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敢死队的成员常常处在变动中，因此很难界定。许多人进进出出，有人因为找到其他工作而永远离开，有人则在其他地方短暂工作一阵后又归来。一些获得美国国家青年领袖奖学金的年轻人曾帮助马利纳进行某些火箭试验，但他却并不认为这些人属于火箭小组。奇怪的是，马利纳的前室友马丁·萨默菲尔德虽然参与了许多敢死队的活动，并与马利纳和钱学森一道解决了不少理论问题，他却也不是敢死队的正式成员。我们很难确切地知道敢死队成员每日的交流与互动：马利纳、帕森斯和福曼都已去世，身在中国的钱学森拒绝讨论这一问题，仍然在世而且健康状况良好的史密斯于1938年便离开了火箭小组。敢死队内部似乎存在着不为人所知的派系敌对和政治斗争。据福曼的遗孀说，帕森斯和福曼认为马利纳对他们非常冷酷傲慢，马利纳则在回忆录中写道，他觉得这些人作为研究者来说并不可靠。“帕森斯和福曼经常失踪几个星期甚至是几个月，有时候只有我苦苦维持着火箭项目的存在。有一段时间，钱学森和我可能是火箭小组中硕果仅存的两个成员了。”小组成员中的裂痕似乎反而拉近了马利纳和钱学森的关系。
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两年前，身为加州理工学院学生的韦尔德·阿诺德以其慷慨之举拯救了火箭小组，这一回，轮到了另外一个名叫阿诺德的救星现身——美国陆军航空部的亨利·阿诺德（General Henry Arnold）将军。1938年春天，阿诺德将军对加州理工学院进行了一次意外访问。亲眼目睹的火箭研究让阿诺德将军深深着迷，他开始考虑将火箭应用于国防的可能性。此时，欧洲的紧张局势正愈演愈烈，在慕尼黑签署的《慕尼黑协定》将捷克斯洛伐克的德语区割让给了德意志第三帝国。这年秋天，阿诺德将军邀请冯·卡门和密利根前往华盛顿特区，参加国家科学院陆军航空部研究委员会的小组会议。会上，加州理工学院有机会从5个航空部的计划中选择一个执行，其中之一便是关于使用火箭辅助重型轰炸机起飞的研究。麻省理工学院的航空系主任杰罗姆·亨塞克挑选了飞机挡风玻璃除冰装置的研发项目，而把火箭项目拱手让出。他说：“还是冯·卡门比较擅长巴克·罗杰斯（Buck Rogers，当时大众科幻杂志中流行的虚拟漫画人物，一位沉睡了492年的太空探险家）那一套。”
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加州理工学院积极接受了这个火箭推进项目。当冯·卡门返回加州理工学院时，他请马利纳撰写一份呈交给国家科学院（NAS）的报告。12月，马利纳前往华盛顿，在国家科学院委员会面前陈述现状：依据当时的技术水平，火箭缺乏辅助飞机飞行所需的足够的推进力。他提议进行一项关于固态和液态火箭燃料及耐燃烧高热发动机的研究。作为对此次报告的回应，1939年1月，国家科学院拨给加州理工学院1000美元进行初步调查并准备一份更详尽的基金申请报告。
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马利纳对这笔经费的心情很复杂。他梦想为和平的科学探索建造火箭，却厌恶将它们用做战争工具。“当我被迫研制更好的武器时，我的热情一下子烟消云散。”他这样写道。然而，与此同时，马利纳也担心法西斯主义的蔓延和欧洲民主国家的困境。没过多久，火箭小组——现在只有钱学森、马利纳、帕森斯和福曼4个人了——加班加点地工作得到了回应。为德国入侵捷克所震撼，并听闻纳粹正在上马火箭项目的谣言，美国军方要求在6月份之前看到第一份报告。
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然而，就在大家忙得不可开交的3月份，一次几乎致命的事故发生了。不知为何，丙烷泄漏到了氧气罐中，导致火箭主体爆炸。一块金属碎片在墙上撞出了一个洞，它的飞行轨迹距离马利纳平时坐着的椅子只有几英尺高，如果不是当时马利纳因为一些琐事而离开了实验室，他恐怕已经没命了。在这起事故后，加州理工学院禁止在校园里进行任何火箭实验。校长罗伯特·密利根几乎裁撤了整个项目，但冯·卡门却说服他，让这群年轻人继续在古根海姆大楼的地下室里解决理论问题。他们修复了火箭箭身，将它搬到人迹罕至的阿罗约·塞科河谷。在那里，火箭小组的人沿着峡谷建造了非常简陋的实验台。
