Кто придумал Ракета - Когда Изобрели?

4 октября 1957 г. ракета-носитель Р-7 «Спутник» вывела на околоземную орбиту первый искусственный спутник, созданный в СССР. Раздвигая границы доступного пространства, люди вышли за пределы Земли. Этот день стал для человечества началом космической эры, к которой люди последовательно шли от одного технического достижения к другому.

В наше время у большинства людей при слове «ракета» возникают ассоциации с космосом, хотя оно обозначает любой летательный аппарат, который перемещается в пространстве за счет действия реактивной тяги силы, возникающей при взаимодействии тела и исходящего из него вещества с кинетической энергией. Природный аналог реактивной тяги способ передвижения кальмаров и осьминогов, которые выталкивают из себя набранную воду. Маленькая праздничная петарда, баллистическая ракета и космическая ракета по принципу своего действия находятся в близком родстве и имеют общего прародителя.

Старт ракеты-носителя «Протон-К» с модулем «Заря». Космодром Байконур, 20 ноября 1998 г.

Первым документально зафиксированным случаем применения реактивной тяги был описанный римским писателем Авлом Геллием «полет» деревянного голубя, изготовленного в 400 г. до н. э. греческим ученым Архитом Тарентским. Голубь двигался вдоль проволоки за счет извержения пара. Появление настоящих ракет, используемых для фейерверков, а затем и в военных целях, историки относят к VIII-IX вв., когда в Китае был изобретен дымный порох. Возникающие при горении пороха газы обладают достаточной энергией, чтобы сообщить движение содержащей его капсуле. В военных целях китайцы использовали «огненные стрелы», прикрепляя обычные стрелы к бумажным трубкам, открытым с одного конца и заполненным горючей смесью. Заряд поджигали, и стрелу выпускали с помощью лука.

От китайцев секрет пороха и ракет узнали арабы, а от них европейцы. В Европе ракеты широкого применения в качестве вооружения не нашли и надолго остались в основном средством развлечения. Впрочем, по некоторым данным, в XVI-XVII вв. ракеты применяли запорожские казаки, а белорусский военный инженер Казимир Семенович даже описал многоступенчатую ракету.

Во время колониальных войн конца XVIII в. с подобным вооружением индийских войск пришлось столкнуться британцам, а в 1805 г. английский изобретатель Уильям Конгрив продемонстрировал пороховую ракету с корпусом из листового железа. Отлично зарекомендовавшие себя в сражениях с французской армией и в англо-американской войне 1812-1815 гг., ракеты стояли на вооружении англичан вплоть до середины XIX в. Ракеты использовались и в российской армии, их усовершенствованием занимались военные инженеры генерал артиллерии Константин Константинов и генерал-лейтенант Александр Засядко, который, в частности, производил расчеты, сколько пороха понадобится для запуска ракеты на Луну.

Во второй половине XIX в., с появлением нарезных орудий, ракетная артиллерия была снята с вооружения. Однако ученые не оставляли попытки математически объяснить реактивное движение и создать более эффективное ракетное вооружение, а также исследовали возможность реактивных двигателей для космических полетов с этого времени военная и космическая ипостаси ракеты выступают «в одной упряжке».

О Запуск ракет-фейерверков. Гравюра начала XVII в.

Ракета (от ит. rocchetto «катушка», «маленькое веретено») летательный аппарат, двигающийся в пространстве за счет действия реактивной тяги, возникающей при сбросе ракетой части собственной массы.

Огромный вклад в теорию реактивного движения внес Константин Эдуардович Циолковский, который занимался ею с 1896 г. и через семь лет спроектировал ракету для межпланетных сообщений. Основоположник современной космонавтики утверждал, что наиболее эффективным топливом для нее было бы сочетание жидких кислорода и водорода либо кислорода с углеводородами. Многие из его идей в дальнейшем нашли применение в ракетостроении, например газовые рули для управления полетом ракеты и изменения траектории движения ее центра масс; использование компонентов топлива для охлаждения внешней оболочки космического аппарата; оптимальные траектории спуска космического аппарата при возвращении из космоса и др. Циолковский также вывел основное уравнение реактивного движения и пришел к выводу о необходимости использования «ракетных поездов» прототипов многоступенчатых ракет.

В Германии принципы межпланетных перелетов разрабатывал ученый и инженер Герман Юлиус Оберт. В 1917 г. он создал проект ракеты, работающей на спирте и жидком кислороде, а в 1923 г. издал книгу «Ракета для межпланетного пространства» первую в мировой научной литературе работу, в которой точно и полно обосновывалась возможность создания ракеты на жидком топливе. В США в 1920-х годах над проблемой жидкостных реактивных двигателей трудился Роберт Годдард.

В 1930-1940-х годах внимание конструкторов снова сместилось в сторону военного применения ракет. В нашей стране исследования вели Московская группа изучения реактивного движения и Ленинградская газодинамическая лаборатория, на базе которых в 1933 г. был создан Реактивный институт (РНИИ). Именно там была завершена начатая еще в 1929 г. разработка нового вида вооружения реактивных снарядов, установка для запуска которых известна во всем мире под именем «Катюша». В Германии аналогичные проекты осуществлялись Немецким обществом межпланетных сообщений (VfR), которое, несмотря на название, работало преимущественно на военную промышленность.

К. Э. Циолковский.

Г. Оберт

Р. Годдард перед пуском своей ракеты. 1925 г.

