Agrīnās uguņošanas un uguns bultu vēsture

Endrjū Teilors/roberthardings/Getty Images

Mūsdienu raķetes ir ievērojamas cilvēku atjautības kolekcijas, kurām piemīt savs saknes pagātnes zinātnē un tehnoloģijā. Tie ir burtiski tūkstošiem gadu ilgušu eksperimentu un pētījumu dabisks izaugums raķetes un raķešu dzinējspēks.

01 no 12

Koka putns

Viena no pirmajām ierīcēm, kas veiksmīgi izmantoja raķešu lidojuma principus, bija koka putns. Grieķis, vārdā Architas, dzīvoja Tarentumas pilsētā, kas tagad ir Itālijas dienvidu daļa, apmēram 400. gadu p.m.ē. Arhitass mistificēja un uzjautrināja Tarentuma iedzīvotājus, lidojot ar balodi, kas izgatavots no koka. Izplūstošais tvaiks putnu dzenāja, kad tas bija piekārts uz vadiem. Balodis izmantoja darbības-reakcijas principu, kas netika norādīts kā a zinātniskās tiesības līdz 17. gs.

02 no 12

Eolipile

Aleksandrijas varonis, cits grieķis, izgudroja līdzīgu raķetēm līdzīgu ierīci, ko sauc par eolipili, apmēram trīs simtus gadus pēc Arhitas baloža. Tas arī izmantoja tvaiku kā dzinējspēku. Varonis uzlika sfēru virs ūdens tējkannas. Ugunsgrēks zem tējkannas pārvērta ūdeni tvaikā, un gāze pa caurulēm nonāca sfērā. Divas L formas caurules pretējās sfēras pusēs ļāva gāzei izplūst un deva sfērai grūdienu, kas lika tai griezties.

03 no 12

Agrīnās ķīniešu raķetes

Tiek ziņots, ka mūsu ēras pirmajā gadsimtā ķīniešiem bija vienkāršs šaujampulvera veids, kas izgatavots no salpetra, sēra un kokogļu putekļiem. Viņi piepildīja bambusa caurules ar maisījumu un iemeta tās ugunī, lai radītu sprādzienus reliģisko svētku laikā.

Dažām no šīm caurulēm, visticamāk, neizdevās eksplodēt, un tā vietā tās izslīdēja no liesmām, ko virzīja degošā šaujampulvera radītās gāzes un dzirksteles. Pēc tam ķīnieši sāka eksperimentēt ar ar šaujampulveri pildītajām caurulēm. Viņi piestiprināja bambusa caurules bultām un kādā brīdī palaida tās ar lokiem. Drīz viņi atklāja, ka šīs šaujampulvera caurules var palaist tikai ar jaudu, kas rodas no izplūstošās gāzes. Piedzima pirmā īstā raķete.

04 no 12

Kai-Keng kauja

Tiek ziņots, ka pirmo reizi īstās raķetes kā ieročus izmantoja 1232. gadā. Ķīnieši un mongoļi karoja savā starpā, un ķīnieši atvairīja Mongoļu iebrucēji ar 'lidojošās uguns bultu' aizsprostu Kai-Keng kaujas laikā.

Šīs uguns bultas bija vienkārša cietās degvielas raķetes forma. Tūbiņā ar vāciņu vienā galā bija šaujampulveris. Otrs gals tika atstāts atvērts, un caurule tika piestiprināta pie garas nūjas. Kad pulveris tika aizdedzināts, pulvera straujā sadegšana radīja uguni, dūmus un gāzi, kas izplūda no atvērtā gala, radot grūdienu. Nūja darbojās kā vienkārša vadības sistēma, kas noturēja raķeti vienā vispārīgā virzienā, kad tā lidoja pa gaisu.

Nav skaidrs, cik efektīvas bija šīs lidojošās uguns bultas kā iznīcināšanas ieroči, taču to psiholoģiskajai ietekmei uz mongoļiem bija jābūt milzīgai.

05 no 12

14. un 15. gadsimts

Mongoļi ražoja savas raķetes pēc Kai-Keng kaujas un, iespējams, bija atbildīgi par raķešu izplatību Eiropā. Bija ziņojumi par daudziem raķete eksperimenti no 13. līdz 15. gadsimtam.

