Principiile rachetei au fost testate pentru prima oară cu mai mult de 2.000 de ani în urmă, dar au fost cu adevărat doar în ultimii 70 de ani, astfel încât aceste mașini au fost utilizate pentru aplicații în explorarea spațială. Astăzi, rachetele duc în mod obișnuit nave spațiale către alte planete din sistemul nostru solar. Mai aproape de Pământ, rachetele care transportă proviziile până la Stația Spațială Internațională se pot întoarce pe Pământ, pot ateriza pe cont propriu și pot fi folosite din nou.
Rachete timpurii
Există povești despre tehnologia rachetelor utilizate în urmă cu mii de ani. De exemplu, în jurul anului 400 î.Hr., Archytas, un filosof și matematician grec, a arătat un porumbel din lemn care a fost suspendat pe fire. Porumbelul a fost împins în preajmă scăpând aburi, potrivit NASA.
După aproximativ 300 de ani de la experimentul cu porumbei, se spune că Eroul Alexandriei a inventat aeipipilul (numit și motorul lui Hero), a adăugat NASA. Dispozitivul în formă de sferă stătea deasupra unui bazin cu apă clocotită. Gazul din apa aburitoare a intrat în interiorul sferei și a scăpat prin două tuburi în formă de L, pe laturile opuse. Împingerea creată de aburul scăpat a făcut ca sfera să se rotească.
Istoricii cred că chinezii au dezvoltat primele rachete reale în jurul secolului I A.D. Au fost folosite pentru afișaje colorate în timpul festivalurilor religioase, similare cu artificiile moderne.
Pentru următoarele câteva sute de ani, rachetele au fost utilizate în principal ca arme militare, inclusiv o versiune numită rachetă Congreve, dezvoltată de militarii britanici la începutul anilor 1800.
Părinții rachetelor
În epoca modernă, cei care lucrează astăzi în fluxul spațial recunosc adesea trei „tați ai rachetelor” care au ajutat la împingerea primelor rachete în spațiu. Doar unul dintre cei trei a supraviețuit suficient de mult pentru a vedea rachetele folosite pentru explorarea spațiului.
Rusul Konstantin E. Tsiolkovsky (1857-1935) a publicat ceea ce este cunoscută acum drept „ecuația rachetă” în 1903, într-o revistă de aviație rusă, potrivit NASA.Ecuția se referă la relațiile dintre viteza rachetei și masa, precum și cât de repede gazul pleacă atunci când iese din sistemul de evacuare a combustibilului și cât de mult este acesta. Tsiolkovski a publicat și o teorie a rachetelor cu mai multe etape în 1929.
Robert Goddard (1882-1945) a fost un fizician american care a trimis prima rachetă alimentată cu lichid în Auburn, Massachusetts, la 16 martie 1926. El a avut două brevete americane pentru utilizarea unei rachete cu combustibil lichid și, de asemenea, pentru două sau rachetă în trei etape folosind combustibil solid, conform NASA.
Hermann Oberth (1894-1989) s-a născut în România și s-a mutat ulterior în Germania. Potrivit NASA, el a devenit interesat de rachetă la o vârstă fragedă, iar la 14 ani și-a imaginat o „rachetă de recul” care se putea deplasa prin spațiu folosind altceva decât propria sa evacuare. Ca adult, studiile sale au inclus rachete în mai multe etape și cum să folosești o rachetă pentru a scăpa de gravitația Pământului. Moștenirea sa este afectată de faptul că a ajutat la dezvoltarea rachetei V-2 pentru Germania nazistă în timpul celui de-al doilea război mondial; racheta a fost folosită pentru bombardamentele devastatoare asupra Londrei. Oberth a trăit zeci de ani după ce explorarea spațială a început și a văzut rachetele aducând oamenii până la lună și au urmărit echipele de refugiu spațial reutilizabile din nou în spațiu.
Rachete în spațiu
După al doilea război mondial, mai mulți oameni de știință rachetă germani au emigrat atât în Uniunea Sovietică, cât și în Statele Unite, ajutând aceste țări în cursa spațială din anii '60. În cadrul acestui concurs, ambele țări au încercat să demonstreze superioritate tehnologică și militară, folosind spațiul ca frontieră.
Rachete au fost, de asemenea, folosite pentru a lua măsurători de radiații în atmosfera superioară după teste nucleare. Exploziile nucleare au încetat în cea mai mare parte după Tratatul limită de interzicere a testelor nucleare din 1963.