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当年6月，火箭小组终于等来了期盼已久的答复。马利纳提交给国家科学院的报告为他们赢得了1939～1940财政年度的1万美元拨款，用于建造实验基地，购买解决火箭燃料问题所需的原料。这些钱还用来额外支付研究助手的工资。冯·卡门主修航空学的学生霍默·斯图尔特和马利纳的朋友和前室友、主修物理的马丁·萨默菲尔德均在此时以此种方式加入。研究的目标是制造出可以让飞机“有超常表现”的固体和液体火箭燃料。
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这是火箭小组的一个激动人心的时刻——尤其是对钱学森来说。1939年6月9日，他刚刚毕业。在一个晴朗、温暖的日子里，钱学森身着长袍，头戴博士帽，等待接受博士学位——这一年，共有32人拿到了博士学位。毕业典礼在户外举行，地点靠近校办公楼。在过去的一年中，随着克里林实验室和克尔克霍夫生物东楼等新建筑陆续建成，加州理工学院的校园迅速扩张，从而标志着大萧条的就此结束。与拿到物理学博士学位的弗兰克·奥本海默一道，钱学森在乐队的伴奏下列队走过校园。
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在毕业致辞交替进行时，钱学森很难不回忆起在加州理工学院的短短3年时光里他所经历的种种变化。不过4年以前，他刚刚完成对中国国防飞行基础设施的考察。现在，他的祖国正与日本开战。以前，他只从教科书上和学术论文中见过冯·卡门的名字，现在，他已经是冯·卡门的爱徒——或许是最好的一个。前几年，他和马利纳还在费尽心机地用垃圾场里捡来的零件组装火箭，120美元的资金缺口差一点就让他们的努力烟消云散。现在，资金像潮水一样涌向他们，大权在握的将军为他们的研究大开绿灯。
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1939年，钱学森在《航空科学杂志》上发表了一篇题为“二维空间下压缩液体的亚音速流动”（Two-Dimensional Subsonic Flow of Compressible Fluids）的文章。这篇注定将成为经典的论文代表了钱学森在加州理工学院所做的最重要的科学工作之一。在这篇论文中，提出了著名的“卡门—钱压力校正公式”（Kármán-Tsien pressure correction formula）——一个在未来数十年中设计高速飞行器的工程师们不可或缺的公式。据如今已作为业界著名工程师而退休的史密斯说：“在现代计算机出现前，几乎无人不用卡门—钱公式。”
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到1939年时，飞机制造遇到了一个危险的新现象：压缩效应。当飞机的构造变得越来越复杂，速度越来越快时，飞行员们开始体会到空气中的猛烈震动。这种被称为抖振（Buffeting）和振颤（Flutter）的现象有时会令飞机突然失去升力，从半空中急坠。1941年，在试飞洛克希德公司制造的一架飞机时，一名飞行员因为飞机失控而丧生。与此同时，还有说法称“寇蒂斯SB2C地狱俯冲者”（Curtis SB2C Helldiver）轰炸机的振颤现象极其严重，甚至发生过尾翼断裂的情况。这是因为，作为压缩气体的空气，其气体分子间距缩短，所占空间减小。当以低速飞行时，它们所起的作用微乎其微，但当飞机接近音速时，空气便会在机翼上层表面聚集，形成气泡。逐渐累积的压力导致飞机失速坠落。问题清清楚楚地摆在面前：飞机工程师需要借助更精确的公式完成设计，将高速飞行时可能发生的这种现象计算在内。
