Историята на ракетите

Принципите на ракетостроенето са тествани за първи път преди повече от 2000 години, но наистина само през последните 70 години тези машини са били използвани за приложения в космическите изследвания. Днес ракетите рутинно отвеждат космически кораби до други планети в нашата Слънчева система. По -близо до Земята ракетите, превозващи доставки до Международната космическа станция, могат да се върнат на Земята, да кацнат самостоятелно и да бъдат използвани отново.

Ранна ракета



Има приказки за ракетни технологии, използвани преди хиляди години. Например, около 400 г. пр. Н. Е., Архитас, гръцки философ и математик, показа дървен гълъб, окачен на жици. Гълъбът е бил бутан наоколо чрез изтичане на пара, според НАСА .



Около 300 години след експеримента с гълъбите се казва, че Героят на Александрия е изобретил аеопила (наричан още двигател на героя), добави НАСА. Устройството във формата на сфера седеше върху вряща вода. Газът от изпарената вода навлиза в сферата и изтича през две L-образни тръби от противоположните страни. Тягата, създадена от изтичащата пара, накара сферата да се завърти.

Историците смятат, че китайците са разработили първите истински ракети около първия век след Христа и са били използвани за цветни дисплеи по време на религиозни фестивали, подобни на съвременните фойерверки.



През следващите няколко стотин години ракетите се използват главно като военно оръжие, включително версия, наречена ракета Congreve, разработена от британската армия в началото на 1800 -те.

Бащите на ракетата

В съвременната епоха тези, които работят в космически полети днес, често признават трима бащи на ракетата, които са помогнали за изтласкването на първите ракети в космоса. Само един от трите е оцелял достатъчно дълго, за да види ракети, използвани за изследване на космоса.

Руски Konstantin E. Tsiolkovsky (1857-1935) публикува това, което сега е известно като ракетно уравнение през 1903 г., в руско авиационно списание, според НАСА. Уравнението се отнася до връзката между скоростта и масата на ракетата, както и колко бързо газът напуска, когато излезе от изпускателната система на горивото и колко гориво има. Циолковски също публикува теория за многостепенните ракети през 1929 г.



Робърт Годард (1882-1945) е американски физик, който изпраща първата ракета с течно гориво на височина в Обърн, Масачузетс, на 16 март 1926 г. Той има два патента на САЩ за използване на ракета с течно гориво, а също и за две или три етапна ракета, използваща твърдо гориво, според НАСА .

Херман Оберт (1894-1989) е роден в Румъния и по-късно се премества в Германия. Според НАСА , той започва да се интересува от ракета още в ранна възраст и на 14 години си представя „ракета на откат“, която може да се движи в космоса, използвайки само собствените си отработени газове. Като възрастен, изследванията му включват многоетапни ракети и как да се използва ракета, за да избяга от земната гравитация. Неговото наследство е опетнено от факта, че той е помогнал за разработването на ракета V-2 за нацистка Германия по време на Втората световна война; ракетата е използвана за опустошителни бомбардировки над Лондон. Обърт е живял десетилетия след началото на космическото изследване и е видял как ракети отвеждат хората чак до Луната и е наблюдавал многократно използваните космически совалки в космоса отново и отново.

Американското ракетно общество тества ракетния двигател M15-G1 през юни 1942 г. Отляво: Хю Пиърс, Джон Шеста и Ловел Лорънс, които ще станат трима от основателите на Reaction Motors Inc.



Американското ракетно общество тества ракетния двигател M15-G1 през юни 1942 г. Отляво: Хю Пиърс, Джон Шеста и Ловел Лорънс, които ще станат трима от основателите на Reaction Motors Inc.(Изображение кредит: Смитсоновска институция, Национален музей на въздуха и космоса)

Ракети в космически полет

След Втората световна война няколко германски учени -ракети емигрираха както в Съветския съюз, така и в САЩ, подпомагайки тези страни в космическата надпревара през 60 -те години. В този конкурс и двете страни се надпреварваха да демонстрират технологично и военно превъзходство, използвайки космоса като граница.

Ракети бяха използвани и за измерване на радиацията в горната атмосфера след ядрени опити. Ядрените експлозии най -често преустановяват след Договора за ограничена забрана на ядрените опити от 1963 г.