Anglijā mūks vārdā Rodžers Bēkons strādāja pie uzlabotām šaujampulvera formām, kas ievērojami palielināja raķešu darbības rādiusu.

Francijā Žans Fruārts atklāja, ka precīzākus lidojumus var panākt, palaižot raķetes caur caurulēm. Froissarta ideja bija mūsdienu bazūkas priekštecis.

Joanes de Fontana no Itālijas izstrādāja virszemes skriešanas raķešu torpēdu ienaidnieka kuģu aizdedzināšanai.

06 no 12

16. gadsimts

16. gadsimtā raķetes krita nelabvēlībā kā kara ieroči, lai gan tās joprojām tika izmantotas uguņošana displeji. Vācu uguņošanas ierīču ražotājs Johans Šmidlaps izgudroja “pakāpju raķeti” — daudzpakāpju transportlīdzekli uguņošanas ierīču pacelšanai lielākā augstumā. Liela pirmās pakāpes debesu lēkme nesa mazāku otrās pakāpes lēcienu. Kad lielā raķete izdega, mazākā raķete devās uz augstāku augstumu, pirms apbēra debesis ar mirdzošām plēnēm. Šmidlapa ideja ir pamats visām raķetēm, kas šodien nonāk kosmosā.

07 no 12

Pirmā raķete, ko izmantoja transportēšanai

Mazāk pazīstama Ķīnas amatpersona Wan-Hu ieviesa raķetes kā pārvietošanās līdzekli. Viņš ar daudzu palīgu palīdzību samontēja ar raķešu darbināmu lidojošu krēslu, pie krēsla piestiprinot divus lielus pūķus un pie pūķiem 47 uguns bultu raķetes.

Van-Hu lidojuma dienā sēdēja uz krēsla un deva komandu aizdedzināt raķetes. Četrdesmit septiņi raķešu palīgi, katrs bruņojušies ar savu lāpu, metās uz priekšu, lai aizdedzinātu drošinātājus. Atskanēja milzīga rūkoņa, ko pavadīja dūmu mākoņi. Kad dūmi pazuda, Van-Hū un viņa lidojošais krēsls bija prom. Neviens precīzi nezina, kas notika ar Van-Hu, taču ir iespējams, ka viņš un viņa krēsls tika sapūsti gabalos, jo uguns bultiņas bija tikpat piemērotas eksplodēšanai kā lidošanai.

08 no 12

Sera Īzaka Ņūtona ietekme

Zinātnisko pamatu mūsdienu kosmosa ceļojumiem izveidoja izcilais angļu zinātnieks Sers Īzaks Ņūtons 17. gadsimta otrajā pusē. Ņūtons savu izpratni par fizisko kustību sadalīja trīs zinātniskos likumos, kas izskaidro, kā raķetes darbojās un kāpēc tās spēj to darīt kosmosa vakuumā. Ņūtona likumi drīz sāka praktiski ietekmēt raķešu konstrukciju.

09 no 12

18. gadsimts

Eksperimentētāji un zinātnieki Vācijā un Krievijā sāka strādāt ar raķetēm, kuru masa pārsniedz 45 kilogramus, 18. gadsimtā. Daži no tiem bija tik spēcīgi, ka to izplūdes liesmas pirms pacelšanās izurba dziļus caurumus zemē.

18. gadsimta beigās un 19. gadsimta sākumā raķetes piedzīvoja īsu atdzimšanu kā kara ieročus. Indijas raķešu aizsprostu veiksme pret britiem 1792. gadā un vēlreiz 1799. gadā ieinteresēja artilērijas ekspertu pulkvedi Viljamu Kongrīvu, kurš nolēma konstruēt raķetes Lielbritānijas militārpersonām.

Raķetes Congreve bija ļoti veiksmīgas kaujā. Britu kuģi izmantoja, lai 1812. gada karā satriektu Fort McHenry, un tie iedvesmoja Frensisu Skotu Keiju dzejolī, kas vēlāk kļuva par raķešu sarkano spīdumu, uzrakstīt. Zvaigžņots reklāmkarogs .

