Сегодняшние ракеты представляют собой замечательные коллекции человеческой изобретательности, которые имеют свои корнеплоды в науке и технике прошлого. Они являются естественным результатом буквально тысячелетних экспериментов и исследований ракеты и ракетный двигатель.
Одним из первых устройств, успешно применивших принципы ракетного полета, была деревянная птица. Грек по имени Archytas жил в городе Tarentum, теперь часть южной Италии, где-то около 400 г. до н.э. Archytas озадачил и позабавил жителей Tarentum, летая голубя из дерева. Вырвавшийся пар толкал птицу, поскольку она была подвешена на проводах. Голубь использовал принцип действия-реакции, который не был научное право до 17 века.
Герой Александрии, другой грек, изобрел подобное ракетоподобное устройство под названием эолипил примерно через триста лет после голубя Архитаса. Он также использовал пар в качестве движущего газа. Герой установил сферу на чайник. Огонь под чайником превратил воду в пар, и газ по трубам попал в сферу. Две L-образные трубки на противоположных сторонах сферы позволяли газу выходить и давали сферу, которая заставляла его вращаться.
По сообщениям, в первом веке китайцы имели простую форму пороха, изготовленного из селитры, серы и угольной пыли. А.Д. Они наполнили смесью бамбуковые трубки и бросили их в огонь, чтобы создать взрывы во время религиозных обрядов. фестивали.
Некоторые из этих трубок, скорее всего, не взорвались и вместо этого вышли из пламени, продвигаемые газами и искрами, образующимися от горящего пороха. Затем китайцы начали экспериментировать с трубками, наполненными порохом. Они прикрепили бамбуковые трубки к стрелам и в какой-то момент выпустили их с луками. Вскоре они обнаружили, что эти пороховые трубки могут запускаться только за счет энергии, выделяемой из выделяющегося газа. Первая настоящая ракета родилась.
Первое использование настоящих ракет в качестве оружия, как сообщается, произошло в 1232 году. Китайцы и монголы воевали друг с другом, и китайцы отразили Монгольские захватчики с заграждением «стрел летящего огня» во время битвы при Кай-Кенге.
Эти огненные стрелы были простой формой твердотопливной ракеты. Трубка, закрытая с одного конца, содержала порох. Другой конец был оставлен открытым, а трубка была прикреплена к длинной палке. Когда порошок воспламенялся, быстрое горение порошка вызывало огонь, дым и газ, которые выходили из открытого конца, создавая тягу. Палка действовала как простая система наведения, которая удерживала ракету в одном общем направлении, когда она летала по воздуху.
Не ясно, насколько эффективны эти летающие стрелы в качестве оружия уничтожения, но их психологическое воздействие на монголов должно быть огромным.
В Англии монах по имени Роджер Бэкон работал над улучшенными формами пороха, которые значительно увеличили радиус действия ракет.
Во Франции Жан Фруассар обнаружил, что более точные полеты могут быть достигнуты при запуске ракет через трубы. Идея Фруассара была предшественницей современной базуки.
К 16 веку ракеты впали в немилость как оружие войны, хотя они все еще использовались для фейерверк дисплеи. Иоганн Шмидлап, немецкий производитель фейерверков, изобрел «ступенчатую ракету», многоступенчатое транспортное средство для подъема фейерверков на более высокие высоты. Большой ракета первой ступени нес меньшую ракету второй ступени. Когда большая ракета сгорела, меньшая продолжала подниматься на большую высоту, прежде чем поливать небо светящимися пеплами. Идея Шмидлапа является основной для всех ракет, которые сегодня выходят в космос.
Менее известный китайский чиновник по имени Ван-Ху представил ракеты как средство передвижения. С помощью множества помощников он собрал летающее кресло с ракетным приводом, прикрепив к нему два больших воздушных змея и 47 ракет с огненными стрелами.
