Rachete de astăzi sunt colecții remarcabile de ingeniozitate umană care le au rădăcini în știința și tehnologia trecutului. Sunt rezultatele naturale ale mii de ani de experimentare și cercetare rachete și propulsie rachetă.
Unul dintre primele dispozitive care au folosit cu succes principiile zborului rachetelor a fost o pasăre de lemn. Un grec pe nume Archytas locuia în orașul Tarentum, acum o parte a sudului Italiei, cândva în jurul anului 400 î.Hr. Arhitecturile au mistificat și amuzat cetățenii Tarentum prin zborul unui porumbel din lemn. Scăparea aburului a propulsat pasărea, întrucât era suspendată pe fire. Porumbelul a folosit principiul de reacție, care nu a fost declarat ca drept stiintific până în secolul al XVII-lea.
Eroul Alexandriei, un alt grec, a inventat un dispozitiv similar cu rachetă, numit aeolipil la aproximativ trei sute de ani după porumbelul lui Archytas. De asemenea, acesta a folosit aburul ca gaz propulsiv. Erou a montat o sferă deasupra unui fierbător de apă. Un foc sub fierbător a transformat apa în abur, iar gazul a călătorit prin conducte spre sfera. Două tuburi în formă de L de pe laturile opuse ale sferei au permis gazului să scape și au dat o împingere sferei care a determinat-o să se rotească.
Se presupune că chinezii au avut o formă simplă de praf de pușcă fabricat din săritură, sulf și praf de cărbune în primul secol A.D. Au umplut tuburile de bambus cu amestecul și le-au aruncat în focuri pentru a crea explozii în timpul religiilor festivaluri.
Unele dintre aceste tuburi nu au reușit să explodeze și au scăpat în schimb din flăcări, propulsate de gazele și scânteile produse de praful de foc. Chinezii au început apoi să experimenteze cu tuburile pline de praf de pușcă. Au atașat tuburi de bambus de săgeți și le-au lansat cu arcuri la un moment dat. Curând au descoperit că aceste tuburi de praf de pușcă se puteau lansa singure doar prin puterea produsă din gazul care scapă. S-a născut prima rachetă adevărată.
Prima utilizare a rachetelor adevărate ca arme este raportată ca apărută în 1232. Chinezii și mongolii erau în război unul cu celălalt, iar chinezii au respins Invadatori mongoli cu un baraj de „săgeți de foc zburătoare” în timpul bătăliei de la Kai-Keng.
Aceste săgeți de foc erau o formă simplă a unei rachete cu propulsie solidă. Un tub, acoperit la un capăt, conținea praf de pușcă. Celălalt capăt a fost lăsat deschis și tubul a fost atașat la un băț lung. Când pulberea a fost aprinsă, arderea rapidă a pulberii a produs foc, fum și gaz care au scăpat din capătul deschis, producând o împingere. Bastonul acționa ca un sistem simplu de ghidare care ținea racheta îndreptată într-o direcție generală în timp ce zbura prin aer.
Nu este clar cât de eficiente au fost aceste săgeți ale focului zburător ca arme de distrugere, dar efectele lor psihologice asupra mongolilor trebuie să fi fost formidabile.
În Anglia, un călugăr pe nume Roger Bacon a lucrat la forme îmbunătățite de praf de pușcă, care au crescut foarte mult gama de rachete.
În Franța, Jean Froissart a constatat că pot fi realizate zboruri mai precise prin lansarea rachetelor prin tuburi. Ideea lui Froissart a fost înaintașul bazookei moderne.
Rachete au căzut în defavoare ca arme de război până în secolul al XVI-lea, deși erau încă folosite focuri de artificii display-uri. Johann Schmidlap, un producător german de artificii, a inventat „rachetă pas cu pas”, un vehicul cu mai multe etape pentru ridicarea artificiilor la altitudini mai mari. Un skyrocket mare din prima etapă transporta un skyrocket mai mic. Când racheta mare a ars, cea mai mică a continuat până la o altitudine mai mare, înainte de a face dușul cerului cu butoaie strălucitoare. Ideea lui Schmidlap este de bază pentru toate rachetele care intră în spațiul exterior astăzi.
Un oficial chinez mai puțin cunoscut, numit Wan-Hu, a introdus rachete ca mijloc de transport. El a montat un scaun zburător alimentat cu rachete cu ajutorul multor asistenți, atașând două zmee mari pe scaun și 47 de rachete cu săgeată de foc de zmee.
