第六章 璀璨新星
一
1938年7月，钱学森作为冯·卡门的学生，被任命为加州理工学院航空系研究员，成为这所世界名校教师队伍中的一员。
由此开始，冯·卡门和钱学森两人之间，渐渐形成了一种难以言状的默契。
冯·卡门在他的回忆录里写道：
钱学森跟我一起解决很多数学难题。他想象力极为丰富，不但数学能力强，而且善于观察自然现象的物理性质，在若干相当困难的题目上，都能帮助我理清观念。他的天资卓越，实在难能可贵，我们顺理成章地成为亲密伙伴。
钱学森在美国加州理工学院办公室留影
钱学森在进行“结构屈曲”课题研究时，前后写了5份演算稿。每次都是一而再、再而三地否定自己，推倒重来，一直到第五次，他才觉得满意。
草稿一共有700多页，发表文章时却只有几十页。他把700多页手稿存放到纸袋里，并在纸袋外面写下了“Final”（最终的成果）字样。但他马上想到，认识是无止境的，真理是相对的，于是，紧接着又在下一行写下了“Nothing is final”（终极的认识是不存在的）。
1941年，钱学森在存放研究柱壳轴压屈曲问题论文终稿的纸袋上写上“Final”，但随即意识到对科学真理的探求永无止境，于是又写上了“Nothing is final”
1962年，钱学森在中国力学学会举办的学术报告会上，曾深情地回忆起这段历史。他说：
发表一篇科学论文，大家所能看到的内容，只是作者科学工作中“搞对”的那一小部分，而错的部分以及从错到对的过程，都不能写到论文里去的。往往以论文形式发表出来的这一部分正确的东西，只是作者对这个问题全部科学研究工作量的十分之一甚至百分之一，其他十分之九或百分之九十九的曲折和错误，都只记在他自己的笔记本里，锁在抽屉里。因此，每一项科学研究成果，写出来清清楚楚，看起来头头是道，都是经过了大量劳动的结晶，来之不易。我自己过去发表过一篇关于薄壳方面的论文，只几十页，可是反复演算报废的却有700多页。所以说，拿出来看得见的成果，只是像一座宝塔的塔尖。
二
钱学森在航空理论方面取得丰硕研究成果的同时，也把思维和探索的目光投向了火箭。
1938年秋，美国军方给加州理工学院下达了一个研究课题：为重型轰炸机设计一种助推火箭，以使轰炸机能够在有限的跑道上快速起飞。
冯·卡门理所当然地成为这个课题的负责人。由于是军方项目，为了保密，这项研制计划代号为“JATO”。
由冯·卡门的几位学生马林纳、史密斯、钱学森和校外的帕森、福尔曼等组成的这个火箭研制小组，被称为“火箭俱乐部”。钱学森在里面担任理论设计师的角色。在火箭研制过程中，他解决了火箭设计中遇到的几个理论问题，提出了一份研究报告，内容包括：火箭的理想效率，燃烧室中的温度，燃烧产生气体膨胀不足和过度膨胀对火箭效率的影响，燃烧喷嘴的设计，发动机推力的计算，等等。
这份研究报告成为火箭研制的理论基础，被火箭研制小组成员们视为“圣经”。
小组的早期研制工作充满危险。1939年3月，在进行一次试验时，火箭发生了爆炸，一些实验设备受到了损坏，碎片差点击中马林纳。腐蚀性气体弥漫在办公楼里，许多房间里的人员被呛得喘不过气来。
这件事震惊了全校。“火箭俱乐部”被称为“自杀俱乐部”，小组成员被视为一群“疯子”。校方也因此明令禁止在校内进行这种危险的火箭试验。
火箭研制小组把试验场所移到了市郊的阿洛约·塞科山谷一块干枯的河床上。他们在那里竖起了火箭发射架。在历经多次失败后，终于成功发射了第一枚探空火箭。尽管这枚火箭升空后才飞行了1分钟，但毕竟是胜利的起点。
现在，这个地方已经成为全球著名的美国国家航空航天局（NASA）喷气推进实验室（Jet Propulsion Laboratory）的所在地。