Tomēr pat ar Congreve darbu zinātnieki kopš sākuma nebija daudz uzlabojuši raķešu precizitāti. Kara raķešu postošais raksturs nebija to precizitāte vai jauda, ​​bet gan to skaits. Tipiskā aplenkuma laikā tūkstošiem cilvēku var tikt apšaudīti uz ienaidnieku.

Pētnieki sāka eksperimentēt ar veidiem, kā uzlabot precizitāti. Angļu zinātnieks Viljams Heils izstrādāja paņēmienu, ko sauc par griešanās stabilizāciju. Izplūstošās izplūdes gāzes trāpīja mazām lāpstiņām raķetes apakšā, liekot tai griezties līdzīgi kā lodei lidojuma laikā. Šī principa variācijas tiek izmantotas arī mūsdienās.

Raķetes turpināja veiksmīgi izmantot cīņās visā Eiropas kontinentā. Tomēr Austrijas raķešu brigādes tikās ar jaunizveidotiem artilērijas gabaliem karā ar Prūsiju. Aizslēglādes lielgabali ar šautenes stobriem un sprāgstošām kaujas galviņām bija daudz efektīvāki kara ieroči nekā labākās raķetes. Atkal raķetes tika izmantotas miera laikā.

10 no 12

Sākas modernā raķete

Konstantīns Ciolkovskis, krievu skolotājs un zinātnieks, pirmo reizi ierosināja ideju par kosmosa izpēti 1898. gadā. 1903. gadā Ciolkovskis ierosināja izmantot šķidro propelentu raķetēm, lai sasniegtu lielāku darbības rādiusu. Viņš norādīja, ka raķetes ātrumu un darbības rādiusu ierobežo tikai izplūstošo gāzu izplūdes ātrums. Ciolkovskis ir saukts par mūsdienu astronautikas tēvu viņa ideju, rūpīgās izpētes un lieliskā redzējuma dēļ.

Amerikāņu zinātnieks Roberts H. Godards 20. gadsimta sākumā veica praktiskus eksperimentus raķešu tehnikā. Viņš bija ieinteresēts sasniegt lielākus augstumus, nekā tas bija iespējams ar gaisa baloniem, kas ir vieglāki par gaisu, un 1919. gadā publicēja brošūru, Ekstrēma augstuma sasniegšanas metode . Tā bija matemātiska analīze tam, ko mūsdienās sauc par meteoroloģiskās skaņas raķeti.

Godāra pirmie eksperimenti bija ar cietās degvielas raķetēm. Viņš sāka izmēģināt dažādus cieto kurināmo veidus un izmērīt degošo gāzu izplūdes ātrumus 1915. gadā. Viņš pārliecinājās, ka raķeti var labāk virzīt ar šķidro degvielu. Neviens nekad agrāk nebija uzbūvējis veiksmīgu šķidrās degvielas raķeti. Tas bija daudz grūtāks pasākums nekā cietās degvielas raķetes, kurām bija vajadzīgas degvielas un skābekļa tvertnes, turbīnas un sadegšanas kameras.

Godārs veica pirmo veiksmīgo lidojumu ar šķidrās degvielas raķeti 1926. gada 16. martā. Ar šķidro skābekli un benzīnu darbināma raķete lidoja tikai divarpus sekundes, taču tā pacēlās 12,5 metru augstumā un nosēdās 56 metrus tālāk kāpostu laukā. . Lidojums pēc mūsdienu standartiem nebija iespaidīgs, taču Godāra benzīna raķete bija pilnīgi jaunas raķešu lidojumu ēras priekštecis.

Viņa eksperimenti ar šķidro degvielu raķetēm turpinājās daudzus gadus. Viņa raķetes kļuva lielākas un lidoja augstāk. Viņš izstrādāja žiroskopa sistēmu lidojuma kontrolei un kravas nodalījumu zinātniskiem instrumentiem. Lai droši atgrieztu raķetes un instrumentus, tika izmantotas izpletņu atgūšanas sistēmas. Goddards ir saukts par modernās raķešu tehnikas tēvu viņa sasniegumu dēļ.