Wan-Hu s-a așezat pe scaun în ziua zborului și a dat porunca să aprindă rachetele. Patruzeci și șapte de asistenți ai rachetelor, fiecare înarmați cu propria torță, s-au grăbit să aprindă siguranțele. Se auzi un urlet imens însoțit de nori de fum înăbușitori. Când fumul s-a limpezit, Wan-Hu și scaunul său zburător au dispărut. Nimeni nu știe sigur ce s-a întâmplat cu Wan-Hu, dar este probabil că el și scaunul său au fost aruncați în bucăți, deoarece săgețile de foc erau la fel de apte să explodeze ca să zboare.
Fundația științifică a călătoriei spațiale moderne a fost pusă de marele om de știință englez Sir Isaac Newton în ultima parte a secolului al XVII-lea. Newton și-a organizat înțelegerea mișcării fizice în trei legi științifice care explicau modul în care funcționau rachetele și de ce sunt capabili să facă acest lucru în vidul spațiului exterior. Legile lui Newton au început curând să aibă un impact practic asupra proiectării rachetelor.
Experienții și oamenii de știință din Germania și Rusia au început să lucreze cu rachete cu mase de peste 45 de kilograme în secolul al XVIII-lea. Unele erau atât de puternice, încât flăcările lor de evacuare au scăpat niște găuri adânci în pământ înainte de ridicare.
Rachete au cunoscut o scurtă renaștere ca arme de război la sfârșitul secolului al XVIII-lea și începutul secolului al XIX-lea. Succesul rachetelor indiene împotriva britanicilor în 1792 și din nou în 1799 a atras interesul a expertului în artilerie, colonelul William Congreve, care și-a propus să proiecteze rachete pentru utilizarea britanicilor militar.
Rachete Congreve au avut un mare succes în luptă. Folosite de navele britanice pentru a lipi Fortul McHenry în Războiul din 1812, l-au inspirat pe Francis Scott Key să scrie despre „strălucirea roșie a rachetelor” în poezia sa care va deveni mai târziu Banner cu stele.
Chiar și cu activitatea lui Congreve, oamenii de știință nu au îmbunătățit prea mult acuratețea rachetelor încă din primele zile. Natura devastatoare a rachetelor de război nu era exactitatea sau puterea lor, ci numărul acestora. În timpul unui asediu tipic, mii ar putea fi concediați împotriva inamicului.
Cercetătorii au început să experimenteze modalități de îmbunătățire a preciziei. William Hale, un om de știință englez, a dezvoltat o tehnică numită stabilizarea spinului. Gazele de evacuare care s-au scăpat au lovit mici furgonete în partea de jos a rachetei, determinând-o să se învârtă mult ca un glonț în zbor. Variațiile acestui principiu sunt încă utilizate astăzi.
Rachete au continuat să fie folosite cu succes în luptele de pe întregul continent european. Cu toate acestea, brigadele austriece de rachetă și-au întâlnit meciul cu piese de artilerie nou proiectate într-un război cu Prusia. Tunurile cu încărcătură cu butoaie cu pușcă și focoane care explodau erau arme de război mult mai eficiente decât cele mai bune rachete. Încă o dată, rachetele au fost retrogradate la utilizările pe timp de pace.
Konstantin Tsiolkovsky, un învățător și om de știință rus, a propus pentru prima dată ideea explorării spațiale în 1898. În 1903, Tsiolkovsky a sugerat utilizarea unor propulsoare lichide pentru rachete pentru a atinge o gamă mai mare. El a declarat că viteza și raza de acțiune a unei rachete erau limitate doar de viteza de evacuare a gazelor de evacuare. Tsiolkovski a fost numit tatăl astronauticii moderne pentru ideile sale, cercetarea atentă și viziunea deosebită.
Robert H. Goddard, un om de știință american, a efectuat experimente practice în rachetă la începutul secolului XX. El a devenit interesat să obțină altitudini mai mari decât au fost posibile pentru baloanele mai ușoare decât aerul și a publicat un prospect în 1919, O metodă de a atinge altitudinile extreme. A fost o analiză matematică a ceea ce se numește azi rachetă meteorologică.
Primele experimente ale lui Goddard au fost cu rachete cu propulsie solidă. A început să încerce diverse tipuri de combustibili solizi și să măsoare viteza de evacuare a gazelor arzătoare în 1915. El a devenit convins că o rachetă poate fi propulsată mai bine cu combustibil lichid. Nimeni nu mai construise până atunci o rachetă cu propulsant lichid de succes. A fost o întreprindere mult mai dificilă decât rachetele cu combustibil solid, necesitând rezervoare de combustibil și oxigen, turbine și camere de combustie.
