Povijest ranih vatrometa, raketa i oružja

Današnje rakete izvanredne su kolekcije ljudske domišljatosti koja ima svoje korijenje u nauci i tehnologiji prošlosti. Oni su prirodni izrastaji doslovno tisućama godina eksperimentiranja i istraživanja rakete i raketni pogon.

Jedna od prvih naprava koja je uspješno primijenila principe leta raketa bila je drvena ptica. Grk po imenu Archytas živio je u gradu Tarentumu, koji je sada dio južne Italije, negdje oko 400. godine prije Krista. Archytas je mistificirao i zabavljao građane Tarentuma leteći golubom od drveta. Isparivajuća para pokretala je pticu jer je bila obješena na žicama. Golub je koristio princip akcijske reakcije, koji nije naveden kao a znanstveno pravo sve do 17. stoljeća.

Heroj Aleksandrije, drugi Grk, oko tri stotine godina nakon Archytasovog goluba, izumio je sličan raketni uređaj nazvan aeolipile. Također je koristio paru kao pogonski plin. Hero je na kuharicu s vodom montirao kuglu. Požar ispod kotlića pretvorio je vodu u paru, a plin je putovao cijevima u sferu. Dvije cijevi u obliku slova L na suprotnim stranama sfere omogućile su izlijevanje plina i dale potisak u sferu što ga je natjeralo da se okreće.

instagram viewer

Kinezi su, prema navodima, u prvom stoljeću imali jednostavan oblik baruta napravljenog od prašine soli, sumpora i ugljena. A. D. Smjesom su punili bambusove cijevi i bacali ih u vatre kako bi stvorili eksplozije tijekom vjerskih festivalima.

Neke od tih cijevi najvjerojatnije nisu eksplodirale i umjesto toga su se istreničile iz plamena potisnute plinovima i iskricama koje je stvarao gorući barut. Kinezi su tada počeli eksperimentirati s cijevima napunjenim barutom. Oni su strijelama od bambusa pričvrstili strijele i u nekom trenutku ih lansirali lukovima. Ubrzo su otkrili da bi se ove barutne cijevi mogle pokrenuti samo snagom proizvedenom iz plina koji izlazi. Rođena je prva prava raketa.

Izvještava se o prvoj upotrebi pravih raketa kao oružja 1232. godine. Kinezi i Mongoli bili su u međusobnom ratu, a Kinezi su odvratili Mongolijski osvajači s barom "strelice leteće vatre" tijekom bitke za Kai-Keng.

Te vatrene strijele bile su jednostavan oblik rakete na čvrsto gorivo. Cijev, na jednom kraju zatvorena, sadržavala je barut. Drugi kraj ostavljen je otvoren i cijev je bila pričvršćena dugačkim štapom. Kad se prah zapalio, brzo izgaranje praha stvorilo je vatru, dim i plin koji su izlazili iz otvorenog kraja, stvarajući potisak. Štap je djelovao kao jednostavan sustav vođenja koji je držao raketu u jednom općem smjeru dok je letio zrakom.

Nije jasno koliko su ove strelice leteće vatre bile oružje uništenja, ali njihov psihološki učinak na Mongole mora biti nevjerojatan.

U Engleskoj je redovnik Roger Bacon radio na poboljšanim oblicima baruta koji su uvelike povećali domet raketa.

Jean Froissart je u Francuskoj otkrio da se točniji letovi mogu postići lansiranjem raketa kroz cijevi. Froissartova ideja bila je preteča moderne bazooke.

Rakete su do 16. stoljeća pale kao nepošteno oružje, iako su ih još uvijek koristile vatromet prikazuje. Johann Schmidlap, njemački proizvođač vatrometa, izumio je „stepeničnu raketu“, višestupanjsko vozilo za podizanje vatrometa na veće visine. Veliki raketni pravac prvog stupnja nosio je manji zračni okvir drugog stupnja. Kad je velika raketa izgorjela, manja je nastavila na većoj nadmorskoj visini prije nego što je tuširala nebo užarenim vrelima. Schmidlapova ideja je osnovna za sve rakete koje danas odlaze u svemir.

Manje poznati kineski dužnosnik Wan-Hu uveo je rakete kao prijevozno sredstvo. Sastavio je leteću stolicu s raketnim pogonom uz pomoć mnogih pomoćnika, pričvrstivši na stolicu dva velika zmaja i 47 zmajeva.