11 no 12

Raķete V-2

Trešais lielais kosmosa pionieris, vācietis Hermans Oberts, 1923. gadā publicēja grāmatu par ceļošanu kosmosā. Viņa rakstu dēļ visā pasaulē izveidojās daudzas mazas raķešu biedrības. Vienas šādas biedrības, Verein fur Raumschiffahrt jeb Kosmosa ceļojumu biedrības, izveidošanās Vācijā izraisīja V-2 raķete izmantoja pret Londonu Otrajā pasaules karā.

Vācu inženieri un zinātnieki, tostarp Oberts, 1937. gadā pulcējās Pēnemundē Baltijas jūras krastā, kur tika uzbūvēta sava laika vismodernākā raķete un lidoja tās vadībā. Vernhers fon Brauns . Raķete V-2, ko Vācijā sauca par A-4, bija maza salīdzinājumā ar mūsdienu konstrukcijām. Savu lielo spēku tas sasniedza, sadedzinot šķidrā skābekļa un spirta maisījumu ar ātrumu aptuveni viena tonna ik pēc septiņām sekundēm. V-2 bija milzīgs ierocis, kas varēja izpostīt veselus pilsētas kvartālus.

Par laimi Londonai un sabiedroto spēkiem, V-2 karā ieradās pārāk vēlu, lai mainītu tā iznākumu. Neskatoties uz to, Vācijas raķešu zinātnieki un inženieri jau bija izstrādājuši modernu raķešu plānus, kas spēj pārvarēt Atlantijas okeānu un nolaisties ASV. Šīm raķetēm būtu bijuši spārnoti augšējie posmi, bet ļoti maza kravnesība.

Sabiedrotie sagūstīja daudzus neizmantotus V-2 un to komponentus, krītot Vācijai, un daudzi vācu raķešu zinātnieki ieradās ASV, bet citi devās uz Padomju Savienību. Gan ASV, gan Padomju Savienība saprata raķešu kā militāra ieroča potenciālu un uzsāka dažādas eksperimentālas programmas.

ASV sāka programmu ar augstkalnu atmosfēras skaņas raķetēm, kas ir viena no Godāra agrīnajām idejām. Vēlāk tika izstrādātas dažādas vidēja un liela attāluma starpkontinentālās ballistiskās raķetes. Tie kļuva par ASV kosmosa programmas sākumpunktu. Tādas raķetes kā Redstone, Atlas un Titan galu galā palaist kosmosā astronautus.

12 no 12

Sacensības par kosmosu

Pasauli pārsteidza ziņas par Padomju Savienības 1957. gada 4. oktobrī palaistu pa Zemi riņķojošu mākslīgo satelītu. Satelīts ar nosaukumu Sputnik 1 bija pirmais veiksmīgais ieraksts cīņā par kosmosu starp divām lielvarām, Padomju Savienību un ASV Padomju vara sekoja ar satelīta palaišanu, uz kura atradās suns Laika. Laika izdzīvoja kosmosā septiņas dienas, pirms tika iemidzināta, pirms beidzās viņas skābekļa padeve.

ASV sekoja Padomju Savienībai ar savu satelītu dažus mēnešus pēc pirmā Sputnik. Explorer I palaida ASV armija 1958. gada 31. janvārī. Tā paša gada oktobrī ASV oficiāli organizēja savu kosmosa programmu, izveidojot NASA , Nacionālā aeronautikas un kosmosa administrācija. NASA kļuva par civilu aģentūru ar mērķi mierīgi izpētīt kosmosu visas cilvēces labā.

Pēkšņi kosmosā tika palaisti daudzi cilvēki un mašīnas. Astronauti riņķoja ap Zemi un nolaidās uz Mēness. Robotu kosmosa kuģis ceļoja uz planētām. Kosmoss pēkšņi tika atvērts izpētei un komerciālai izmantošanai. Satelīti ļāva zinātniekiem izpētīt mūsu pasauli, prognozēt laikapstākļus un nekavējoties sazināties visā pasaulē. Bija jābūvē plašs jaudīgu un daudzpusīgu raķešu klāsts, jo pieauga pieprasījums pēc lielākām kravām.

Raķetes šodien

Raķetes no vienkāršām šaujampulvera ierīcēm ir kļuvušas par milzīgiem transportlīdzekļiem, kas spēj ceļot kosmosā kopš pirmajām atklāšanas un eksperimentu dienām. Viņi ir atvēruši Visumu tiešai cilvēces izpētei.