В день полета Ван-Ху сел на стул и дал команду зажечь ракеты. Сорок семь помощников по ракетам, каждый из которых был вооружен собственным факелом, бросились вперед, чтобы зажечь предохранители. Был огромный рев, сопровождаемый вздымающимися облаками дыма. Когда дым рассеялся, Ван-Ху и его летающий стул исчезли. Никто не знает наверняка, что случилось с Ван-Ху, но вполне вероятно, что он и его кресло были разнесены на куски, потому что огненные стрелы были так же склонны взрываться, как и летать.
Научный фундамент современного космического полета был заложен великим английским ученым Сэр Исаак Ньютон во второй половине 17 века. Ньютон организовал свое понимание физического движения в трех научных законах, которые объясняли, как работают ракеты и почему они могут делать это в вакууме космического пространства. Законы Ньютона вскоре начали оказывать практическое влияние на конструкцию ракет.
Экспериментаторы и ученые в Германии и России начали работать с ракетами массой более 45 килограммов в 18 веке. Некоторые из них были настолько мощными, что их уходящее выхлопное пламя пробивало глубокие дыры в земле перед взлетом.
Ракеты пережили краткое возрождение как оружие войны в конце 18-го века и в начале 19-го века. Успех индийских ракетных заграждений против англичан в 1792 году и снова в 1799 году вызвал интерес артиллерийского эксперта полковника Уильяма Конгрива, который намеревался проектировать ракеты для использования британцами военные.
Ракеты Congreve были очень успешными в бою. Используемые британскими кораблями для обстрела форта МакГенри в войне 1812 года, они вдохновили Фрэнсиса Скотта Ки написать в своем стихотворении «красный блик ракет», который позже станет Звездное знамя.
Тем не менее, даже с работой Конгрива, ученые не улучшали точность ракет с первых дней. Разрушительная природа военных ракет заключалась не в их точности или мощи, а в их количестве. Во время типичной осады тысячи могут быть обстреляны по врагу.
Исследователи начали экспериментировать со способами повышения точности. Уильям Хейл, английский ученый, разработал методику, называемую стабилизацией спина. Выходящие выхлопные газы ударили по маленьким лопастям в нижней части ракеты, заставив его вращаться так же, как пуля в полете. Вариации этого принципа все еще используются сегодня.
Ракеты продолжали успешно использоваться в боях на всем европейском континенте. Однако в войне с Пруссией австрийские ракетные бригады встретились с недавно разработанными артиллерийскими орудиями. Пушечные снаряды с нарезными стволами и взрывающимися боеголовками были гораздо более эффективным оружием войны, чем лучшие ракеты. Еще раз ракеты были отправлены в мирное время.
Константин Циолковский, русский школьный учитель и ученый, впервые предложил идею освоения космоса в 1898 году. В 1903 году Циолковский предложил использовать жидкие топлива для ракет для достижения большей дальности полета. Он заявил, что скорость и дальность полета ракеты были ограничены только скоростью выхлопных газов. Циолковский был назван отцом современной космонавтики за его идеи, тщательные исследования и большое видение.
Роберт Х. Годдард, американский ученый, проводил практические эксперименты в ракетостроении в начале 20-го века. Он заинтересовался достижением более высоких высот, чем это было возможно для воздушных шаров легче воздуха, и опубликовал брошюру в 1919 году: Способ достижения экстремальных высот. Это был математический анализ того, что сегодня называют метеорологически звучащей ракетой.
Самые ранние эксперименты Годдарда были с твердотопливными ракетами. Он начал пробовать различные виды твердого топлива и измерить скорости выхлопа горящих газов в 1915 году. Он убедился в том, что ракета могла бы лучше двигаться на жидком топливе. Никто никогда не создавал успешную жидкостную ракету раньше. Это было гораздо более трудное дело, чем твердотопливные ракеты, требующие топливных и кислородных баков, турбин и камер сгорания.