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在高速电子计算机出现之前的时代，工程师们设计飞机的惯常程序是作出一系列物理猜测，然后根据实际状况得出一个数学模型。在工程师们计算亚音速或超音速飞行时机翼所承受的压力时，卡门—钱压力校正公式可以帮助他们校正因为简化而导致的误差。相对于此前空气动力学家所提出的理论，这是一个巨大的进步。在卡门—钱公式问世前，旧有公式只能计算出相当于音速一半时气流的扰动近似值。这些老一代的、不那么准确的公式的代表之一是普朗特—格劳特公式（Prandtl-Glauert formula），它是冯·卡门的老师普朗特的突出贡献之一。
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威廉·西尔斯回忆起在冯·卡门家中看到钱学森和冯·卡门一道研究这一理论时的情形：
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他们在数学细节上有一些小的分歧。分头给出分析结果时，两人的答案居然有不小的差异。我很想知道教授和他聪明的学生到底谁对谁错，于是就竖起耳朵细听。他们回到开始重新计算，逐行比较计算过程。他们居然都是对的！在构建这样的一个近似理论时，他们在某个特定步骤采取了不同的方法，这样得到的结果在近似值许可的范围内被认为是等同的。
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1939年秋，已经成为航空系助教的钱学森继续与冯·卡门一道从事空气动力学领域的工作，并和马利纳共同寻找固体燃料问题的解决方案。
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他们的目标之一是建造一个足够强大的、能够在起飞时为飞机提供推动力的火箭发动机。这意味着要在10～30秒的时间里提供1000磅以上的推动力。钱学森和马利纳可以在液体推进剂或固体推进剂中选择其一着手研究。液体推进剂燃料可以与气态或液态的氧一道流入燃烧室，而固态推进剂燃料的化学配比中却自带氧化剂。两种推进剂都有相当大的问题。能够在一定时间内提供推力的液体燃料火箭容易设计，但却很难控制。固体燃料容易控制，符合军事应用需要，但当时没有一台使用固体推进剂的引擎燃烧时间可以超过3秒钟。大多数专家认为，持续时间较长的固体燃料引擎根本就不可能存在：燃烧室内部逐渐积累的压力会将整个火箭炸成碎片。通过一次又一次的实验，帕森斯和福曼仿佛只是验证了这些专家的正确性。他们设计了无数黑火药的配比方案，并据此改进发动机，但最终的结果不是马上爆炸就是根本无法点燃。
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所有这些都令关于火箭研究是否有价值的怀疑论调甚嚣尘上。“火箭”这个词本身就容易让人联想起那些爱好者们的业余活动和科幻杂志里的夸张叙述，加州理工学院因此决定，使用更晦涩的“喷气推进”一词代替。不过几个月前，加州理工学院的物理学教授弗里茨·茨维奇（Fritz Zwicky）还把马利纳称为“该死的笨蛋”，他咆哮着说道：“难道你就不知道，火箭必须依靠推动空气才能得到推进力吗？”在军方，也有高层怀疑国家科学院的钱是否花到了正地方。当阿诺德将军的副官本杰明·奇德劳（Benjamin Chidlaw）1939年访问加州理工学院时，他问冯·卡门：“你真的认为空军应当把成千上万的美元花在这个什么火箭上吗？”
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没有被这些怀疑所吓倒，火箭小组继续研究固体燃料引擎的问题。一些晚上，钱学森甚至在马利纳家中工作。马利纳现在和他的妻子住在科德瓦大街1288号的一栋小房子中，这里离校园很近。这是一栋一层楼的白色小木屋，外墙为爬山虎所覆盖。院子里种着大丛粉玫瑰，香气袭人。晚饭后，钱学森和马丁·萨默菲尔德带着笔记本、铅笔和计算尺前来。他们和马利纳一头钻进他的“办公室”——改造过的门厅，里面有一部黑色电话、一张桌子、几个木马和几张破烂不堪的椅子。没过多久，桌子上就堆满了写满方程式的纸张。当深夜温度渐低时，他们会打开电暖器，继续工作。马利纳的前妻莉莉娅回忆道：“你可以听见他们的谈话声。他们总是聚在一起比较彼此的笔记，争论‘这个一定是错的，它不可能对’，而马利纳就尖声喊道：‘才不是！才不是！’然后，他们便会突然都笑起来。听上去他们挺开心的。”
