Die heutigen Raketen sind bemerkenswerte Sammlungen menschlichen Einfallsreichtums, die ihre eigenen haben Wurzeln in der Wissenschaft und Technologie der Vergangenheit. Sie sind natürliche Ergebnisse von buchstäblich Tausenden von Jahren des Experimentierens und Forschens Raketen und Raketenantrieb.
Eines der ersten Geräte, das die Prinzipien des Raketenfluges erfolgreich einsetzte, war ein Holzvogel. Ein Grieche namens Archytas lebte in der Stadt Tarentum, die heute zu Süditalien gehört, irgendwann um 400 v. Archytas mystifizierte und amüsierte die Bürger von Tarentum, indem er eine Taube aus Holz flog. Ausströmender Dampf trieb den Vogel an, als er an Drähten aufgehängt war. Die Taube verwendete das Aktions-Reaktions-Prinzip, das nicht als wissenschaftliches Recht bis zum 17. Jahrhundert.
Der Held von Alexandria, ein anderer Grieche, erfand etwa dreihundert Jahre nach Archytas 'Taube ein ähnliches raketenähnliches Gerät namens Aeolipile. Auch hier wurde Dampf als Antriebsgas verwendet. Der Held montierte eine Kugel auf einem Wasserkocher. Ein Feuer unter dem Kessel verwandelte das Wasser in Dampf, und das Gas strömte durch Rohre zur Kugel. Zwei L-förmige Röhren auf gegenüberliegenden Seiten der Kugel ließen das Gas entweichen und gaben der Kugel einen Schub, der sie rotieren ließ.
Berichten zufolge hatten die Chinesen im ersten Jahrhundert eine einfache Form von Schießpulver aus Salpeter, Schwefel und Holzkohlenstaub Sie füllten Bambusrohre mit der Mischung und warfen sie in Feuer, um während der Ordenszeit Explosionen zu verursachen Feste.
Einige dieser Röhren explodierten höchstwahrscheinlich nicht und rutschten stattdessen aus den Flammen, angetrieben von den Gasen und Funken, die vom brennenden Schießpulver erzeugt wurden. Die Chinesen experimentierten dann mit den mit Schießpulver gefüllten Röhren. Sie befestigten Bambusrohre an Pfeilen und schleuderten sie irgendwann mit Bögen ab. Bald entdeckten sie, dass diese Schießpulverrohre sich nur durch die Energie, die aus dem austretenden Gas erzeugt wird, selbst starten konnten. Die erste echte Rakete wurde geboren.
Der erste Einsatz von echten Raketen als Waffen soll 1232 erfolgen. Die Chinesen und die Mongolen führten Krieg miteinander, und die Chinesen stießen die Mongolische Invasoren mit einer Flut von "Pfeilen fliegenden Feuers" während der Schlacht von Kai-Keng.
Diese Feuerpfeile waren eine einfache Form einer Feststoffrakete. Eine an einem Ende verschlossene Röhre enthielt Schießpulver. Das andere Ende wurde offen gelassen und das Rohr an einem langen Stock befestigt. Wenn das Pulver entzündet wurde, erzeugte das schnelle Verbrennen des Pulvers Feuer, Rauch und Gas, die aus dem offenen Ende austraten und einen Schub erzeugten. Der Steuerknüppel fungierte als einfaches Leitsystem, das die Rakete beim Fliegen durch die Luft in eine allgemeine Richtung hielt.
Es ist nicht klar, wie effektiv diese Pfeile des fliegenden Feuers als Zerstörungswaffen waren, aber ihre psychologischen Auswirkungen auf die Mongolen müssen gewaltig gewesen sein.
In England arbeitete ein Mönch namens Roger Bacon an verbesserten Formen von Schießpulver, die die Reichweite der Raketen erheblich erhöhten.
In Frankreich stellte Jean Froissart fest, dass durch den Start von Raketen durch Röhren genauere Flüge erzielt werden können. Froissarts Idee war der Vorläufer der modernen Panzerfaust.