Wan-Hu je na dan leta sjeo na stolac i dao zapovijed da zapale rakete. Četrdeset i sedam raketnih pomoćnika, svaka naoružana vlastitom bakljom, požurila je naprijed da zapali osigurače. Začuo se ogroman urlik popraćen gromoglasnim oblacima dima. Kad se dim očistio, Wan-Hu i njegove leteće stolice više nije bilo. Nitko sigurno ne zna što se dogodilo s Wan-Huom, ali vjerovatno je da su on i njegova stolica razbijeni u komade jer su vatrene strelice bile pogodne za eksploziju kao i za let.

Znanstveni temelj za moderna svemirska putovanja postavio je veliki engleski znanstvenik Sir Isaac Newton tijekom potonjeg dijela 17. stoljeća. Newton je svoje razumijevanje fizičkog kretanja organizirao u tri znanstvena zakona koja su objasnila kako rakete djeluju i zašto su to sposobna učiniti u vakuumu svemira. Newtonovi zakoni ubrzo su počeli imati praktični utjecaj na dizajn raketa.

Eksperimentalni stručnjaci i znanstvenici u Njemačkoj i Rusiji započeli su s raketama mase veće od 45 kilograma u 18. stoljeću. Neki su bili tako snažni da su im bljesni ispušni plamen probijali duboke rupe u zemlji prije poletanja.

Rakete su doživjele kratki preporod kao oružje ratovanja krajem 18. i početkom 19. stoljeća. Uspjeh indijskih raketnih baraka protiv Britanaca 1792. i opet 1799. izazvao je interes artiljerijskog stručnjaka pukovnika Williama Congrevea, koji je krenuo dizajnirati rakete za upotrebu od strane Britanaca vojska.

Rakete Congreve bile su vrlo uspješne u bitci. Britanski brodovi korišteni za pljačku Fort McHenryja u ratu 1812. godine nadahnuli su Francisca Scotta Keya da u svojoj pjesmi napiše "crveni odsjaj rakete" koji će kasnije postati Zvijezdasto zastavicu.

Čak i uz Congreveov rad, znanstvenici nisu mnogo poboljšali točnost raketa već od ranih dana. Razarajuća priroda ratnih raketa nije bila njihova točnost ili snaga, već njihov broj. Tijekom tipične opsade, tisuće ljudi bi mogli ispaliti na neprijatelja.

Istraživači su počeli eksperimentirati s načinima poboljšanja točnosti. William Hale, engleski znanstvenik, razvio je tehniku ​​koja se zove spin stabilizacija. Ispušni ispušni plinovi pogodili su male krilce na dnu rakete, uzrokujući da se ono vrti jednako kao i metak u letu. Varijacije ovog načela koriste se i danas.

Rakete su se i dalje uspješno koristile u bitkama diljem europskog kontinenta. Austrijske raketne brigade, međutim, dočekale su utakmicu protiv novo dizajniranih topničkih dijelova u ratu s Pruskom. Topovi s puškomitraljezom s puškomitraljezima i eksplodirajućim bojevim glavama bili su daleko učinkovitije oružje od najboljih raketa. Još jednom, rakete su povučene u mirnodopske svrhe.

Konstantin Tsiolkovsky, ruski učitelj i znanstvenik, prvi je predložio ideju o istraživanju svemira 1898. Godine 1903., Tsiolkovsky je predložio uporabu tekućeg goriva za rakete kako bi se postigao veći domet. Izjavio je da su brzina i domet rakete ograničeni samo brzinom ispušnih plinova koji izlaze. Tsiolkovsky je nazvan ocem moderne astronautike zbog svojih ideja, pažljivog istraživanja i sjajne vizije.

Robert H. Goddard, američki znanstvenik, proveo je praktične eksperimente u raketiranju početkom 20. stoljeća. Bio je zainteresiran za postizanje većih visina nego što je to moguće za balone lakše od zraka i objavio je pamflet 1919., Metoda dostizanja ekstremnih visina. Bila je to matematička analiza onoga što se danas naziva raketom meteorološkog sondiranja.

Goddardovi najraniji eksperimenti bili su s raketama na čvrsto gorivo. Počeo je iskušavati razne vrste krutih goriva i mjeriti brzinu ispušnih plinova koji izgaraju iz 1915. godine. Uvjerio se da se raketa može bolje pokretati tekućim gorivom. Prije toga nitko nije izgradio uspješnu raketu s tekućim pogonom. Bio je to mnogo teži poduhvat od raketa na čvrsto gorivo, zahtijevajući spremnike za gorivo i kisik, turbine i komore za izgaranje.

Goddard je prvi uspješan let postigao raketom na tekuće gorivo 16. ožujka 1926. godine. Potaknuta tekućim kisikom i benzinom, njegova raketa letjela je samo dvije i pol sekunde, ali popela se na 12,5 metara i sletjela 56 metara dalje u mrlju kupusa. Let je prema današnjim standardima bio ne impresivan, ali Goddardova benzinska raketa bila je preteča potpuno nove ere u letu raketa.