Годдард совершил первый успешный полет с ракетой на жидком топливе 16 марта 1926 года. Заправленный жидким кислородом и бензином, его ракета летела всего две с половиной секунды, но поднялась на 12,5 метра и приземлилась на расстоянии 56 метров в клочья капусты. По сегодняшним меркам полет не был впечатляющим, но бензиновая ракета Годдарда была предвестником целой новой эры в ракетном полете.
Его эксперименты на жидкостных ракетах продолжались много лет. Его ракеты стали больше и взлетели выше. Он разработал систему гироскопа для управления полетом и отсек полезного груза для научных приборов. Системы спасения парашюта использовались, чтобы вернуть ракеты и инструменты безопасно. Годдард был назван отцом современной ракетной техники за его достижения.
Третий великий пионер космоса, Герман Оберт из Германии, в 1923 году опубликовал книгу о путешествиях в космос. Многие небольшие ракетные общества возникли по всему миру из-за его работ. Формирование одного такого общества в Германии, Verein fur Raumschiffahrt или Общества космических путешествий, привело к развитию Ракета В-2 используется против Лондона во Второй мировой войне.
Немецкие инженеры и ученые, в том числе Оберт, собрались в Пенемюнде на берегах Балтики Море в 1937 году, где была построена и запущена самая совершенная ракета своего времени под руководством Вернер фон Браун. Ракета V-2, получившая название A-4 в Германии, была маленькой по сравнению с современными конструкциями. Он достиг своей большой тяги, сжигая смесь жидкого кислорода и спирта со скоростью около одной тонны каждые семь секунд. V-2 был грозным оружием, которое могло разрушить целые городские кварталы.
К счастью для Лондона и союзных войск, V-2 пришла слишком поздно, чтобы изменить ее исход. Тем не менее, немецкие ракетостроители и инженеры уже разработали планы по созданию современных ракет, способных работать Атлантический океан и посадка в США. Эти ракеты имели бы крылатые верхние ступени, но очень малую полезную нагрузку мощности.
Многие неиспользованные V-2 и компоненты были захвачены союзниками после падения Германии, и многие немецкие ученые-ракетчики приехали в США, а другие отправились в Советский Союз. И США, и Советский Союз осознали потенциал ракетного оружия как военного оружия и начали различные экспериментальные программы.
США начали программу с высотных атмосферных ракет, одной из ранних идей Годдарда. Различные межконтинентальные баллистические ракеты средней и большой дальности были разработаны позднее. Это стало отправной точкой космической программы США. Такие ракеты, как «Редстоун», «Атлас» и «Титан», в конечном итоге запустят астронавтов в космос.
Мир был ошеломлен новостью об искусственном спутнике Земли, запущенном Советским Союзом 4 октября 1957 года. Этот спутник, получивший название Спутник-1, стал первым успешным участником космической гонки между двумя сверхдержавами - Советским Союзом. Союз и США вслед за этим запустили спутник с собакой по кличке Лайка менее чем за месяц. потом. Лайка выжила в космосе в течение семи дней, прежде чем ее усыпили, прежде чем закончилась подача кислорода.
США последовали за Советским Союзом с собственным спутником через несколько месяцев после первого спутника. Исследователь I был запущен армией США 31 января 1958 года. В октябре того же года США официально организовали свою космическую программу, создав НАСАНациональное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства. НАСА стало гражданским агентством с целью мирного освоения космоса на благо всего человечества.
Внезапно многие люди и машины были запущены в космос. Космонавты облетели Землю и приземлились на Луну. Робот-космический корабль отправлялся на планеты. Космос был внезапно открыт для разведки и коммерческой эксплуатации. Спутники позволили ученым исследовать наш мир, прогнозировать погоду и мгновенно общаться по всему земному шару. Необходимо было создать широкий спектр мощных и универсальных ракет, поскольку спрос на все большую и большую полезную нагрузку увеличивался.
С самых первых дней открытий и экспериментов ракеты превратились из простых пороховых устройств в гигантские транспортные средства, способные летать в космос. Они открыли вселенную для непосредственного исследования человечеством.