Raketen gerieten im 16. Jahrhundert als Kriegswaffen in Ungnade, obwohl sie noch immer eingesetzt wurden Feuerwerk Anzeigen. Johann Schmidlap, ein deutscher Feuerwerkshersteller, erfand die "Stufenrakete", ein mehrstufiges Fahrzeug zum Heben von Feuerwerkskörpern in höhere Lagen. Ein großer Höhenflug der ersten Stufe trug einen kleineren Höhenflug der zweiten Stufe. Als die große Rakete ausbrannte, fuhr die kleinere in eine höhere Höhe fort, bevor sie den Himmel mit glühender Asche überschüttete. Schmidlaps Idee ist grundlegend für alle Raketen, die heute in den Weltraum fliegen.
Ein weniger bekannter chinesischer Beamter namens Wan-Hu führte Raketen als Transportmittel ein. Mit Hilfe vieler Assistenten baute er einen raketengetriebenen Flugstuhl zusammen und befestigte zwei große Drachen am Stuhl und 47 Feuerpfeilraketen an den Drachen.
Wan-Hu saß am Tag des Fluges auf dem Stuhl und gab den Befehl, die Raketen anzuzünden. Siebenundvierzig Raketenassistenten, jeder mit seiner eigenen Fackel bewaffnet, eilten vorwärts, um die Zünder anzuzünden. Es gab ein gewaltiges Brüllen, begleitet von Rauchwolken. Als sich der Rauch verzog, waren Wan-Hu und sein fliegender Stuhl verschwunden. Niemand weiß genau, was mit Wan-Hu passiert ist, aber es ist wahrscheinlich, dass er und sein Stuhl in Stücke gerissen wurden, weil Feuerpfeile ebenso explodieren konnten wie fliegen.
Die wissenschaftliche Grundlage für die moderne Raumfahrt legte der große englische Wissenschaftler Herr Isaac Newton in der zweiten Hälfte des 17. Jahrhunderts. Newton organisierte sein Verständnis der physischen Bewegung in drei wissenschaftliche Gesetze, die erklärten, wie Raketen funktionierten und warum sie dies im Vakuum des Weltraums tun können. Newtons Gesetze begannen bald, praktische Auswirkungen auf das Design von Raketen zu haben.
Experimentatoren und Wissenschaftler in Deutschland und Russland begannen im 18. Jahrhundert mit Raketen mit einer Masse von mehr als 45 Kilogramm zu arbeiten. Einige waren so mächtig, dass ihre entweichenden Abgasflammen vor dem Abheben tiefe Löcher in den Boden bohrten.
Raketen erlebten Ende des 18. Jahrhunderts und Anfang des 19. Jahrhunderts eine kurze Wiederbelebung als Kriegswaffen. Der Erfolg indischer Raketensperren gegen die Briten 1792 und erneut 1799 erregte das Interesse des Artillerieexperten Colonel William Congreve, der Raketen für die Briten entwerfen wollte Militär.
Die Congreve-Raketen waren im Kampf sehr erfolgreich. Sie wurden von britischen Schiffen benutzt, um Fort McHenry im Krieg von 1812 zu zerstören, und inspirierten Francis Scott Key, in seinem Gedicht, das später das werden sollte, über "den roten Glanz der Raketen" zu schreiben Star Spangled Banner.
Selbst mit Congreves Arbeiten hatten Wissenschaftler die Genauigkeit von Raketen von Anfang an nicht wesentlich verbessert. Die verheerende Natur von Kriegsraketen war nicht ihre Genauigkeit oder Kraft, sondern ihre Anzahl. Während einer typischen Belagerung könnten Tausende auf den Feind abgefeuert werden.
Die Forscher experimentierten mit Möglichkeiten zur Verbesserung der Genauigkeit. William Hale, ein englischer Wissenschaftler, entwickelte eine Technik namens Spinstabilisierung. Die austretenden Abgase trafen kleine Flügel am Boden der Rakete und ließen sie sich wie eine Kugel im Flug drehen. Variationen dieses Prinzips werden noch heute verwendet.
