Секреты мира
Все открытия впереди!
Кто придумал ракету для полета в космос
Кто изобрел первую космическую ракету?
18 апреля 2016, 09:34
Что такое космическая ракета? Чем она отличается от обычной? Космическая ракета – это ракета составная, многоступенчатая, работающая на жидком топливе. Никто в готовом виде такую ракету сразу не придумал!
Первые простые ракеты появились ещё в 13 веке в Китае.
Эскизы и чертёжи первых многоступенчатых ракет появились в трудах военного техника Конрада Хааса (1556 г.) и учёного Казимира Семеновича (1650 г.). Именно он, по мнению многих специалистов, является первым изобретателем многоступенчатой ракеты. Но это были военно-инженерные проекты. Ни Хаас, ни Семенович не предполагали их использование в космических целях.
Первым идею использования многоступенчатой ракеты для полёта в космос предложил
в 17 веке… Сирано де Бержерак в своей фантастической повести «Путешествие на Луну» (1648 г.).
Но дело в том, что обычная многоступенчатая ракета на твёрдом топливе (в основном предлагался порох) не годилась для космических полётов. Нужен был принципиально иной вид топлива.
И вот, наконец, в начале 20 века, в 1903 году, наш соотечественник К. Э. Циолковский придумал, как научить ракету летать в космосе. Он придумал ЖИДКОЕ двухкомпонентное топливо! – Впервые предложил конструкцию космической ракеты с жидкостным реактивным двигателем! – В этом его великая заслуга. И именно поэтому Циолковский считается одним из основоположников космонавтики (хотя ему и не удалось предложить работоспособную конструкцию ракеты). «Одним из» – потому что всего их трое. Кроме нашего Циолковского это ещё американец Роберт Годдард и немец Герман Оберт.
Годдард в 1914 г. первым, наконец, предложил прототип настоящей космической ракеты – многоступенчатую ракету на жидком топливе. То есть Годдард свёл воедино две основополагающих идеи – идею многоступенчатости и идею жидкого топлива. Многоступенчатость + Жидкое топливо = Космическая ракета. То есть проект настоящей космической ракеты впервые появился именно в трудах Годдарда. Причём в конструкции ракеты Годдарда предусмотрено последовательное отделение ступеней. Именно Годдард в 1914 г. впервые получил патент на изобретение многоступенчатых ракет. Более того, Годдард занимался не только теоретическими выкладками. Он был ещё и практик! В 1926 году именно сам Годдард и построил первую в мире ракету с жидкостным реактивным двигателем (на жидком топливе). Построил и запустил! (Пусть тогда ещё и не на очень большую высоту, но это же был только первый пробный запуск!)Так что если к кому в большей степени и относится фраза «придумал космическую ракету» – так это именно к Годдарду.
Стать свидетелем запусков многоступенчатых космических ракет суждено было только одному из трёх «отцов» – Герману Оберту. В 1923 году выходит его книжка, в которой он предложил двухступенчатую ракету для полёта в космос. Выход этой работы имел огромный резонанс в обществе! Даже советская газета «Правда» неоднократно писала об идее «немецкого профессора Оберта, который придумал способ полёта в космос». Оберт тоже был практиком. Он тоже построил свою ракету.
Кроме традиционно называемых трёх «отцов», пожалуй, можно назвать ещё и четвёртого основоположника космонавтики – Юрия Кондратюка, который в своём труде «Тем, кто будет читать, чтобы строить» дал принципиальную схему и описание 4-ступенчатой ракеты, работающей на кислородно-водородном топливе. Работа над рукописью была начата в 1916 г. и закончена в 1919 г. Кондратюк знаменит, прежде всего, тем, что именно он рассчитал оптимальную траекторию полёта к Луне. Эти расчёты были использованы NASA в лунной программе «Аполлон». Предложенная им в 1916 году траектория была впоследствии названа «трассой Кондратюка».
Кто изобрёл ракету?
Небо всегда манило человека. С древних времён он изобретал всякого рода приспособления, чтобы оторваться от земли и хотя бы немного приблизиться к нему.
Согласно сохранившимся источникам ещё в Греции во времена до нашей эры философ Тарентский Архит с помощью пара поднимал в воздух и перемещал птицу, сделанную из дерева.