Докато ракетите работят добре в атмосферата на Земята, намирането на начин за изпращането им в космоса е трудно. Ракетното инженерство беше в начален стадий и компютрите не бяха достатъчно мощни, за да извършват симулации. Това означаваше, че многобройни полетни тестове приключиха с драматично взривяване на ракетите секунди или минути след излизането от стартовата площадка.

Художник

Илюстрация на художника за огромната ракета на НАСА в полет.(Кредит на изображението: НАСА)

С времето и опита обаче бе постигнат напредък. Ракета беше използвана за първи път, за да изпрати нещо в космоса при мисията „Спутник“, която изстреля съветски спътник на 4 октомври 1957 г. След няколко неуспешни опита, САЩ използваха ракета Юпитер-С, за да издигнат своя Explorer 1 спътник в космоса на 1 февруари 1958 г.

Минаха още няколко години, преди и двете страни да се почувстват достатъчно уверени, за да използват ракети, за да изпращат хора в космоса; и двете страни започнаха с животни ( маймуни и кучета , например). Руският космонавт Юрий Гагарин е първият човек в космоса, напуснал Земята на 12 април 1961 г. на борда на ракета 'Восток-К' за полет на много орбити. Около три седмици по -късно Алън Шепърд направи първия американски суборбитален полет с ракета „Редстоун“. Няколко години по -късно в програмата на НАСА „Меркурий“ агенцията преминава към ракети „Атлас“, за да достигне орбита, а през 1963 г. Джон Глен стана първият американец, обиколил Земята.

Когато се стреми към Луната, НАСА използва Ракета Сатурн V. , който на височина 363 фута включва три етапа - последният е проектиран да бъде достатъчно мощен, за да се откъсне от гравитацията на Земята. Ракетата успешно стартира шест мисии за кацане на Луната между 1969 и 1972 г. Съветският съюз разработи лунна ракета, наречена N-1, но програмата й беше спряна за постоянно след множество закъснения и проблеми, включително смъртоносна експлозия.

Програмата за космически совалки на НАСА (1981 до 2011 г.) използва твърди ракети за първи път, за да изкачи хората в космоса, което е забележително, тъй като за разлика от течните ракети, те не могат да бъдат изключени. Самата совалка имаше три двигателя на течно гориво, с две твърди ракетни усилватели, закачени отстрани. През 1986 г. О-пръстенът на солиден ракетен усилвател се провали и предизвика катастрофална експлозия, убивайки седем астронавти на борда на космическа совалка Challenger . Твърдите ракетни ускорители са преработени след инцидента.

Оттогава ракетите се използват за изпращане на космически кораби по -далеч в нашата Слънчева система: покрай Луната, Венера и Марс в началото на 60 -те години, което по -късно се разшири в изследването на десетки луни и планети. Ракетите са пренесли космически кораби в цялата Слънчева система, така че астрономите вече имат изображения на всяка планета (както и планетата джудже Плутон), много луни, комети, астероиди и по -малки обекти. И поради мощните и усъвършенствани ракети, Космически кораб Вояджър 1 успя да напусне нашата слънчева система и да достигне междузвездното пространство.

(Изображение кредит: SpaceX)

Ракети на бъдещето

Няколко компании в много страни сега произвеждат отвиващи се ракети - САЩ, Индия, Европа и Русия, за да назовем само няколко - и рутинно изпращат военни и граждански полезни товари в космоса.

Учените и инженерите непрекъснато работят за разработването на още по -сложни ракети. Stratolaunch, компанията за аерокосмически дизайн, подкрепена от Пол Алън и Бърт Рутан, има за цел да изстреля спътници с помощта на граждански самолети. SpaceX и Blue Origin също са разработили ракети за първа степен за многократна употреба; SpaceX вече разполага с ракети Falcon 9 за многократна употреба, които рутинно правят товарни превози до Международната космическа станция. [В снимки: Успех при изстрелването на първа ракета Falcon Heavy Rocket Lacket! ]

Експертите прогнозират, че ракетите на бъдещето ще могат да носят по -големи спътници в космоса и може да са в състояние да носят множество спътници едновременно, Това съобщава Los Angeles Times . Тези ракети биха могли да използват нови композитни материали, напредък в електрониката или дори изкуствен интелект, за да изпълняват работата си. Бъдещите ракети могат също да използват различни горива - като метан - които са по -здравословни за околната среда от по -традиционния керосин, който се използва в ракетите днес.