În timp ce rachetele au funcționat bine în atmosfera Pământului, a înțelege cum să le trimiteți în spațiu a fost dificil. Ingineria rachetelor era încă de la început, iar calculatoarele nu erau suficient de puternice pentru a realiza simulări. Acest lucru a însemnat că numeroase teste de zbor s-au încheiat cu rachetele explozând dramatic secunde sau minute după ieșirea de la lansare.
Cu timpul și experiența, însă, s-au înregistrat progrese. O rachetă a fost utilizată pentru prima dată pentru a trimite ceva în spațiu în misiunea Sputnik, care a lansat un satelit sovietic pe 4 octombrie 1957. După câteva încercări eșuate, Statele Unite au folosit o rachetă Jupiter-C pentru a-și înălța exploratorul 1 satelit în spațiu la 1 februarie 1958.
Au mai trecut câțiva ani înainte ca oricare dintre țări să se simtă suficient de încrezătoare pentru a folosi rachete pentru a trimite oamenii în spațiu; ambele țări au început cu animale (maimuțe și câini, de exemplu). Cosmonautul rus Yuri Gagarin a fost primul om în spațiu, părăsind Pământul pe 12 aprilie 1961, la bordul unei rachete Vostok-K pentru un zbor multiorbit. După aproximativ trei săptămâni, Alan Shepard a făcut primul zbor suborbitor american pe o rachetă Redstone. Câțiva ani mai târziu în programul Mercur al NASA, agenția a trecut la rachetele Atlas pentru a atinge orbita, iar în 1963, John Glenn a devenit primul american care a orbitat pe Pământ.
Când a urmărit luna, NASA a folosit racheta Saturn V, care, la 363 de metri înălțime, a inclus trei etape - ultima proiectată pentru a fi suficient de puternică pentru a se desprinde de gravitația Pământului. Racheta a lansat cu succes șase misiuni de aterizare a lunii între 1969 și 1972. Uniunea Sovietică a dezvoltat o rachetă lunară numită N-1, dar programul său a fost suspendat definitiv după multiple întârzieri și probleme, inclusiv o explozie mortală.
Programul navetelor spațiale NASA (1981 - 2011) a folosit pentru prima dată rachete solide pentru a stimula oamenii în spațiu, ceea ce este notabil, deoarece, spre deosebire de rachetele lichide, acestea nu pot fi oprite. Naveta în sine avea trei motoare cu combustibil lichid, cu două rachete solide rase pe laterale. În 1986, inelul O al boosterului de rachetă nu a reușit și a provocat o explozie catastrofală, ucigând șapte astronauți la bordul navetei spațiale Challenger. Armatoarele de rachetă solide au fost reproiectate după incident.
De atunci, rachetele au fost folosite pentru a trimite nave spațiale mai departe în sistemul nostru solar: trecând luna, Venus și Marte la începutul anilor 1960, care ulterior s-a extins în explorarea a zeci de luni și planete. Rachete au transportat nave spațiale în întregul sistem solar, astfel încât astronomi au acum imagini cu fiecare planetă (precum și planeta pitică Pluto), multe luni, comete, asteroizi și obiecte mai mici. Și, din cauza rachetelor puternice și avansate, nava spațială Voyager 1 a reușit să părăsească sistemul nostru solar și să ajungă în spațiul interstelar.
Rachete ale viitorului
Mai multe companii din multe țări fabrică acum rachete nerelevate - Statele Unite, India, Europa și Rusia, pentru a numi câteva - și trimit în mod regulat sarcini militare și civile în spațiu.
Și oamenii de știință și inginerii lucrează continuu pentru a dezvolta rachete și mai sofisticate. Stratolaunch, compania de proiectare aerospațială susținută de Paul Allen și Burt Rutan, își propune să lanseze sateliți folosind aeronave civile. SpaceX și Blue Origin au dezvoltat, de asemenea, rachete reutilizabile din prima etapă; SpaceX are acum rachete Falcon 9 reutilizabile care fac ca rutina marfa să ajungă la Stația Spațială Internațională. [În poze: Primul succes al lansării rachetelor grele Falcon SpaceX!]
Experții prevăd că rachetele viitorului vor putea transporta sateliți mai mari în spațiu și ar putea fi capabili să transporte mai mulți sateliți în același timp, a relatat Los Angeles Times. Aceste rachete ar putea folosi noi materiale compozite, avansuri în electronică sau chiar inteligență artificială pentru a-și îndeplini munca. Viitoarele rachete pot utiliza, de asemenea, combustibili diferiți - cum ar fi metanul - care sunt mai sănătoși pentru mediu decât kerosenul mai tradițional care este folosit în rachetele de astăzi.