И всё же начало развития ракетостроения принято считать с того момента, когда в Древнем Китае изобрели порох.
Небо зовёт
Порох в Поднебесной шёл, в первую очередь, на изготовления фейерверков, которые демонстрировались только на императорских балах. Но именно вытянутая форма капсулы петарды и подтолкнула лучшие умы того времени к изобретению первых, пусть и примитивных, но всё же летательных аппаратов.
Большинство первых «полётов» заканчивались, как правило, трагично. Например, один из изобретателей Поднебесной пытался подняться в небо, прикрепив небольшие ракеты к воздушному бумажному змею. Буквально через несколько минут полёта он вместе со своим реактивным змеем взорвался.
А вот Лагари Челеби из Турции первый полёт удалось пережить, он не только взлетел, но и благополучно спланировал на землю с помощью двух огромных крыльев. Это произошло уже в XV веке.
«И залпы тысячей орудий слились в протяжный вой…»
Как и большинство великих изобретений человечества, ракетостроение своим стремительным развитием обязано военным. Одно из первых применений ракет в качестве оружия произошло в конце XVIII века, во время колонизаторских сражений британцев.
Сначала их пытались использовать индийские солдаты. Неразорвавшиеся образцы англичане успешно усовершенствовали и тоже стали применять в военных целях. Сейчас это первое ракетное оружие можно увидеть в британском музее.
А свой ум лучше
Само название летательного аппарата – «ракета» произошло от итальянского слова «rocchetta», которое означает маленькое веретено. Идея развивать его движущую силу за счет отделения одной или нескольких его частей выдвигалась учеными Бельгии ещё в XVI веке, но дальше идеи дело у бельгийцев не пошло.
Цельную теорию многоступенчатой ракеты разработал российский учёный К.Э. Циолковский в 1903 г. Он доказал, что ракета, движение которой развивается в результате сброса одной, а то и нескольких ступеней, может работать и в безвоздушном пространстве, то есть в космосе.
Покорение высоты
Настоящим прорывом в развитии ракетостроения стала разработка ракетного двигателя на жидком топливе, автором которой в 1926 году стал Роберт Годдард из США.
И хотя его ракета пролетела всего 46 метров, а высота её полёта составила 12 метров, этот пуск тоже стал одним из знаковых событий в стремлении человечества к космосу.
В 1936 году уже наша отечественная ракета поднялась на высоту пять километров. Это стало возможным опять-таки благодаря стремительному развитию военной науки и промышленности, а если конкретно, — экспериментальным разработкам зенитного орудия, прообраза знаменитой «Катюши».
Ну а конструктора ракеты, которая в 1957 году впервые отправила в космос спутник Земли, представлять не нужно. Недаром советского учёного С. П. Королева называют отцом космонавтики.
И гений – парадоксов друг
Современные межконтинентальные, ракеты, транспортирующие на околоземную орбиту космические летательные аппараты, — все они обязаны своим существованием смелости мысли первых отчаянных изобретателей и экспериментаторов, человеческому гению инженеров и учёных. Их имена:
- Лагари Челеби;
- Роберт Годдард;
- Герман Оберт;
- Константин Циолковский;
- Сергей Королев навеки вписаны в историю освоения космоса.
Из чего состоят ракеты и как они появились
В одном из прошлых материалов мы разбирали важнейший компонент полета в глубокий космос – гравитационный маневр. Но в силу своей сложности такой проект, как космический полет, всегда можно разложить на большой ряд технологий и изобретений, которые делают его возможным. Таблица Менделеева, линейная алгебра, расчеты Циолковского, сопромат и еще целые области науки внесли свою лепту в первый, да и все последующие полеты человека в космос. В сегодняшней статье мы расскажем, как и кому пришла в голову идея космической ракеты, из чего она состоит и как из чертежей и расчетов ракеты превратились в средство доставки людей и грузов в космос.
Краткая история ракет
Общий принцип реактивного полета, который лег в основу всех ракет, прост — от тела отделяется какая-то часть, приводящая все остальное в движение.