Raketen wurden weiterhin mit Erfolg in Schlachten auf dem gesamten europäischen Kontinent eingesetzt. Die österreichischen Raketenbrigaden trafen jedoch im Krieg mit Preußen auf neu gestaltete Artilleriegeschütze. Hinterladekanonen mit Gewehrläufen und explodierenden Sprengköpfen waren weitaus effektivere Kriegswaffen als die besten Raketen. Wieder einmal wurden Raketen in Friedenszeiten eingesetzt.
Konstantin Tsiolkovsky, ein russischer Schullehrer und Wissenschaftler, schlug erstmals 1898 die Idee der Weltraumforschung vor. 1903 schlug Tsiolkovsky die Verwendung flüssiger Treibmittel für Raketen vor, um eine größere Reichweite zu erzielen. Er erklärte, dass die Geschwindigkeit und Reichweite einer Rakete nur durch die Abgasgeschwindigkeit der austretenden Gase begrenzt seien. Tsiolkovsky wurde wegen seiner Ideen, sorgfältigen Forschung und großartigen Visionen als Vater der modernen Astronautik bezeichnet.
Robert H. Goddard, ein amerikanischer Wissenschaftler, führte zu Beginn des 20. Jahrhunderts praktische Experimente in der Raketentechnik durch. Er war daran interessiert, höhere Höhen zu erreichen, als es für Luftballons möglich war, und veröffentlichte 1919 eine Broschüre. Eine Methode, um extreme Höhen zu erreichen. Es war eine mathematische Analyse der heutigen meteorologisch klingenden Rakete.
Goddards früheste Experimente waren mit Feststoffraketen. Er begann 1915 verschiedene Arten fester Brennstoffe auszuprobieren und die Abgasgeschwindigkeiten der brennenden Gase zu messen. Er war überzeugt, dass eine Rakete mit flüssigem Brennstoff besser angetrieben werden könne. Noch nie hatte jemand eine erfolgreiche Rakete mit flüssigem Treibstoff gebaut. Es war ein viel schwierigeres Unterfangen als Feststoffraketen, die Brennstoff- und Sauerstofftanks, Turbinen und Brennkammern benötigten.
Goddard erreichte am 16. März 1926 den ersten erfolgreichen Flug mit einer Rakete mit flüssigem Treibmittel. Mit flüssigem Sauerstoff und Benzin betrieben, flog seine Rakete nur zweieinhalb Sekunden lang, stieg jedoch 12,5 Meter hoch und landete 56 Meter entfernt in einem Kohlfeld. Der Flug war nach heutigen Maßstäben nicht beeindruckend, aber Goddards Benzinrakete war der Vorläufer einer ganz neuen Ära im Raketenflug.
Seine Experimente mit Flüssigraketen wurden viele Jahre fortgesetzt. Seine Raketen wurden größer und flogen höher. Er entwickelte ein Gyroskopsystem für die Flugsteuerung und ein Nutzlastfach für wissenschaftliche Instrumente. Fallschirm-Bergungssysteme wurden eingesetzt, um Raketen und Instrumente sicher zurückzubringen. Goddard wurde wegen seiner Leistungen als Vater der modernen Raketentechnik bezeichnet.
Ein dritter großer Weltraumpionier, Hermann Oberth aus Deutschland, veröffentlichte 1923 ein Buch über Reisen in den Weltraum. Viele kleine Raketengesellschaften entstanden aufgrund seiner Schriften auf der ganzen Welt. Die Gründung einer solchen Gesellschaft in Deutschland, des Vereins für Raumschiffahrt oder der Gesellschaft für Raumfahrt, führte zur Entwicklung der V-2 Rakete im Zweiten Weltkrieg gegen London eingesetzt.