Njegovi eksperimenti na raketama na tekuća goriva nastavljeni su dugi niz godina. Njegove rakete postale su veće i letjele su sve više. Razvio je žiroskopski sustav za kontrolu leta i odjeljak korisnog opterećenja za znanstvene instrumente. Za sigurno vraćanje raketa i instrumenata upotrijebljeni su sustavi za oporavak padobrana. Goddard je zbog svojih dostignuća nazvan ocem moderne raketarstva.

Treći veliki svemirski pionir, Hermann Oberth iz Njemačke, objavio je 1923. knjigu o putovanju u svemir. Mnoga mala raketna društva pojavila su se širom svijeta zbog njegovih spisa. Formiranje jednog takvog društva u Njemačkoj, Verein fur Raumschiffahrt ili Društvo za svemirska putovanja, dovelo je do razvoja Raketa V-2 korišten protiv Londona u Drugom svjetskom ratu.

Njemački inženjeri i znanstvenici, uključujući Oberth, okupili su se u Peenemundeu na obalama Baltika More iz 1937. godine, gdje je sagrađena i napredna raketa svog vremena koja je letjela pod upravom Wernher von Braun. Raketa V-2, koja se u Njemačkoj zvala A-4, bila je mala u usporedbi s današnjim dizajnom. Svoj veliki potisak postigao je izgaranjem mješavine tekućeg kisika i alkohola brzinom od oko jedne tone svakih sedam sekundi. V-2 bio je sjajno oružje koje je moglo opustošiti čitave gradske blokove.

Srećom Londona i savezničkih snaga, V-2 je prekasno došao u rat da bi promijenio svoj ishod. Ipak, njemački raketni znanstvenici i inženjeri već su postavili planove za napredne rakete sposobne za raspon Atlantskog oceana i slijetanja u SAD. Ti bi projektili imali gornje etape krila, ali vrlo mali teret kapaciteti.

Saveznici su s padom Njemačke zarobili mnoge neiskorištene V-2 i komponente, a mnogi njemački raketni znanstvenici došli su u SAD, dok su drugi otišli u Sovjetski Savez. I SAD i Sovjetski Savez shvatili su potencijal raketiranja kao vojno oružje i započeli niz eksperimentalnih programa.

Amerika je započela program s atmosferskim sondiranjem visokih visina, jedna od Goddardovih ranih ideja. Kasnije su razvijene razne interkontinentalne balističke rakete srednjeg i dugog dometa. To su postale polazište američkog svemirskog programa. Rakete poput Redstona, Atlasa i Titana s vremenom bi lansirale astronaute u svemir.

Svijet je bio zapanjen vijestima o umjetnom satelitu koji je orbitirao Zemljom, a pokrenuo ga je Sovjetski Savez 4. listopada 1957. Nazvani Sputnik 1, satelit je bio prvi uspješan ulazak u utrku za svemir između dvije supersile nacije Union i američki Sovjeti uslijedili su s pokretanjem satelita koji je na brodu nosio psa zvanog Laika manje od mjesec dana kasnije. Laika je preživjela u svemiru sedam dana prije spavanja prije nego što joj je opskrba kisikom ponestala.

Nekoliko mjeseci nakon prvog Sputnjika SAD je slijedio Sovjetski Savez sa vlastitim satelitom. Explorer I pokrenula je američka vojska 31. siječnja 1958. godine. U listopadu iste godine, SAD je službeno organizirao svoj svemirski program stvaranjem NASA, Državna uprava za zrakoplovstvo i svemir. NASA je postala civilna agencija s ciljem mirnog istraživanja svemira za dobrobit cijelog čovječanstva.

Odjednom su se mnogi ljudi i strojevi lansirali u svemir. Astronauti su okružili zemlju i sletjeli na Mjesec. Robot svemirski brod putovao je planetima. Prostor se naglo otvorio istraživanju i komercijalnoj eksploataciji. Sateliti su omogućili znanstvenicima da istražuju naš svijet, prognoziraju vremenske prilike i trenutnu komunikaciju širom svijeta. Morala je biti izgrađena široka lepeza snažnih i svestranih raketa kako se povećavala potražnja za sve većim korisnim opterećenjem.

Rakete su se od jednostavnih uređaja s barutom razvile u divovska vozila sposobna putovati u svemir od najranijih dana otkrića i eksperimentiranja. Oni su otvorili svemir za izravno istraživanje od strane čovječanstva.