Кто первым реализовал этот принцип – неизвестно, но различные догадки и домыслы доводят генеалогию ракетостроения аж до Архимеда. Доподлинно о первых подобных изобретениях известно, что ими активно пользовались китайцы, которые заряжали их порохом и за счет взрыва запускали в небо. Таким образом они создали первые твердотопливные ракеты. Большой интерес к ракетам появился у европейских правительств в начале
Второй ракетный бум
Ракеты ждали своего часа и дождались: в 1920-х годах начался второй ракетный бум, и связан он в первую очередь с двумя именами.
Константин Эдуардович Циолковский — ученый-самоучка из Рязанской губернии, невзирая на трудности и препятствия, сам дошел до многих открытий, без которых невозможно было бы даже говорить о космосе. Идея использования жидкого топлива, формула Циолковского, которая рассчитывает необходимую для полета скорость, исходя из соотношения конечной и начальной масс, многоступенчатая ракета — все это его заслуга. Во многом под влиянием его трудов создавалось и оформлялось отечественное ракетостроение. В Советском Союзе начали стихийно возникать общества и кружки по изучению реактивного движения, в числе которых ГИРД — группа изучения реактивного движения, а в 1933 году под патронажем властей появился Реактивный институт.
Константин Эдуардович Циолковский.Источник: Wikimedia.org
Второй герой ракетной гонки — немецкий физик Вернер фон Браун. Браун имел отличное образование и живой ум, а после знакомства с другим светилом мирового ракетостроения, Генрихом Обертом, он решил приложить все свои силы к созданию и усовершенствованию ракет. В годы Второй Мировой фон Браун фактически стал отцом «оружия возмездия» Рейха — ракеты «Фау-2», которую немцы начали применять на поле боя в 1944 году. «Крылатый ужас», как называли её в прессе, принес разрушение многим английским городам, но, к счастью, на тот момент крах нацизма был уже делом времени. Вернер фон Браун вместе со своим братом решил сдаться в плен к американцам, и, как показала история, это был счастливый билет не только и не столько для ученых, сколько для самих американцев. С 1955 года Браун работает на американское правительство, и его изобретения ложатся в основу космической программы США.
Но вернемся в 1930-е. Советское правительство по достоинству оценило рвение энтузиастов на пути к космосу и решило употребить его в своих интересах. В годы войны себя отлично показала «Катюша» — система залпового огня, которая стреляла реактивными ракетами. Это было во многом инновационное оружие: «Катюша» на базе легкого грузовика «Студебеккер» приезжала, разворачивалась, обстреливала сектор и уезжала, не давая немцам опомниться.
Окончание войны подкинуло нашему руководству новую задачу: американцы продемонстрировали миру всю мощь ядерной бомбы, и стало совершенно очевидно, что на статус сверхдержавы может претендовать только тот, у кого есть нечто похожее. Но здесь была проблема. Дело в том, что, помимо самой бомбы, нам нужны были средства доставки, которые бы смогли обойти ПВО США. Самолеты для этого не годились. И СССР решил сделать ставку на ракеты.
Константин Эдуардович Циолковский умер в 1935 году, но ему на смену пришло целое поколение молодых ученых, которое и отправило человека в космос. Среди этих ученых был Сергей Павлович Королев, которому суждено было стать «козырем» Советов в космической гонке.
СССР принялся за создание своей межконтинентальной ракеты со всем усердием: были организованы институты, собраны лучшие ученые, в подмосковных Подлипках создается НИИ по ракетному вооружению, и работа кипит вовсю.
Только колоссальное напряжение сил, средств и умов позволило Советскому Союзу в кратчайшие сроки построить свою ракету, которую назвали Р-7. Именно её модификации вывели в космос «Спутник» и Юрия Гагарина, именно Сергей Королев и его соратники дали старт космической эре человечества. Но из чего состоит космическая ракета?
Конструкция ракеты
Схема двухступенчатой ракеты.Источник: Wikimedia.org
Любая конструкция, которую мы запускаем в космос, состоит условно из двух частей: космического корабля и ракеты-носителя. Из-за земного притяжения, сопротивления воздуха и плотности атмосферы основная масса конструкции заключается как раз в ракете-носителе, которая должна вытягивать полезную нагрузку на орбиту.