Goddard a obținut primul zbor de succes cu o rachetă cu propulsant lichid la 16 martie 1926. Alimentată cu oxigen lichid și benzină, racheta sa a zburat doar două secunde și jumătate, dar a urcat 12,5 metri și a aterizat 56 de metri distanță într-un petic de varză. Zborul nu a fost impresionant de standardele de astăzi, dar racheta pe benzină a lui Goddard a fost precursorul unei cu totul noi ere în zborul cu rachete.
Experimentele sale în rachete cu propulsie lichidă au continuat mulți ani. Rachetele sale au devenit mai mari și au zburat mai sus. A dezvoltat un sistem de giroscop pentru controlul zborului și un compartiment de încărcare utilă pentru instrumente științifice. Sistemele de recuperare a parașutelor au fost folosite pentru a returna rachete și instrumente în siguranță. Goddard a fost numit părintele rachetei moderne pentru realizările sale.
Un al treilea mare pionier în spațiu, Hermann Oberth din Germania, a publicat o carte în 1923 despre călătoria în spațiul exterior. Multe mici societăți de rachete au apărut în jurul lumii din cauza scrierilor sale. Formarea unei astfel de societăți în Germania, Verein fur Raumschiffahrt sau Society for Space Travel, a dus la dezvoltarea Racheta V-2 folosit împotriva Londrei în al doilea război mondial.
Ingineri și oameni de știință germani, inclusiv Oberth, s-au adunat la Peenemunde pe țărmurile Mării Baltice Marea în 1937, unde a fost construită și zburată cea mai avansată rachetă a timpului său sub conducerea Wernher von Braun. Racheta V-2, numită A-4 în Germania, era mică în comparație cu desenele de astăzi. Și-a atins marea împingere prin arderea unui amestec de oxigen lichid și alcool în proporție de aproximativ o tonă la fiecare șapte secunde. V-2 a fost o armă formidabilă care ar putea devasta blocuri întregi de oraș.
Din fericire pentru Londra și forțele aliate, V-2 a venit prea târziu în război pentru a-și schimba rezultatul. Cu toate acestea, oamenii de știință și ingineri rachetă au pus deja planuri pentru rachete avansate capabile să se întindă Oceanul Atlantic și aterizarea în S.U.A. Aceste rachete ar fi avut trepte superioare înaripate, dar sarcină utilă foarte mică capacități.
Mulți componente V-2 neutilizate și componente au fost capturate de Aliați odată cu căderea Germaniei, iar mulți oameni de știință rachetă germani au venit în SUA, în timp ce alții au plecat în Uniunea Sovietică. Atât SUA, cât și Uniunea Sovietică și-au dat seama de potențialul rachetelor ca armă militară și au început o varietate de programe experimentale.
SUA au început un program cu rachete sonore atmosferice de înaltă altitudine, una dintre ideile timpurii ale lui Goddard. Ulterior, au fost dezvoltate o varietate de rachete balistice intercontinentale pe distanțe medii și lungi. Acestea au devenit punctul de plecare al programului spațial din SUA. Rachete precum Redstone, Atlas și Titan ar lansa în cele din urmă astronauți în spațiu.
Lumea a fost uluită de vestea unui satelit artificial orbitant pe pământ lansat de Uniunea Sovietică la 4 octombrie 1957. Numit Sputnik 1, satelitul a fost prima intrare de succes într-o cursă pentru spațiul dintre două națiuni de putere superioară, sovieticul Uniunea și SUA Sovieticii au urmat cu lansarea unui satelit care transporta un câine numit Laika la mai puțin de o lună mai tarziu. Laika a supraviețuit în spațiu timp de șapte zile înainte de a fi somnată înainte de a se termina alimentarea cu oxigen.
SUA au urmat Uniunea Sovietică cu un satelit propriu la câteva luni după primul Sputnik. Explorer I a fost lansat de armata americană la 31 ianuarie 1958. În luna octombrie a acelui an, SUA și-a organizat oficial programul spațial prin crearea NASA, Administrația Națională Aeronautică și Spațială. NASA a devenit o agenție civilă cu scopul de a explora pașnic spațiul în beneficiul întregii omeniri.
Deodată, multe persoane și mașini au fost lansate în spațiu. Astronauții au orbit pe pământ și au aterizat pe lună. Nave spațiale robot au călătorit către planete. Spațiul a fost deschis brusc pentru explorare și exploatare comercială. Sateliții au permis oamenilor de știință să investigheze lumea noastră, să prevadă vremea și să comunice instantaneu pe tot globul. O gamă largă de rachete puternice și versatile trebuiau construite pe măsură ce cererea pentru sarcini utile din ce în ce mai mari a crescut.
Rachete au evoluat din dispozitive simple cu praf de armă în vehicule uriașe capabile să călătorească în spațiul exterior încă din primele zile de descoperire și experimentare. Au deschis universul spre explorarea directă a omenirii.