所谓探空火箭时代，在本文中姑且用来指天文卫星大量出现前探空火箭主导空间天文观测的时代，从时间上看，大抵是从二战结束到20世纪70年代左右。在此期间，空间天文的前辈们蹒跚起步，除了要忍受原始的设备和短暂的观测时间，还要面对光学同行的偏见与自身认知的欠缺。但谁也不会否认，此时的探空火箭创下了空间探测的无数个第一次，也因在人造卫星诞生前扮演了12年的先驱者角色而被载入史册。而这段短暂的历史如今近乎被尘封，只缘空间天文学后起的辉煌足已让探空火箭时代的工作失色，亚轨道飞行也远没有真正进入太空那样让人倾心。

　　白沙飞弹

　　和探空火箭密切关联的一个地名是白沙导弹试验场。白沙位于美国的新墨西哥州，是全美占地面积最大的军事设施，也是整个西半球规模第一的导弹试验基地。而直到今天，对于美国的探空火箭任务来说，白沙也是大本营。

　　1945年夏末，美国从纳粹德国手中缴获的V-2导弹零件被运送到了白沙，冯·布劳恩等投诚的德国专家在这里将其组装成形。与之相关的计划最初名为“赫尔墨斯”，是以V-2为基础来生产战术弹道导弹，后来又将大气层相关的基础科学研究纳入计划之中，并招募了包括范艾伦在内的一大批科学精英参与其中。

　　V-2有着300公里的射程，战斗部重约900公斤。如果将战斗部改装为等重科学仪器，预计垂直升限可以达到150至180公里。第一枚从白沙发射的V-2研究火箭于1946年4月16日升空，主要仪器是用于研究初级宇宙线粒子的盖革计数器。可惜这枚火箭在飞行至5公里高度时即失控坠毁。

1946年4月16日的V-2火箭发射

    接下来的实验也是问题多多，有的是载荷受冲击过大而损坏，有的是遥控系统半途失灵，还有火箭爆炸的事故。第一次成功是在1946年10月10日。由早年的火箭试验先驱Richard Tousey率领的研究组拍下了波长短至230纳米的太阳紫外光谱，尽管分辨率粗糙得可以。

1946年10月10日拍摄的太阳紫外光谱

    在随后的两年中，V-2携带的光谱仪进一步探察了紫外太阳。虽然分辨率一直没有提高到允许谱线研究的地步（也因此让研究者兴趣衰退），却还是测出了低于预计值的流量，顺便给对地球臭氧层的分析提供了一手数据。1948年，箭载照相底片和热致发光物质还暗示了太阳X射线辐射的存在。同样身为火箭试验先驱的Herbert Friedman在海军实验室领导的小组于次年利用光子计数器证实了这一发现。

　　美国缴获的最后一枚V-2于1952年发射。所幸在V-2耗尽之前，新一代的探空火箭已经问世了，这就是一直沿用到1985年的Aerobee。

　　奔向太阳

　　要说美国早期的探空火箭种类不算少，ASP，Cajun，Nike家族，不过在空间天文史上最为出名的，首先还要数从太阳观测起家的Aerobee。

　　Aerobee的前身是WAC“下士”（WAC Corporal）火箭，这是喷气推进实验室在1944年至1945年间的成果。下士的载荷很小，只有11公斤，不能满足大多数科研目的需要。为了克服这一缺陷，约翰·霍普金斯大学应用物理实验室在1946年对其进行了改进，把最大载荷增加到了68公斤，重新命名为Aerobee，并于1947年试射成功。

　　Aerobee由固体火箭与硝酸/苯胺冲压式发动机推进，前后共有30余种改型问世，早期太阳观测主要是利用150型完成的。依照型号不同，Aerobee的升限在80至450公里之间，至1985年1月最后一次飞行，发射总量是1037枚。

Aerobee 150的结构图

    在Aerobee研发前后，WAC“下士”火箭还与V-2火箭组合，造出了缓冲器（Bumper）二级火箭，曾用于宇宙线撞击大气的研究，并创下了400公里的飞行高度记录。值得一提的是，卡纳维拉尔角的第一次火箭发射正是由缓冲器完成的。

　　V-2耗尽后，Aerobee逐渐接过了亚轨道科学实验的任务。科罗拉多大学在其上搭载的掠射光谱仪拍下了Lyman-α线，并获取了Lyman-α波长的太阳影像；Friedman的小组发现了来自日冕和耀斑的X射线辐射，并给出了太阳的X射线流量。

　　在Aerobee稍后研制的是维京，同样是为了克服载荷过小的限制，毕竟V-2的900公斤上限还是让不少人垂涎的。可以携带200至500公斤载荷的维京探空火箭被认为是V-2的改进版，将外壳从钢铁改成了无磁性且轻质的铝材，采用了更为可靠的舵机控制系统，并且载荷允许的重量范围较大，在安排较轻载荷时也不必像V-2那样额外设置压舱物，方便使用。在经历了3次发射失败后，维京火箭最终于1950年5月从航行在赤道附近的诺顿湾号导弹测试舰上发射升空。只是由于相对高的开支，维京的应用并不如Aerobee来得广，前后一共只发射了12枚。

1950年5月3日，维京探空火箭第一次发射成功

    尽管如此，在早期的太阳空间探测上，维京探空火箭还是应该记上一笔的，这就是其针对X射线辐射强度的测量。当年测量太阳辐射的重要意义是为了弄清维系地球大气电离层的力量，但由于仪器水准所限，关于太阳X射线可否造就电离层E层一直争论纷纷。直到1952年12月，Friedman安置在维京火箭上的仪器给出了确切结论：强度足够。此外，Tousey等人利用维京和V-2的实验也证明，来自太阳的Lyman-α辐射也足以保持电离层的D层。

　　接下来的探空火箭高潮是国际地球物理年（1957年7月1日至1958年12月31日）与国际宁静太阳年（1964年1月1日至1965年12月31日），分别对应太阳活动的峰年与极小年。在国际地球物理年这短短的一年半时间里，为配合对太阳活动与地球环境的广泛研究，发射的探空火箭就超过了300枚，其中美国发射了200余枚，以Aerobee Hi为主。在这段时间里，人们认识到的太阳紫外光谱从2900埃拓展到了977埃，X射线谱的特性也得到了测量。（来源：科学松鼠会）