器带着屁股后面的第3级火箭的壳子，在南太平洋上空再入大气层，烧掉了。
先锋3号几乎就是个“弹头”
后来的先驱者2号也没能逃脱这个厄运，顺利发射升空了，但是第三级没有点火，最后还是掉回了地球。剩下就看布劳恩的了，他用朱诺火箭发射先驱者3号卫星。布劳恩也是一样，卫星飞到了10万公里的高度上，但是离38万公里以外的月球还差得远了，八竿子都打不着。最后还是掉下来了。其实对比一下美国和苏联当时用的火箭就知道，美国人绝对没戏。科罗廖夫的R-7火箭真的是又粗又胖，而且长度远远大于美国人的火箭。苏联的卫星可以做到几百公斤，美国人总是投机取巧，一个探测器只有几十公斤。当然，也可能是苏联的电子工业水平不行，傻大黑粗的，但是起码说明人家火箭很给力啊，推力强大。
R-7火箭和当时美国火箭的对比
尽管R-7火箭如此给力，科罗廖夫也失败了，火箭只飞了92秒，助推器就解体了。说白了还是那个老问题，振动太大。第二次发射也不顺利，104秒之后，火箭又炸了。科罗廖夫派人在哈萨克的大草原上到处寻找金属碎片。说什么也要把问题搞清楚。苏联人发现，是液氧管道的振动导致了故障。那么就需要加入阻尼装置来抑制振动。在建立数学模型，做了一系列实验以后，改进版的助推器装上了火箭，1958年底就要试飞。科罗廖夫下车间巡视，他非常认真，他不想再出故障。就在新年假期，火箭再一次升空了。向月球发射可不是发射人造卫星，必须算好窗口期。这个窗口期你没搞定，那么就要再等1个月。
Luna 1号探测器在火箭头锥里如何摆放
这次发射非常顺利，R-7火箭真的是推力强大。顺利的把luna1号探测器送到了月球轨道。就差这最后一哆嗦了，但是最后一哆嗦出了问题，说白了就是打歪了，没能击中月球，从月球旁边擦肩而过。这颗探测器成了第一个脱离地球引力范围，绕着太阳公转的人造行星。1959年的9月份，赫鲁晓夫同志要去美国访问，他自然希望科罗廖夫给他长长脸。这位苏共中央第一书记还是很要面子的。1959年7月，在莫斯科举办了“美国国家展览”，美国人是真卖力气，好东西全都拿出来了，家用电器，时装、高保真音响、视听设备，都是高科技哦，还布置了一个样板间，全方位展示美国人优越的生活品质，真是高端大气上档次。副总统尼克松带队，坐着当时最豪华的喷气式客机波音707降落在了莫斯科的机场上。
戳心啦
结果，赫鲁晓夫同志和尼克松在样板间的厨房里开杠，史称“厨房辩论”。无外乎就是开杠哪边更好呗。一般认为尼克松压了赫鲁晓夫一头。毕竟美国人的生活方式真的很有吸引力，谁不想舒舒服服的过上富足的日子呢？赫鲁晓夫自己也被弄得眼花缭乱。到最后，尼克松邀请赫鲁晓夫去美国看看，欢迎你坐着飞机去美国访问。赫鲁晓夫满脑子都在开杠，这一句话扎了他的心窝子了，苏联民航没有能飞过大西洋的客机。当时只有还没完成试飞的图波列夫114客机能完成这个任务。图-114客机是由图-95轰炸机改造过来的。美苏两家当时几乎是针锋相对，你造B-47同温层喷气，我就造图-16，你造B-52，我造图-95。但是苏联有个劣势，那就是地理条件不利。美国在苏联周边有一大堆的盟友，苏联在美国身边却没什么朋友。美国那个地理位置也真是够独特的，邻国本来就少得可怜。苏联的轰炸机宁可牺牲载弹量，也要满足航程需求。当时的喷气发动机是很费油的，所以选用了对转的涡轮螺旋桨发动机，这才保证了1.5万公里的航程。
图-95（上）和图114（下）的对比
图-114就是把图-95的机身加粗，然后从上单翼改造成下单翼，客机一般都是下单翼比较舒服。国防部长马力诺夫斯基元帅反对赫鲁晓夫冒险，坐着这么一架还没完成试飞科目的客机去美国。但是总设计师图波列夫很有信心，他甚至派自己的儿子小图波列夫陪着一起去。一来是让领导放心，二来是小图波列夫也是优秀的工程师，对图-114这架客机相当熟悉。赫鲁晓夫坚决要求坐这架飞机去，这家伙有点死要面子不要命，日子定在了9月15号。科罗廖夫必须在这之前把luna2号，也就是月球2号探测器打上去。轮到科罗廖夫“压力山大”了。
Mark I 望远镜（后来改名洛弗尔望远镜）
不过，科罗廖夫和苏联政府这回耍了个心眼儿。自己说自己牛，那多没意思啊。要让别人说自己牛才是真的牛啊。他们透露了一点消息给英国焦德雷尔河岸天文台的伯纳德·洛弗尔爵士。洛弗尔爵士掌握着当时最大的射电望远镜，口径达到了76米。在斯普特尼克1号发射8天以后，他就用望远镜锁定了火箭的助推器残骸。他的望远镜也为西方国家的卫星测控提供过服务。苏联人给了他一份数据，显然有助于他追踪苏联的Luna 2号。于是，洛弗尔爵士调动望远镜开始紧盯着月球方向，他找到了Luna 2号的信号。他发现，Luna 2号发送回来的无线电信号频率发生了漂移，这是怎么回事儿呢？下次再说。
