Οι αρχές της πυραυλικής δοκιμής δοκιμάστηκαν για πρώτη φορά περισσότερα από 2.000 χρόνια πριν, αλλά στην πραγματικότητα έχουν γίνει μόνο τα τελευταία 70 χρόνια ή έτσι αυτά τα μηχανήματα έχουν χρησιμοποιηθεί για εφαρμογές στην εξερεύνηση του διαστήματος. Σήμερα, οι πύραυλοι συνήθως μεταφέρουν διαστημόπλοια σε άλλους πλανήτες στο ηλιακό μας σύστημα. Πιο κοντά στη Γη, ρουκέτες που μεταφέρουν προμήθειες μέχρι τον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό μπορούν να επιστρέψουν στη Γη, να προσγειωθούν από μόνες τους και να χρησιμοποιηθούν ξανά.
Πρώιμη πυραύλος
Υπάρχουν ιστορίες τεχνολογίας πυραύλων που χρησιμοποιούνταν πριν από χιλιάδες χρόνια. Για παράδειγμα, περίπου το 400 π.Χ., ο Αρχίτας, Έλληνας φιλόσοφος και μαθηματικός, έδειξε ένα ξύλινο περιστέρι που είχε αναρτηθεί στα καλώδια. Σύμφωνα με τη NASA, το περιστέρι σπρώχθηκε γύρω από τη διαφυγή του ατμού.
Περίπου 300 χρόνια μετά το πείραμα των περιστεριών, ο Ήρωας της Αλεξάνδρειας λέγεται ότι έχει εφεύρει το αιολίπλι (ονομάζεται επίσης κινητήρας του Ήρωα), πρόσθεσε η NASA. Η συσκευή σε σχήμα σφαίρας καθόταν πάνω σε μια βρασμένη πισίνα νερού. Το αέριο από το νερό στον ατμό μπήκε μέσα στη σφαίρα και διαφύγει μέσω δύο σωλήνων σχήματος L στις αντίθετες πλευρές. Η ώθηση που δημιουργήθηκε από τον ατμό διαφυγής έκανε τη σφαίρα να περιστρέφεται.
Οι ιστορικοί πιστεύουν ότι οι Κινέζοι ανέπτυξαν τους πρώτους πραγματικούς πυραύλους τον πρώτο αιώνα μ.Χ. Χρησιμοποιήθηκαν για πολύχρωμες παραστάσεις κατά τη διάρκεια θρησκευτικών φεστιβάλ, παρόμοια με τα σύγχρονα πυροτεχνήματα.
Για τα επόμενα εκατοντάδες χρόνια, οι πύραυλοι χρησιμοποιήθηκαν κυρίως ως στρατιωτικά όπλα, συμπεριλαμβανομένης μιας εκδοχής που ονομάζεται πύραυλος Congreve, που αναπτύχθηκε από τον βρετανικό στρατό στις αρχές του 1800.
Πατέρες πυραύλων
Στη σύγχρονη εποχή, όσοι εργάζονται στο spaceflight σήμερα αναγνωρίζουν συχνά τρεις «πατέρες της πυραύλων» που βοήθησαν να ωθήσουν τους πρώτους ρουκέτες στο διάστημα. Μόνο ένα από τα τρία επέζησε αρκετά για να δει τους πύραυλους να χρησιμοποιούνται για εξερεύνηση του διαστήματος.
Ο Ρώσος Konstantin E. Tsiolkovsky (1857-1935) δημοσίευσε αυτό που είναι πλέον γνωστό ως «εξίσωση πυραύλων» το 1903, σε ένα ρωσικό περιοδικό αεροπορίας, σύμφωνα με τη NASA. Η εξίσωση αφορά σχέσεις μεταξύ ταχύτητας και μάζας πυραύλων, καθώς και πόσο γρήγορα Το αέριο φεύγει όταν εξέρχεται από την εξάτμιση του συστήματος προωθητικού και πόση προωθητική ύλη υπάρχει. Ο Τσιόλκοφσκι δημοσίευσε επίσης μια θεωρία πυραύλων πολλαπλών σταδίων το 1929.
Ο Robert Goddard (1882-1945) ήταν Αμερικανός φυσικός που έστειλε τον πρώτο πύραυλο με υγρά καύσιμα στο Auburn της Μασαχουσέτης, στις 16 Μαρτίου 1926. Είχε δύο διπλώματα ευρεσιτεχνίας των ΗΠΑ για τη χρήση πυραύλων υγρού καυσίμου και επίσης για δύο ή πυραύλων τριών σταδίων που χρησιμοποιούν στερεό καύσιμο, σύμφωνα με τη NASA.
