Inventarea rachetei

Rachetele nu sunt o descoperire a secolului al XX-lea. Documente provenite din China antică arată cum tuburi de bambus erau umplute cu azotat de potasiu, sulf şi cărbune - prima formă de praf de puşcă - şi lansate în aer. Chinezii au continuat prin a realiza rachete cu mai multe trepte, care includeau petarde colorate, foarte asemănătoare cu ultima creaţie a celebrei familii de artificieri Grucci. Din nefericire, această tehnologie a avut ca urmare apariţia tunurilor şi a puştilor. Şi zborul spaţial a fost avut în vedere ca un vis convergent cu cel pe cerul planetei noastre. Pe la sfârşitul secolului al XIX-lea, în povestirea science-fiction De la Pământ la Lună, Jules Verne închipuia un tun uriaş cu ajutorul căruia erau expediaţi bravii săi călători, într-o ghiulea de artilerie! Fantezie pură!

Cu toate acestea, mulţi oameni au luat în serios perspectiva zborului spaţial şi încă de la început şi-au dat seama că proiectilele care foloseau drept combustibil „praful de puşcă” nu vor fi adecvate acestui scop. Zborul spaţial necesită posibilitatea de menţinere a acceleraţiei pe perioade îndelungate de timp. Pentru ghidarea rachetei, e nevoie să opreşti sau să porneşti motorul la anumite intervale.

În plus, combustibilii solizi sunt caracterizaţi de un raport inadecvat între puterea degajată şi greutate (cu alte cuvinte, au un randament scăzut), fapt care capătă o importanţă critică în învingerea barierei gravitaţionale terestre şi atingerea „vitezei de evadare”. Chiar şi primele motoare reuşite cu combustibil lichid produceau o putere de tracţiune de peste o jumătate de milion de cai-putere, deşi cântăreau mai puţin de o jumătate de tonă! Au fost numeroşi cei care au făcut experimente cu rachete.

Realizări importante - şi intens mediatizate - a avut matematicianul rus Konstantin Ţiolkovski. Născut în 1857, autodidact, a fost fascinat de perspectiva zborurilor interplanetare. În ultimul deceniu al secolului al XIX-lea el a elaborat formulele matematice care guvernează mişcarea rachetelor. În 1903 şi-a publicat lucrarea care cuprindea nu numai teoriile matematice, dar şi propuneri foarte îndrăzneţe cu privire la sateliţi spaţiali, costume spaţiale, ba chiar şi duşuri pe care astronauţii să le poată folosi în starea de imponderabilitate din spaţiul cosmic.

Totodată, Ţiolkovski a susţinut cu argumente concrete folosirea combustibililor lichizi. El a sugerat oxigenul şi hidrogenul lichid, care aveau să fie folosite, ani mai târziu, în experimentele cu rachete. Aşa cum se întâmplă adesea, cea mai mare parte a operei lui Ţiolkovski a fost ignorată la început. Ulterior, el a fost elogiat de către sovietici ca adevăratul inventator al rachetei şi i s-au organizat funeralii oficiale la moartea sa, în 1935. „Fiecare rachetă cu combustibil lichid care zboară este o rachetă Goddard”, scria savantul Jerome Hunsaker. Robert Hutchings Goddard avea să ocupe un loc central în dezvoltarea rachetelor în anii ’20 ai secolului al XX-lea, iar astăzi este considerat de aproape toate lumea părintele epocii spaţiale.

Născut în Worcester, Massachusetts, în 1882, Goddard a fost un copil bolnăvicios. Obligat adesea să zacă în pat, citea romane precum Războiul lumilor de H.G. Wells, fiind încântat de ideile legate de rachete şi de spaţiul cosmic. Pe când studia fizica la Universitatea Clark, a început cercetările preliminare referitoare la propulsia rachetelor. La început, a cercetat posibilităţile de folosire a combustibilului solid, dar a ajuns la concluzia că numai o rachetă cu combustibil lichid ar îndeplini exigenţele zborului spaţial. Independent de Ţiolkovski, a luat în calcul aceiaşi combustibili - oxigenul şi hidrogenul lichid.

După ce şi-a luat doctoratul în 1911, ca membru al corpului profesoral, Goddard obişnuia să includă în cadrul expunerilor sale propuneri progresiste legate de explorarea lunii şi a planetelor apropiate cu ajutorul rachetelor. Primul război mondial a întrerupt aceste cercetări, dar Goddard a proiectat o rachetă cu combustibil solid - o predecesoare a armei antitanc cunoscută sub numele de bazooka - pentru Army Signal Corps, corpul de comunicaţii al armatei Statelor Unite.