С самого начала освоения космоса люди поняли, что нужно делать многоступенчатые ракеты. Таким образом, как только у одной ступени заканчивалось топливо, она отделялась от всей конструкции и облегчала дальнейший полет. Схем расположения ступеней много: есть продольные, поперечные, смешанные. Есть также разгонные ступени, которые включаются на последнем этапе, уже в космосе, и выводят на орбиту космический аппарат.
Каждая ступень представляет из себя двигатель с топливным баком и необходимые для крепления, защиты и безопасности устройства.
В топливных баках содержатся два компонента — жидкость и окислитель, если мы говорим о жидкостных двигателях. С помощью насоса топливо и окислитель поступают в камеру сгорания, там смешиваются, поджигаются и через сопло выбрасывают реактивную струю. Смесь топлива и окислителя в таком случае становится рабочим телом системы — расходуя его, система движется в противоположном направлении от реактивной струи. Все по законам Ньютона.
На ракетных двигателях РД-107, РД-108 и РД-109 в качестве топлива использовался керосин, а в качестве окислителя — жидкий кислород. К примеру, на современном «Протоне» для тех же нужд используют гептил и N2O4.
Технология многоступенчатых ракет на жидком топливе оказалась настолько надежной и универсальной, что с их помощью летают в космос до сих пор. Более того, этот способ оказался универсальным — ничего другого мы пока не придумали. Первый искусственный спутник Земли летал на двухступенчатой ракете на керосине, Falcon9 Илона Маска, хоть они и научились возвращать ступени, идут все по тому же, известному пути — две ступени и керосин.
Очевидно, что в ближайшие годы нам не стоит ожидать отказа от ракет, как основного способа космических путешествий. Квантовые телепорты, антигравитация и прочее — пока только хорошие названия для глав фантастической книги, страницы которой придется писать нашим потомкам. А пока заправляем ракеты и летим в небо.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Кто изобрел ракету?
Точного ответа на этот вопрос человечество, скорее всего, не узнает никогда. Известен факт, что ещё до нашей эры греческий философ Архит Тарентский передвигал деревянную фигурку голубя под реактивным действием пара. Конечно, это изобретение было чисто практическим. Никто, даже сам изобретатель, понятия не имел, что заставляет её двигаться.
Первые попытки использования ракет для полётов
Следующее упоминание о подобии ракеты нашлось в летописях Древнего Китая, которые использовали примитивные ракеты для фейерверков. Один смельчак пытался соорудить летательный аппарат, закрепив на воздушных змеях несколько небольших ракет. Первый полёт закончился трагедией: изобретение взорвалось вместе с изобретателем.
Значительно позже уже в XV веке полёт удался турку Лагари Хасану Челеби. Он сумел не только благополучно взлететь на своём аппарате, но и вернутся на землю, спланировав на двух крыльях. Первое время ракеты в основном использовали для фейерверков. Их применение в качестве оружия было отмечено в конце XVIII века индийскими солдатами в сражении с британцами. Неразорвавшиеся ракеты были захвачены англичанами и после небезуспешного усовершенствования, они применялись в сражениях. Образцы тех ракет до сих пор хранятся в одном из британских музеев.
Идеи о ракетах с отделяемыми частями – многоступенчатых – высказывались ещё в Бельгии в XVI веке, но не получили должного развития. Эту теорию с целью создания ракеты, которая могла бы преодолеть земное притяжение и выйти в космос, развивал русский учёный Константин Эдуардович Циолковский в начале XX века.
Именно основываясь на его исследованиях, Королёв в годы войны сумел создать совершенно новый тип вооружения – «Катюши», которые внесли огромный вклад в победу над фашистами. Он же, развивая практическое использование идей Циолковского, сумел методом проб и ошибок спроектировать первые ракеты, сумевшие вывести на орбиту спутники и впоследствии человека. Немцы пытались создать реактивные ракеты, но они, в отличие русских, не догадались использовать в качестве топлива вместо спирта более дешёвый и производительный керосин.
Современные учёные считают, что самое большое столкновение на Земле произошло 4,5 млрд. лет назад. Тогда планета, величиной с Марс, столкнулась с Землей, её обломки попали на нашу орбиту и Туманность Андромеды М 31- самая большая галактика Местной группы. А ещё, она самый отдалённый объект, который мы можем увидеть невооружённым глазом. Она удалена от Земли на расстояние в 2,5 млн. световых лет.
Источник