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在另外的一些晚上，钱学森会在古根海姆大楼三层的办公室里工作到很晚。一位当时在加州理工学院就读的研究生回忆道：
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一天清晨——那天是假期，不是感恩节就是圣诞节——我去办公室加班赶功课，整栋大楼里只有我一个人。于是我就把录音机的声音开得非常大。我清楚地记得，那时放的曲目是《时光之舞》（Dance of the Hours），里面有一段节奏非常强劲。在这段音乐进行到一半时，我听见巨大的敲墙声。原来我打搅到了钱学森。我这才知道，中国学生比犹太学生更刻苦用功。这之后，钱学森送给我几份他关于亚音速下压缩校正公式的最新论文，作为在我欣赏音乐时向我大吼大叫的道歉。
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到1940年之时，火箭小组已经基本解决了火箭燃料问题。那年夏天，冯·卡门完成了4个描述理想条件下使用限制燃烧的固体推进剂的发动机的公式。而马利纳则证明，如果喷气管喉部的面积与推进剂的燃烧面积比是一个常量的话，这样的发动机在理论上便是可行的。
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在大多数美国人眼中，1940年的美国虽然没有宣布参战，但已卷入了欧洲的战争。在希特勒空袭伦敦之时，美国政府由国防部出面，向英国提供了大量武器、飞机和弹药，并对日本实行飞行燃料、钢铁和废金属禁运。军费如流水一般滔滔不绝地花出去。罗斯福总统号召每年制造5万架战斗机。议会投票通过了170亿美元的防务费，比前一年增加了19亿美元。毫不意外地，国家科学院也增加了对加州理工学院的拨款，在1941财政年度拨给火箭小组22000美元。
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对于钱学森来说，1940年也意义非凡。这一年，他收到了一封来自王助上校的信，要求他回国效力，尽一个庚子赔款奖学金获得者的责任。按规定，钱学森在美国的最长停留时间本来只有3年，但他却已经在这里待了5年之久。他已经从加州理工学院毕业，他的学生签证也即将到期。一位接受美式教育、毕业于加州理工学院的空气动力学家如能回国效力，他的所学将可以立即帮助一个正在经受日本空袭和轰炸的国家。
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当钱学森3年前离开中国时，他的计划一定是在学业完成后就返回祖国。然而，很清楚的是，一些情况改变了，尤其是在他回到加州理工学院之后。
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钱学森比谁都清楚，回国不只是意味着要放弃一个在备受支持的环境下与一流人才共同解决最前沿问题的机会，一旦他返回中国，他在科学领域继续有所突破的日子就结束了。中国需要科学家们用他们的才智帮助保卫祖国，而不是坐在那里思考太空旅行的数学解决方案。这也不是一个研究环境的问题，尽管钱学森心知肚明，与马利纳和其他加州理工学院科学家的友谊令他在加州理工学院的生活相当令人满意。任何一个有过成功团队协作经验的人都会明白，当曾经付出的努力马上就要看到回报时却不得不离开，那将是多么令人遗憾。回国的决定一定曾让钱学森十分纠结。
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然而，他的祖国需要他，他的家人想念他，他的荣誉感也在驱使着他。
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