După război continuând experimentele cu combustibili lichizi, Goddard a devenit obiect de batjocură. Un ziar l-a numit „Omul rachetei lunare”, iar „New York Times” susţinea despre el că nu posedă nici măcar „cunoştinţele generale care se deprind în liceu”. Deşi au fost de acord să-i finanţeze cercetările, cei de la Smithsonian au început să dea semne de nelinişte din cauza aparentei lipse de progres al lui Goddard.

Fără să se lase afectat de toate acestea, Goddard şi-a continuat activitatea, în 1929, Charles Lingbergh - pe atunci, cel mai mare erou al Americii - s-a arătat interesat de munca lui Goddard. Lingbergh l-a convins pe magnatul finanţelor Daniel Guggenheim să gireze un garant de 50.000 de dolari. După aceea, Goddard a putut să-şi mute locul de desfăşurare a testelor la Roswell, New Mexico, într-o zonă numită Eden Valley.

La Roswell, Goddard a înregistrat progrese semnificative. În primul rând, a pus la punct un dispozitiv giroscopic de stabilizare, cu ajutorul căruia, în scurt timp, rachetele sale au reuşit să fie lansate şi să se deplaseze în aer pe nişte traiectorii drepte, previzibile. Spre sfârşitul anilor ’30 ai secolului al XX-lea - ajutat de mica sa echipă de colaboratori (din care făcea parte şi soţia lui, ca fotograf oficial), cu componente comandate prin poştă şi recondiţionate din piese vechi - Goddard reuşea, în mod regulat, lansări perfecte, la peste 2.100 m.

Odată cu apropierea războiului în Europa, Goddard a încercat să stârnească interesul autorităţilor militare americane pentru invenţiile sale. Din păcate, acestea nu s-au arătat interesate. Totuşi, Goddard era preocupat în mod justificat de progresele înregistrate de Germania nazistă. În Statele Unite şi Marea Britanie se înfiinţaseră societăţi de cercetare în domeniul rachetelor încă din anii ’20 ai secolului trecut. Acestea produseseră câteva experimente interesante, deşi nimic nu se ridica la nivelul realizărilor lui Goddard. În schimb, cu totul altfel stăteau lucrurile în privinţa Germaniei.

Când naziştii au ajuns la putere în 1933, nu le-a trebuit mult timp ca să-şi dea seama ce potenţial militar au rachetele. Cercetarea în domeniu a fost pusă imediat sub controlul oficialităţilor militare. Wernher von Braun, un tânăr student abia trecut de vârsta adolescenţei, demonstrase capacităţi deosebite pentru proiectare şi organizare, aşa că a fost numit la conducerea experimentelor legate de rachete. Von Braun şi echipa sa au dezvoltat linia de motoare de rachetă din „seria A”, care au crescut treptat în dimensiuni şi complexitate. Mare parte din activitatea sa era apropiată de cea a lui Goddard.

În septembrie 1944, „bombele terorii” V2 erau pregătite pentru a fi lansate deasupra insulelor britanice. Începând din iunie 1944, nemţii atacaseră Marea Britanie cu bombele VI, care scoteau un zgomot similar cu al unui avion. Oricât de înfricoşătoare, bombele VI erau îndeajuns de lente ca să fie interceptate de artileria şi de avioanele de vânătoare britanice. Ceea ce nu s-a mai întâmplat cu V2. Măsurând 14 m în lungime şi cântărind 14 tone, proiectilele cu V2 zburau la o altitudine de 80 km şi se deplasau cu viteza de 4.800 km pe oră. Din fericire, prăbuşirea militară a Germaniei a împiedicat folosirea pe mai departe a rachetelor V2 sau a altor „arme ale terorii”.

La scurtă vreme după terminarea celui de-al doilea război mondial, războiul rece i-a luat locul. O componentă a acestui război a fost ceea ce s-a numit „cursa pentru spaţiu”. Von Braun s-a refugiat în America. În calitate de consilier şi, ulterior, conducător al programului spaţial american, von Braun a început să utilizeze în experimente rachetele V2 recuperate. Lucrând la poligonul de încercări de la White Sands, New Mexico, în 1949, von Braun a pus la punct o rachetă cu două trepte. Folosind ca primă treaptă, de accelerare, o rachetă V2 pentru a trimite o mică rachetă tip WAC Corporal în atmosferă, la o înălţime de 400 km, von Braun a prezis că aselenizarea va fi posibilă în anii 1960. A apucat să-şi vadă împlinită previziunea de mai multe ori înainte de a înceta din viaţă, în 1977.

