עקרונות הרקטה נבדקו לראשונה לפני למעלה מ -2,000 שנה, אך זה היה רק ב 70 השנים האחרונות או כך שהמכונות הללו שימשו ליישומים לחקר החלל. כיום רקטות לוקחות באופן שגרתי חלליות לכוכבי לכת אחרים במערכת השמש שלנו. קרוב יותר לכדור הארץ, רקטות הנושאות אספקה עד לתחנת החלל הבינלאומית יכולות לחזור לכדור הארץ, לנחות בכוחות עצמן ולהשתמש בהן שוב.
רקטות מוקדמות
ישנם סיפורים של טכנולוגיית טילים המשמשת לפני אלפי שנים. לדוגמא, בסביבות 400 לפנה"ס, ארצ'יטאס, פילוסוף ומתמטיקאי יווני, הראו יונה מעץ שהושעה על חוטים. על פי נתוני NASA, היונה נדחפה מסביב.
נאס"א הוסיפה כי כ -300 שנה לאחר ניסוי היונים, גיבור אלכסנדריה המציא את האאוליפיליה (המכונה גם מנוע של גיבורו). המכשיר בצורת הכדור ישב על גבי בריכת מים רותחת. גז מהמים המהביל נכנס לתחום הכדור ונמלט דרך שתי צינורות בצורת L בצדדים מנוגדים. הדחף שיצר הקיטור הנמלט גרם לכדור להסתובב.
ההיסטוריונים מאמינים כי הסינים פיתחו את הרקטות האמיתיות הראשונות סביב המאה הראשונה A.D. הם שימשו לתצוגות צבעוניות במהלך פסטיבלים דתיים, בדומה לזיקוקים מודרניים.
במשך מאות השנים הבאות שימשו רקטות בעיקר כנשק צבאי, כולל גרסה המכונה רקטת קונגרבה, שפותחה על ידי הצבא הבריטי בראשית שנות ה -18.
אבות הרקטות
בעידן המודרני, מי שעובד כיום בתחום החלל מכיר לעתים קרובות בשלושה "אבות טילים" שעזרו לדחוף את הרקטות הראשונות לחלל. רק אחד מהשלושה שרד מספיק זמן כדי לראות רקטות המשמשות לחקירת חלל.
על פי נאס"א פרסם קונסטנטין א. ציולקובסקי הרוסי (1857-1935) את מה שמכונה כיום "משוואת הרקטות" בשנת 1903, במגזין תעופה רוסי, על פי נאס"א. המשוואה נוגעת ליחסים בין מהירות הרקטה והמסה, כמו גם כמה מהר המהירות של הרקטה הגז עוזב כשהוא יוצא מהפליטה של מערכת הדלק וכמה יש דחף. ציולקובסקי פרסם גם תיאוריה של רקטות מרובות שלבים בשנת 1929.
רוברט גודארד (1882-1945) היה פיזיקאי אמריקני ששלח את הרקטה הראשונה עם דלק נוזלי לגובה באובורן, מסצ'וסטס, ב -16 במרץ 1926. היו לו שני פטנטים אמריקאים על שימוש ברקטה דלקית נוזלים וגם עבור שתיים או על פי נאס"א, טיל תלת-שלבי באמצעות דלק מוצק.
הרמן אוברת '(1894-1989) נולד ברומניה ולאחר מכן עבר לגרמניה. על פי נתוני נאס"א, הוא התעניין ברקטות כבר בגיל צעיר, ובגיל 14 הוא דמיין "רקטת רתיעה" שיכולה לנוע בחלל תוך שימוש באפס פרט לפליטה. כמבוגר, מחקריו כללו רקטות מרובות שלבים וכיצד להשתמש ברקטה כדי להימלט מכובד כדור הארץ. מורשתו נגועה בעובדה שהוא סייע בפיתוח הרקטה V-2 עבור גרמניה הנאצית במלחמת העולם השנייה; הרקטה שימשה להפצצות הרסניות על לונדון. אוברת 'חי עשרות שנים לאחר שהחקר בחלל החל וראה רקטות מביאות אנשים כל הדרך לירח וצפו בצוותי המעבורת לחלל שניתנים לשימוש חוזר לחלל שוב ושוב.
טילים בחלל
לאחר מלחמת העולם השנייה, כמה מדעני רקטות גרמנים היגרו הן לברית המועצות והן לארצות הברית וסייעו לאותן מדינות במירוץ החלל של שנות השישים. בתחרות ההיא, שתי המדינות המשיכו להפגין עליונות טכנולוגית וצבאית, תוך שימוש בחלל כגבול.
רקטות שימשו גם לביצוע מדידות של קרינה באטמוספירה העליונה לאחר ניסויים גרעיניים. הפיצוצים הגרעיניים נפסקו לרוב לאחר הסכם האיסור המוגבל לבדיקת גרעין על הגרעין בשנת 1963.
בזמן שרקטות עבדו היטב באטמוספירה של כדור הארץ, היה קשה להבין כיצד לשלוח אותם לחלל. הנדסת רקטות הייתה בחיתוליה והמחשבים לא היו מספיק חזקים כדי לבצע הדמיות. פירוש הדבר היה שמבחני טיסה רבים הסתיימו כאשר הרקטות התפוצצו באופן דרמטי שניות או דקות לאחר שעזבו את משטח השיגור.