Ο Hermann Oberth (1894-1989) γεννήθηκε στη Ρουμανία και μετακόμισε αργότερα στη Γερμανία. Σύμφωνα με τη NASA, άρχισε να ενδιαφέρεται για την πύραυλο σε μικρή ηλικία, και σε ηλικία 14 ετών φαντάστηκε έναν "πύραυλο ανάκρουσης" που θα μπορούσε να κινηθεί μέσα από το διάστημα χρησιμοποιώντας μόνο τη δική του εξάτμιση. Ως ενήλικας, οι μελέτες του περιελάμβαναν πυραύλους πολλαπλών σταδίων και πώς να χρησιμοποιούν έναν πύραυλο για να ξεφύγουν από τη βαρύτητα της Γης. Η κληρονομιά του είναι μολυσμένη από το γεγονός ότι βοήθησε στην ανάπτυξη του πυραύλου V-2 για τη ναζιστική Γερμανία κατά τη διάρκεια του Β 'Παγκοσμίου Πολέμου. ο πύραυλος χρησιμοποιήθηκε για καταστροφικούς βομβαρδισμούς στο Λονδίνο. Ο Oberth έζησε για δεκαετίες αφότου ξεκίνησε η εξερεύνηση του διαστήματος και οι πύραυλοι έβγαλαν ανθρώπους μέχρι το φεγγάρι και παρακολούθησαν ξανά και ξανά τα επαναχρησιμοποιήσιμα πλήθη διαστημικού λεωφορείου στο διάστημα.
Πύραυλοι στο διάστημα
Μετά τον Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο, αρκετοί Γερμανοί επιστήμονες πυραύλων μετανάστευσαν τόσο στη Σοβιετική Ένωση όσο και στις Ηνωμένες Πολιτείες, βοηθώντας αυτές τις χώρες στον Διαστημικό Αγώνα της δεκαετίας του 1960. Σε αυτόν τον διαγωνισμό, και οι δύο χώρες ανταγωνίστηκαν να επιδείξουν τεχνολογική και στρατιωτική υπεροχή, χρησιμοποιώντας το διάστημα ως τα σύνορα.
Οι πύραυλοι χρησιμοποιήθηκαν επίσης για τη λήψη μετρήσεων ακτινοβολίας στην ανώτερη ατμόσφαιρα μετά από πυρηνικές δοκιμές. Οι πυρηνικές εκρήξεις σταμάτησαν ως επί το πλείστον μετά τη Συνθήκη για την Απαγόρευση Πυρηνικών Δοκιμών Περιορισμένου 1963.
Ενώ οι πύραυλοι λειτούργησαν καλά στην ατμόσφαιρα της Γης, ήταν δύσκολο να καταλάβουμε πώς να τους στείλουμε στο διάστημα. Η μηχανική πυραύλων ήταν στα σπάργανα και οι υπολογιστές δεν ήταν αρκετά ισχυροί για να πραγματοποιήσουν προσομοιώσεις. Αυτό σήμαινε ότι πολλές δοκιμές πτήσης τελείωσαν με τους ρουκέτες να εκρήγνυνται δραματικά δευτερόλεπτα ή λεπτά μετά την έξοδο από το launchpad.
Με το χρόνο και την εμπειρία, ωστόσο, σημειώθηκε πρόοδος. Ένας πύραυλος χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά για να στείλει κάτι στο διάστημα στην αποστολή Sputnik, η οποία ξεκίνησε έναν σοβιετικό δορυφόρο στις 4 Οκτωβρίου 1957. Μετά από μερικές αποτυχημένες προσπάθειες, οι Ηνωμένες Πολιτείες χρησιμοποίησαν έναν πύραυλο Δία-C για να αυξήσουν τον εξερευνητή 1 δορυφόρος στο διάστημα την 1η Φεβρουαρίου 1958.
Χρειάστηκαν αρκετά ακόμη χρόνια πριν από κάθε χώρα αισθανθεί αρκετά σίγουρη για να χρησιμοποιήσει πυραύλους για να στείλει τους ανθρώπους στο διάστημα. και οι δύο χώρες ξεκίνησαν με ζώα (πιθήκους και σκύλους, για παράδειγμα). Ο Ρώσος κοσμοναύτης Γιούρι Γκαγκάριν ήταν ο πρώτος άνθρωπος στο διάστημα, αφήνοντας τη Γη στις 12 Απριλίου 1961, πάνω σε έναν πύραυλο Vostok-K για μια πτήση πολλαπλών διαστάσεων. Περίπου τρεις εβδομάδες αργότερα, ο Άλαν Σέπαρντ έκανε την πρώτη αμερικανική πτήση υποβρυχίων σε έναν πύραυλο Redstone. Λίγα χρόνια αργότερα στο πρόγραμμα Mercury της NASA, ο οργανισμός άλλαξε σε πυραύλους Atlas για να πετύχει τροχιά και το 1963, ο John Glenn έγινε ο πρώτος Αμερικανός σε τροχιά γύρω από τη Γη.