În timpul celui de-al doilea război mondial, Goddard a lucrat la Annapolis şi a contribuit la proiectarea unei unităţi auxiliare de decolare cu combustibil solid pentru avioanele Marinei militare. Înainte de a muri, în 1945, Goddard a avut prilejul să examineze o rachetă V2 capturată, care l-a uluit prin dimensiuni şi similitudinile cu propriile sale proiecte. Goddard a deţinut şi realizat peste 200 de patente şi rachete cu combustibil lichid.

În 1960, guvernul Statelor Unite a alocat un fond special de un milion de dolari societăţii care se îngrijeşte de moştenirea lui Goddard pentru continuarea folosirii ideilor sale în cercetările legate de rachete. Cea mai elocventă mărturie cu privire la contribuţia sa îi aparţină lui von Braun, care, după ce a examinat patentele lui Goddard, în anii 1950, a remarcat: „Goddard a fost înaintea noastră, a tuturor”.

Alături de Ţilkovski şi R.H. Goddard, printre pionierii zborului cosmic figurează şi Hermann Oberth, fizician, matematician şi inventator german originar din România, născut în 1894 la Sibiu. La vârsta de 14 ani el a elaborat schiţa unei rachete preconizând folosirea combustibililor lichizi pentru acest tip de vehicul interplanetar. Un an mai târziu a conceput o centrifugă cu braţul mobil de 35 m lungime, care ar fi făcut posibil studiul efectelor presiunilor de la lansare asupra viitorilor călători spaţiali - centrifugă similară cu cele folosite în ziua de astăzi la antrenamentele cosmonauţilor.

La 17 ani a intuit formulele matematice corecte ale forţei de propulsie şi ale vitezei optime, stabilind totodată ecuaţiile mişcării în vid. La 23 de ani a conceput primul motor-rachetă, iar la 26 a avansat ideea rachetei cu mai multe trepte. În anul 1923 a publicat la editura muncheneză Oldenbourg o lucrare de referinţă intitulată Racheta în spaţiul interplanetar pe care a prezentat-o sub formă de dizertaţie pentru atestarea ca profesor la Universitatea din Cluj. Această lucrare cuprinde conceptele de bază ale astronauticii modeme, precum şi fundamentarea majorităţii aplicaţiilor vehiculelor spaţiale propulsate cu motoare-rachetă. Pe parcursul ei sunt descrise fazele zborului, efectele exercitate asupra organismului şi cele patru etape ale cuceririi spaţiului numite de specialişti „cele patru teze ale lui Oberth”.

În 1928, savantul a conceput o rachetă balistică cu înălţimea de 25 m şi diametrul de 5 m, prima rachetă balistică din lume. Ulterior, Hermann Oberth a avansat ideea că acest tip de rachetă va putea fi folosit şi în zborurile interplanetare. Sistemul giroscopic de stabilizare a zborului pe traiectorie şi sistemul de răcire regenerativă a motorului au fost concepute şi perfecţionate tot de Oberth. La testări, prima lui rachetă a consumat în 90 de secunde, 1 litru de benzină şi 6,6 kg de oxigen lichid, dezvoltând stabil o forţă de tracţiune de 70 N, la o viteză de evacuare a jetului de 756 m/s.

Apoi, în 1931, a urmat lansarea propriu-zisă, în urma căreia, în ziua de 6 martie a aceluiaşi an, a obţinut brevetul românesc nr. 19.516 pentru „Procedeu şi dispozitiv de combustie rapidă” care presupunea injectarea combustibilului în oxigenul lichid. În timpul celui de-al doilea război mondial Oberth s-a implicat în conceperea şi fabricarea rachetelor germane V1 şi V2. În 1947, a elaborat proiectul unei rachete cu 3 trepte pentru explorarea cosmosului. În 1955, a fost chemat în Statele Unite de un inginer american de origine germană, Vernher von Braun, care i-a propus să lucreze împreună cu el la proiectarea proiectilelor balistice ale armatei americane. În anul 1991, post-mortem, Academia Română l-a inclus printre membrii săi.

Check Also

Inventarea telegrafului

Ceea ce este interesant de remarcat este că Samuel F.B. Morse, inventatorul telegrafului, şi-a început …

Inventarea telefonului

Inventarea telefonului Inventarea telefonului, Invenţii, Telefon În mod ironic, inventarea telefonului a fost marcată de o lipsă …

Inventarea tancului

Ca armă militară, tancul a schimbat pentru totdeauna aspectul bătăliilor terestre. Acesta a apărut ca …

Inventarea şurubului

Se spune că în timpul unei vizite în Egipt, filozoful grec Arhimede ar fi realizat un …

Inventarea submarinului

Nu este nevoie să ne gândim prea mult pentru a putea aprecia efectul submarinului asupra …