Deutsche Ingenieure und Wissenschaftler, darunter Oberth, versammelten sich in Peenemünde am Ostseeküste Sea im Jahr 1937, wo die fortschrittlichste Rakete ihrer Zeit unter der Leitung von gebaut und geflogen wurde Wernher von Braun. Die V-2-Rakete, in Deutschland A-4 genannt, war im Vergleich zu den heutigen Konstruktionen klein. Es erreichte seinen großen Schub, indem es alle sieben Sekunden eine Mischung aus flüssigem Sauerstoff und Alkohol mit einer Geschwindigkeit von etwa einer Tonne verbrannte. Die V-2 war eine beeindruckende Waffe, die ganze Stadtblöcke zerstören konnte.
Zum Glück für London und die alliierten Streitkräfte kam die V-2 zu spät im Krieg, um ihren Ausgang zu ändern. Trotzdem hatten die deutschen Raketenwissenschaftler und -ingenieure bereits Pläne für übergreifende Raketen aufgestellt der Atlantik und die Landung in den USA Diese Raketen hätten geflügelte obere Stufen, aber eine sehr geringe Nutzlast gehabt Kapazitäten.
Viele unbenutzte V-2 und Komponenten wurden von den Alliierten mit dem Fall Deutschlands gefangen genommen, und viele deutsche Raketenwissenschaftler kamen in die USA, während andere in die Sowjetunion gingen. Sowohl die USA als auch die Sowjetunion erkannten das Potenzial der Raketentechnik als militärische Waffe und begannen eine Vielzahl von experimentellen Programmen.
Die USA begannen ein Programm mit atmosphärisch klingenden Raketen in großer Höhe, eine der frühen Ideen von Goddard. Eine Vielzahl von mittel- und langreichweitigen Interkontinentalraketen wurde später entwickelt. Diese wurden zum Ausgangspunkt des US-Raumfahrtprogramms. Raketen wie Redstone, Atlas und Titan würden schließlich Astronauten ins All bringen.
Die Welt war verblüfft über die Nachricht von einem erdumlaufenden künstlichen Satelliten, der am 4. Oktober 1957 von der Sowjetunion gestartet wurde. Der Satellit namens Sputnik 1 war der erste erfolgreiche Start in einem Wettlauf um den Weltraum zwischen zwei Supermachtnationen, dem Sowjet Union und die USA Die Sowjets starteten mit dem Start eines Satelliten, der weniger als einen Monat lang einen Hund namens Laika an Bord hatte später. Laika überlebte sieben Tage im Weltraum, bevor sie eingeschläfert wurde, bevor ihre Sauerstoffversorgung erschöpft war.
Die USA folgten der Sowjetunion einige Monate nach dem ersten Sputnik mit einem eigenen Satelliten. Explorer I wurde am 31. Januar 1958 von der US-Armee gestartet. Im Oktober dieses Jahres organisierten die USA ihr Weltraumprogramm offiziell, indem sie schufen NASA, der Nationalen Luft- und Raumfahrtbehörde. Die NASA wurde zu einer zivilen Agentur mit dem Ziel einer friedlichen Erforschung des Weltraums zum Nutzen der gesamten Menschheit.
Plötzlich wurden viele Menschen und Maschinen in den Weltraum gebracht. Astronauten umkreisten die Erde und landeten auf dem Mond. Roboter Raumschiff reiste zu Planeten. Der Raum wurde plötzlich für Exploration und kommerzielle Ausbeutung geöffnet. Mithilfe von Satelliten konnten Wissenschaftler unsere Welt untersuchen, das Wetter vorhersagen und sofort rund um den Globus kommunizieren. Eine breite Palette leistungsstarker und vielseitiger Raketen musste gebaut werden, da die Nachfrage nach immer größeren Nutzlasten zunahm.
Raketen haben sich seit den frühesten Tagen der Entdeckung und des Experimentierens von einfachen Schießpulvergeräten zu riesigen Fahrzeugen entwickelt, die in den Weltraum fahren können. Sie haben das Universum für die direkte Erforschung durch die Menschheit geöffnet.