Όταν στόχευε για το φεγγάρι, η NASA χρησιμοποίησε τον πύραυλο Saturn V, ο οποίος, σε ύψος 363 πόδια, περιλάμβανε τρία στάδια - το τελευταίο που σχεδιάστηκε για να είναι αρκετά ισχυρό για να ξεφύγει από τη βαρύτητα της Γης. Ο πύραυλος ξεκίνησε με επιτυχία έξι αποστολές προσγείωσης φεγγαριών μεταξύ 1969 και 1972. Η Σοβιετική Ένωση ανέπτυξε έναν πύραυλο φεγγάρι που ονομάζεται Ν-1, αλλά το πρόγραμμά του διακόπηκε μόνιμα μετά από πολλές καθυστερήσεις και προβλήματα, συμπεριλαμβανομένης μιας θανατηφόρας έκρηξης.
Το πρόγραμμα διαστημικής μεταφοράς της NASA (1981 έως 2011) χρησιμοποίησε για πρώτη φορά συμπαγείς πυραύλους για να ωθήσει τους ανθρώπους στο διάστημα, κάτι που είναι αξιοσημείωτο, γιατί σε αντίθεση με τους υγρούς πυραύλους, δεν μπορούν να απενεργοποιηθούν. Το ίδιο το λεωφορείο είχε τρεις κινητήρες με υγρά καύσιμα, με δύο ενισχυτές πυραύλων στερεωμένους στις πλευρές. Το 1986, ένα δακτύλιο Ο ενισχυτή πυραύλων απέτυχε και προκάλεσε καταστροφική έκρηξη, σκοτώνοντας επτά αστροναύτες στο διαστημικό λεωφορείο Challenger. Οι ενισχυτές πυραύλων επανασχεδιάστηκαν μετά το συμβάν.
Από τότε, οι πύραυλοι χρησιμοποιήθηκαν για την αποστολή διαστημικών σκαφών στο ηλιακό μας σύστημα: μετά το φεγγάρι, την Αφροδίτη και τον Άρη στις αρχές της δεκαετίας του 1960, το οποίο αργότερα επεκτάθηκε στην εξερεύνηση δεκάδων φεγγαριών και πλανητών. Οι πύραυλοι έχουν μεταφέρει διαστημόπλοια σε όλο το ηλιακό σύστημα, έτσι ώστε οι αστρονόμοι να έχουν τώρα εικόνες κάθε πλανήτη (καθώς και τον νάνο πλανήτη Πλούτωνα), πολλά φεγγάρια, κομήτες, αστεροειδείς και μικρότερα αντικείμενα. Και, λόγω των ισχυρών και προηγμένων πυραύλων, το διαστημικό σκάφος Voyager 1 κατάφερε να εγκαταλείψει το ηλιακό μας σύστημα και να φτάσει στο διαστρικό διάστημα.
Πυραύλους του μέλλοντος
Αρκετές εταιρείες σε πολλές χώρες κατασκευάζουν τώρα άβυθους πυραύλους - τις Ηνωμένες Πολιτείες, την Ινδία, την Ευρώπη και τη Ρωσία, για να αναφέρουμε μερικές - και στέλνουν τακτικά στρατιωτικά και πολιτικά ωφέλιμα φορτία στο διάστημα.
Και επιστήμονες και μηχανικοί εργάζονται συνεχώς για την ανάπτυξη ακόμη πιο εξελιγμένων πυραύλων. Η Stratolaunch, η εταιρεία σχεδιασμού αεροδιαστημικής που υποστηρίζεται από τον Paul Allen και τον Burt Rutan, στοχεύει στην εκτόξευση δορυφόρων χρησιμοποιώντας πολιτικά αεροσκάφη. Οι SpaceX και Blue Origin έχουν επίσης αναπτύξει επαναχρησιμοποιήσιμους πυραύλους πρώτου σταδίου. Το SpaceX διαθέτει πλέον επαναχρησιμοποιούμενους πυραύλους Falcon 9 που κάνουν τακτικά φορτία στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό. [Σε Φωτογραφίες: Η επιτυχία του 1ου Falcon Heavy Rocket στο SpaceX!]
Οι ειδικοί προβλέπουν ότι οι πύραυλοι του μέλλοντος θα μπορούν να μεταφέρουν μεγαλύτερους δορυφόρους στο διάστημα και ενδέχεται να μπορούν να μεταφέρουν πολλαπλούς δορυφόρους ταυτόχρονα, ανέφεραν οι Los Angeles Times. Αυτοί οι πύραυλοι θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν νέα σύνθετα υλικά, πρόοδο στα ηλεκτρονικά ή ακόμα και τεχνητή νοημοσύνη για να εκτελέσουν τη δουλειά τους. Οι μελλοντικοί πύραυλοι ενδέχεται επίσης να χρησιμοποιούν διαφορετικά καύσιμα - όπως το μεθάνιο - που είναι πιο υγιή για το περιβάλλον από την πιο παραδοσιακή κηροζίνη που χρησιμοποιείται στους πυραύλους σήμερα.
