Raķešu vēsture un inovācijas kosmosa jomā

Raķetes evolūcija ir padarījusi to par neaizstājamu instrumentu kosmosa izpētē. Gadsimtiem ilgi raķetes ir nodrošinājušas svinīgus un karadarbus, sākot ar senatni Ķīniešu, pirmais, kas izveidoja raķetes. Raķete acīmredzami debitēja vēstures lappusēs kā uguns bultiņa, kuru 1232. gadā AD izmantoja Chin tartāri, lai apkarotu mongoļu uzbrukumu Kai-feng-fu.

cilts uz ārkārtīgi lielām raķetēm, kuras tagad tiek izmantotas kā kosmiskās nesējraķetes, nav nekļūdīgs. Bet gadsimtiem ilgi raķetes galvenokārt bija diezgan mazas, un to izmantošana galvenokārt aprobežojās ar ieročiem, dzīvības līniju projicēšanu jūras glābšanā, signalizācijā un uguņošanas ierīcēs. Tikai 20. gadsimtā parādījās skaidra raķešu principa izpratne, un tikai tad sāka attīstīties lielo raķešu tehnoloģija. Tādējādi, ciktāl tas attiecas uz kosmosa lidojumiem un kosmosa zinātni, stāsts par raķetēm līdz 20. gadsimta sākumam lielākoties bija prologs.

Visu 13. līdz 18. gadsimtu bija ziņojumi par daudziem raķešu eksperimentiem. Piemēram, Joanes de Fontana no Itālijas projektēja virszemes skrējiena raķešu darbināmu torpēdu ienaidnieka kuģu aizdedzināšanai. 1650. gadā poļu artilērijas eksperts Kazimierz Siemienowicz publicēja zīmējumu sēriju iestudētai raķetei. Anglis Roberts Andersons 1696. gadā publicēja divdaļīgu traktātu par raķešu veidņu izgatavošanu, propelentu sagatavošanu un aprēķinu veikšanu.

Raķešu agrīnas ieviešanas laikā Eiropā tās tika izmantotas tikai kā ieroči. Ienaidnieku karaspēks Indijā atvairīja britus ar raķetēm. Vēlāk Lielbritānijā sers Viljams Kongrevs izstrādāja raķeti, kas varēja izšaut līdz aptuveni 9000 pēdām. Briti 1812. gada karā izšāva Kongresa raķetes pret Amerikas Savienotajām Valstīm. Fransiss Skots Keins izgudroja frāzi “raķetes sarkanais atspīdums pēc tam, kad briti izšāva Kongresa raķetes pret ASV. Viljama Kongreva aizdedzinošā raķete izmantoja melno pulveri, dzelzs futrāli un 16 pēdu garu nūju. Kongrevs bija izmantojis 16 pēdu virzošo nūju, lai palīdzētu stabilizēt savu raķeti. Cits britu izgudrotājs Viljams Hale 1846. gadā izgudroja bezkontakta raķeti. ASV armija Hale raķeti izmantoja vairāk nekā pirms 100 gadiem karā ar Meksiku. Raķetes ierobežotā mērā tika izmantotas arī pilsoņu karā.

19. gadsimta laikā raķešu entuziasti un izgudrotāji sāka parādīties gandrīz katrā valstī. Daži cilvēki uzskatīja, ka šie agrīnie raķešu pionieri ir ģēniji, bet citi domāja, ka viņi ir traki. Parīzē dzīvojošais itālis Klods Ruggieri acīmredzot jau 1806. gadā kosmosā iemeta mazus dzīvniekus. Kravnesības tika atgūtas ar izpletni. Jau 1821. gadā jūrnieki vaļus medīja, izmantojot ar raķešu palīdzību darbināmas harpūnas. Šīs raķešu harpūnas tika palaistas no pleca turētas caurules, kas aprīkota ar apļveida sprādziena vairogu.

Līdz 19. gadsimta beigām karavīri, jūrnieki, praktiski un ne tik praktiski izgudrotāji bija izveidojuši interesi par rokdarbu. Izveicīgi teorētiķi, piemēram, Konstantians Tsiolkovskis Krievijā, pārbaudīja fundamentālās zinātniskās teorijas, kas slēpjas rokmetrijā. Viņi sāka apsvērt iespēju ceļot kosmosā. Četras personas bija īpaši nozīmīgas pārejā no mazajām 19. gadsimta raķetēm uz kosmosa laikmeta kolossi: Konstantīns Tsiolkovskis Krievijā, Roberts Goddards ASV un Hermans Oberts un Verners fon Brauns Vācijā.

Agrīnajām raķetēm bija viens dzinējs, uz kuras tas pacēlās, līdz beidzās degviela. Labāks veids, kā sasniegt lielu ātrumu, ir novietot nelielu raķeti virs lielā un izšaut to pēc pirmās izdegšanas. ASV armija, kura pēc kara eksperimentālajiem lidojumiem augstā atmosfērā izmantoja V-2, aizstāja kravas ar citu raķeti, šajā gadījumā - “WAC Corporal”, kas tika palaista no augšas orbītā. Tagad izdegušo V-2, kura svars bija 3 tonnas, varēja nomest, un, izmantojot mazāku raķeti, kravnesība sasniedza daudz lielāku augstumu. Mūsdienās, protams, gandrīz katra kosmosa raķete izmanto vairākus posmus, nometot katru tukšo izdegušo posmu un turpinot ar mazāku un vieglāku pastiprinātāju. 1. pārlūks, kas bija pirmais ASV mākslīgais pavadonis, kurš tika palaists 1958. gada janvārī, izmantoja četrpakāpju raķeti. Pat kosmosa atspole izmanto divus lielus cietā kurināmā pastiprinātājus, kas tiek nomesti pēc to izdegšanas.

Uguņošanas ierīces, ko senie ķīnieši izstrādāja otrajā gadsimtā pirms mūsu ēras, ir vecākā raķešu forma un vienkāršākais raķešu modelis. Izslēdzot raķetes ar šķidro kurināmo, cietās raķešu raķetes sākās ar tādu zinātnieku ieguldījumu kā Zasiadko, Konstantinovs un Congreve. Lai arī pašlaik tās ir progresīvākā stāvoklī, cietās raķešu raķetes joprojām tiek plaši izmantotas šodien, kā redzams raķetēs, ieskaitot Space Shuttle dubultos pastiprinātājus un Delta sērijas pastiprinātājus posmi. Tsiolkozski 1896. gadā pirmo reizi teorētiski noteica šķidro degvielu raķetes.