冯·卡门负责的“JATO”计划，在火箭研制小组的参与下，也进展得很顺利。1941年8月，火箭试飞获得成功。有了这种火箭助推起飞装置，重型轰炸机的起飞跑道大大缩短，起飞速度大大提高。
三
1940年年初，钱学森收到了清华大学导师王助教授的来信。王助是中国近代航空工业奠基人之一，也是钱学森留美预备期间的指导老师，教导他重视工程技术实践和制造工艺问题。信中，王助希望钱学森能回国参加工作。
1947年9月，钱学森与王助的合影
1940年4月20日，冯·卡门致王助的信函（原件存加州理工学院档案馆）
一是按照当时清华大学关于“庚款留学”的规定，留学生在美学习的时间为3年。这时，钱学森已经在美国4年多了。二是钱学森留学期间在航空领域取得的成就，也引起了清华大学的重视，希望他回清华执教。
冯·卡门当然不愿意让钱学森回去。1940年4月20日，他给王助教授写了一封信：
本人绝无耽误钱先生为国尽忠的意图，但也正如你所说，每个人都可以用不同的方式为国服务。我认为钱先生返国前，若能在航空工程与航空科学等领域再多做些研究，对他个人和中国都会更有帮助。
他在高速气体动力学和结构学方面已有可观的成绩。我们目前正致力研究浮筒与船舶的流体力学。这是个很重要的题目，贵机构想必也很需要一位熟悉海平面流体力学的人才。
基于以上观点，本人建议钱先生在加州理工学院多留1年。当然，他的工作能力与愉快合群的个性也令人激赏，但请相信，本人作此建议绝非出于自私的动机。
1940年6月24日，王助致信冯·卡门，同意钱学森继续留在美国从事航空工程与科学研究工作（原件存加州理工学院档案馆）
就这样，在冯·卡门的努力和挽留下，钱学森继续在加州理工学院从事科学研究。
二战开始后，出于战争的迫切需要，美国加快了研制原子弹和制造火箭的计划。冯·卡门和钱学森也就成为这个计划里至关重要的人物。
冯·卡门担起了研制火箭的重任。钱学森作为他的助手，在研制火箭过程中具有举足轻重的作用。
四
其实，美国政府从骨子里，并不信任钱学森这样的外国人。“珍珠港事件”的发生使情况出现了转变。迫于战争的需要，也迫于美国军事尖端科技人才的缺乏，如果依然把钱学森这样杰出的中国人排除在外，显然无益于美国的利益。
钱学森在美国加州理工学院执教期间留影
1942年12月，在冯·卡门的推荐下，经过美国宪兵总司令部人事安全主管巴陀上校的安全审核，钱学森获得了安全许可证，获准参加美国军方、国防部、科学研究发展局等的一切军事科技机密工作。由此开始，钱学森进入了美国军事科研，特别是火箭研制的核心层。
获得安全许可证后，钱学森以极大的热情投入了工作，并为世界反法西斯事业作出了巨大贡献。
冯·卡门和钱学森认为，研制火箭首先需要建立一个大型的火箭实验室。地址就选在阿洛约·塞科山谷，原先“火箭俱乐部”试验火箭的地方。美国军方为建这座实验室，拨专款300万美元。实验室建成后，这里也就成了军事禁区，警卫人员24小时巡逻，必须佩戴特别通行证才能进入。后来，冯·卡门感到，“火箭”这个名称不能完全体现他们的科学研究任务，就把实验室的名字改为“喷气推进实验室”。冯·卡门被任命为喷气推进实验室主任，钱学森则担任了该实验室喷气研究组组长。
1938年，中国留学生与冯·卡门兄妹的合影（前左下蹲者为钱学森，前右下蹲者为谈家桢）
其间，中国学者钱伟长、郭永怀、周培源、史都华、林家翘等人也先后来到了加州理工学院，在喷气推进实验室从事研究工作，为美国的科学发展特别是火箭研制做出了贡献。这些人后来都成为著名的科学家。
现在，这个由冯·卡门和钱学森亲手组建起来的实验室，已成为美国国家航空航天局喷气推进实验室，简称JPL。美国所有的太空无人探测研究都在这里进行。