В 1932 г. член конструктор Вернер фон Браун занялся проблемой жидкостных реактивных двигателей для ракетного оружия. В 1942 г. в ракетном центре в Пенемюнде была разработана баллистическая ракета А-4 с дальностью полета 320 км, а в 1944 г. ее поставили на боевую службу под названием V-2. Военное применение V-2 продемонстрировало огромные возможности ракетной техники, и наиболее мощные послевоенные державы США и СССР также начали разработку баллистических ракет. В1957 г. в СССР под руководством Сергея Павловича Королева в качестве средства доставки ядерного заряда была создана первая в мире межконтинентальная баллистическая ракета Р-7, которая в том же году была использована для запуска первого в мире искусственного спутника Земли. Так началось применение ракет для космических полетов.

Ракета-носитель является транспортным средством, способным вывести на орбиту и в межпланетное пространство космический аппарат, но сама она космическим аппаратом не является. Однако за автоматическими и пилотируемыми космическими аппаратами в обиходе и в научной фантастике закрепилось все то же название ракета.

Для того чтобы вывести на орбиту Земли космический аппарат, требуется разгон до скорости 7,91 кмс (первая космическая скорость). Однако общий вес снаряженной ракеты настолько велик, что достичь необходимой скорости за приемлемое время невозможно. Для решения этой проблемы используются многоступенчатые ракеты, вес которых равномерно уменьшается при отделении ступеней с отработанным топливом. Конструкторское бюро Королева на базе боевой ракеты разработало семейство трех- и четырехступенчатых космических ракет-носителей, которые могли реализовать пилотируемые полеты и запуск автоматических космических станций.

Р. Небель и В. фон Браун с ракетами «Мирак» на космодроме.

С. П. Королев среди сотрудников Группы изучения реактивного движения (ГИРД). 1932 г.

Первый космический спутник.

В том же 1957 г. был запущен второй спутник с собакой Лайкой на борту. В 1959 г. ракеты-носители «Восток» вывели на траекторию полета три автоматические станции «Луна». В следующем году на орбиту были выведены два корабля-спутника, один из них с собаками на борту. 12 апреля 1961 г. впервые космический корабль с человеком на борту вышел за пределы Земли. Ракета-носитель «Восток» вывела на околоземную орбиту советский космический корабль «Восток», пилотируемый космонавтом Юрием Гагариным. В дальнейшем полеты человека на околоземную орбиту стали регулярными. Ракеты-носители «Молния» запустили автоматические межпланетные станции к Венере и Марсу. В 1965 г. с космодрома «Байконур» был осуществлен запуск ракеты-носителя «Протон», которая в различных модификациях используется и по сей день. В 1988 г. ракета «Энергия-Буран» вывела на орбиту многоразовый космический корабль «Буран».

Главный соперник СССР в освоении космического пространства США буквально наступал нашей стране на пятки. В начале 1958 г. ракета-носитель «Юпитер-С» вывела на околоземную орбиту спутник «Эксплорер-1». В том же году было создано НАСА Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства. В 1969 г. американские астронавты с помощью ракеты «Сатурн-5» высадились на поверхность Луны. Десять лет спустя в эксплуатацию была введена многоразовая транспортная ракетная система «Спейс шаттл» (англ. Space Shuttle «космический челнок»). Она включает в себя две твердотопливные ракеты, спускаемые после использования на парашютах.

Собака-космонавт Лайка перед полетом на втором искусственном спутнике Земли.

Юрий Гагарин в кабине космического корабля «Восток». 12 апреля 1961 г.

Фотография, сделанная американским астронавтом Нилом Армстронгом на Луне. 21 июля 1969 г.

Работа в космосе: «Мир» и МКС

В 1986 г. на орбиту была выведена российская космическая станция «Мир» своеобразный символ советской космической мощи. Станция представляла собой сложный научно-исследовательский комплекс; в 1986 г. был запущен базовый модуль, в последующие 10 лет к нему были пристыкованы еще шесть модулей: астрофизические, технологические, геофизические... За 15 лет существования «Мира» на нем успели поработать 104 космонавта из 12 стран, было проведено более 20 тыс. разнообразных экспериментов. В 2001 г. из-за многочисленных проблем, связанных с возрастом оборудования, «Мир» был затоплен в Тихом океане.

Другой известный орбитальный проект Международная космическая станция, МКС является «детищем» сразу 15 стран, однако самый весомый вклад в функционирование МКС вносят Россия и США. МКС была запущена на орбиту в 1998 г., а в 2000-м на ее борт был доставлен первый экипаж. Управление полетом МКС осуществляется одновременно из двух центров: российским сегментом из ЦУП-М (г. Королев), американским сегментом из ЦУП-Х (г. Хьюстон). За время существования МКС трижды все управление станцией передавалось в ЦУП-М из-за чрезвычайных обстоятельств в США. У российской стороны еще не было причины передавать управление в ЦУП-Х.

На сегодняшний день самыми мощными ракетами-носителями, которые способны доставить на низкую околоземную орбиту (200 км) до 20 т полезного груза, являются «Протон-М» и «Спейс шаттл». Однако система «Спейс шаттл» не может работать без помощи орбитального челнока. Производство более мощных ракет отечественных «Н-1» и «Энергии», американской «Сатурн-5» в настоящее время прекращено. На стадии проектирования находится альтернативный способ подъема космических аппаратов на орбиту, так называемый космический лифт, однако до его реального появления еще очень далеко, а это значит, что в ближайшее время ракеты без работы не останутся.

Старт «Спейс шаттла» 12 апреля 1981 г.

Запуск ракеты-носителя «Протон-К» с модулем «Звезда» для МКС. 12 июля 2000 г.