עם הזמן והניסיון, עם זאת, התקדמה. רקטה שימשה לראשונה בכדי לשלוח משהו לחלל במשימת ספוטניק, שהשיקה לוויין סובייטי ב -4 באוקטובר 1957. לאחר כמה ניסיונות כושלים, ארצות הברית השתמשה ברקטת יופיטר C כדי לכווץ את סייר 1 לוויין לחלל ב- 1 בפברואר 1958.
עברו עוד כמה שנים עד ששתי המדינות הרגישו מספיק בטוחות בכדי להשתמש ברקטות בכדי לשלוח אנשים לחלל; שתי המדינות התחילו עם בעלי חיים (קופים וכלבים, למשל). הקוסמונאוט הרוסי יורי גגרין היה האנושי הראשון בחלל, ועזב את כדור הארץ ב- 12 באפריל 1961, על סיפון רקטת ווסטוק-ק לטיסה מרובת-ביטים. כשלושה שבועות לאחר מכן, עשה אלן שפרד את טיסת התת-subbitital האמריקאית הראשונה על טיל רדסטון. כמה שנים אחר כך בתוכנית מרקורי של נאס"א, הסוכנות עברה לרקטות אטלס כדי להשיג מסלול. בשנת 1963 הפך ג'ון גלן לאמריקאי הראשון שהקיף את כדור הארץ.
כאשר כיוונה לירח, נאס"א השתמשה ברקטת שבתאי V, שגובהה 363 רגל כללה שלושה שלבים - האחרון שנועד להיות חזק מספיק בכדי להתנתק מכוח המשיכה של כדור הארץ. הרקטה שיגרה בהצלחה שש משימות נחתת ירח בין 1969 ל 1972. ברית המועצות פיתחה רקטת ירח בשם N-1, אך תוכניתה הושבתה לצמיתות לאחר עיכובים ובעיות מרובות, כולל פיצוץ קטלני.
תוכנית המעבורת לחלל של נאס"א (1981 עד 2011) השתמשה לראשונה ברקטות מוצקות בכדי להעלות את בני האדם לחלל. הדבר ראוי לציון, מכיוון שלא כמו רקטות נוזליות, אי אפשר לכבות אותן. למעבורת עצמה היו שלושה מנועים עם דלק נוזלי, כששני מגברי רקטות מוצקים היו קשורים בצדדים. בשנת 1986, טבעת ה- O של מאיץ טילים מוצק נכשלה וגרמה לפיצוץ קטסטרופלי, והרג שבעה אסטרונאוטים על סיפון מעבורת החלל צ'לנג'ר. מגברי הרקטות המוצקים עוצבו מחדש לאחר האירוע.
רקטות שימשו מאז להעברת חלליות רחוקות יותר אל מערכת השמש שלנו: על פני הירח, ונוס ומאדים בראשית שנות השישים, שלימים התרחבה לחקירת עשרות ירחים וכוכבי לכת. רקטות נשאו חלליות ברחבי מערכת השמש כך שכעת יש לאסטרונומים תמונות של כל כוכב לכת (כמו גם כוכב הלכת הגמד פלוטו), ירחים רבים, שביטים, אסטרואידים וחפצים קטנים יותר. ובגלל רקטות עוצמתיות ומתקדמות, החללית Voyager 1 הצליחה לעזוב את מערכת השמש שלנו ולהגיע לחלל בין כוכבים.
רקטות העתיד
מספר חברות במדינות רבות מייצרות כיום רקטות לא מבורגות - ארצות הברית, הודו, אירופה ורוסיה, כדי להזכיר כמה - ושולחות באופן שגרתי מטען צבאי ואזרחי לחלל.
ומדענים ומהנדסים פועלים ללא הרף לפיתוח רקטות מתוחכמות עוד יותר. Stratolaunch, חברת עיצוב התעופה והחלל המגובה על ידי פול אלן וברט רוטן, שמה לה למטרה לשגר לוויינים באמצעות מטוסים אזרחיים. SpaceX ומוצא כחול פיתחו גם טילים משלב ראשון לשימוש חוזר; ל- SpaceX יש כיום רקטות פלקון 9 שניתנות לשימוש חוזר, שעושות באופן שוטף ריצות מטען לתחנת החלל הבינלאומית. [בתמונות: הצלחה בהשקת הרקטה הכבדה הראשונה של פלקון של SpaceX!]
מומחים צופים כי רקטות העתיד יוכלו לשאת לוויינים גדולים יותר לחלל ואולי יוכלו לשאת מספר לוויינים בו זמנית, כך דווח בלוס אנג'לס טיימס. רקטות אלה יכולות להשתמש בחומרים מורכבים חדשים, התקדמות באלקטרוניקה או אפילו בינה מלאכותית כדי לבצע את עבודותיהם. רקטות עתידיות עשויות להשתמש גם בדלקים שונים - כמו מתאן - אשר בריאים יותר לסביבה מאשר נפט מסורתי יותר המשמש כיום ברקטות.
