A történelem ezen napja: Robert H. Goddard elvégzi a folyékony üzemanyagú rakét első repülési tesztjét

2024 Szerző: Sherilyn Boyd | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-16 09:39

Ez a nap a történelemben: 1926. március 16

Ezen a napon a történelemben, 1926-ban Robert Goddard elvégezte a folyékony üzemanyag rakéta első repülési tesztjét Auburnban, Massachusetts-ben. Ez a benzin és folyékony oxigéntartalmú rakéta körülbelül 20 másodpercig égett, mielőtt felemelkedett volna a földről, majd 41 láb magasra emelkedett, elérve a 60 mph-es legnagyobb sebességet. Sajnos a fényképezőgép, Esther Goddard az első repülés filmjét forgatta el, mielőtt a rakéta elhagyta a földet, így nincs olyan videó, mint amilyen lett volna.

Goddard naplójában jegyezte fel a következőket:

Március 16. Sachsba költözött az Auburn-ba am. Eszter és Mr. Roope keltek ki 13:00 órakor. Megpróbálta a rakétát 2,30-kor. 41 láb magasra emelkedett és 2,54 cm-re lőtt 184 láb, miután a fúvóka alsó része felégett. Anyagokat szállítottak a laborba….

Annak ellenére, hogy a felszabadulást kihúzták, először a rakéta nem emelkedett fel, de a láng kialudt, és állandó ordít. Néhány másodperc múlva felállt, lassan, amíg meg nem tisztította a keretet, aztán a gyorsvonat sebességével, balra kanyarodva, és a jég és a hó megütésével még mindig gyors ütemben haladt.

Goddard 1921 óta folyékony üzemű rakétákon végzett kísérleteket. Ezt megelőzően kísérletezett gyors tűzálló töltetek felhasználásával, de ez nem volt praktikus, ezért folyékony üzemanyaggal váltott; amit először 1909. február 2-án írt papíron gondoltak, de abban az időben nem követte. Végül sikeresen létrehozott egy motorot egy folyékony üzemanyagú rakéta számára 1923-ban, és folyamatosan javult a tervezésen, laboratóriumi statikus állványok tesztelésével.

A kezdeti, folyékony üzemanyaggal működő rakéta kialakításakor a rakéta tetején található égőkamra volt hátul a tüzelőanyag-tartállyal, erősen hővédett (amint azt a képen látható). Ezt úgy tette, hogy úgy gondolta, ez javítja a stabilitást, mint a hátsó tolóerő. A tesztelés után rájött, hogy ez a design valójában nem stabilabbá tette a rakétát, és így módosította, hogy az égési kamrát a rakéta hátsó részébe helyezze, ami sokkal kényelmesebb. Öt évvel később a rakétái most nagyon hasonlítanak a rakétákra, és egyre inkább stabilizálta őket egy giroszkópikus irányítórendszer segítségével. Hamarosan sikerrel járt egy ilyen irányítási rendszer létrehozásában, és 1935. március 28-án az A-5 rakétáját 4800 láb magasra indította, miközben szuperszonikus sebességet ért el ezen a repülésen.

Goddard álma, hogy valamikor egy olyan eszközt építsen, amely egy embert elindít a holdra és azon túl 1899-ben, egészen a cseresznyefa metszéséig. Ez az ő beszámolója az eseményről:

1899. október 19-én délután egy magas cseresznyefát emelkedtem fel, és egy fűrészes fegyverrel felfegyverkezve, akit még mindig találtam, és egy fecskefaragás kezdett vágni a halott végtagokat a cseresznyefáról. Ez volt a puszta szépség csendes, színes délutánjai, amiket októberben New England-ben láttunk, és ahogy a keleti mezők felé néztem, elképzeltem, milyen csodálatos lenne olyan eszköz létrehozása, amely még a növekvő a Marsra, és hogyan néz ki egy kis léptékben, ha a lábamról a rétről küldök … Más fiú voltam, amikor leereszkedtem a fáról, amikor felmentem a létezésre, végül nagyon célzóként tűnt fel.

Később október 19-én ünnepelte a személyes ünnepet, az "Évforduló napját". Az álma, hogy egy rakétát használ, hogy elérje a holdat és azon túl, valójában nevetségessé tette a médiában. Ez elsősorban az 1920-ban megjelent jelentésből származott, ahol egy olyan kísérletet vázolt fel, amely egy rakétát lövellt a holdra, majd a rakétát flash porral töltötte be, amely meggyulladna, amikor a holdra ér. Ez lehetővé tenné az embereknek a Földön, hogy elegendő teleszkóppal rendelkeznek, hogy láthassák a vakut, és így képesek legyenek megerősíteni a rakétát a holdra. 1920. január 13-án, a jelentés közzétételének napját követően; a New York Times a szerkesztőségben a következőket mondhatta:

Miután a rakéta kilép a levegőből és tényleg elindul a hosszabb úton, felgyorsul és nem tartható fenn a feltörő robbanás, amelyet akkor hagyott volna. Azt állítani, hogy az lenne, hogy megtagadja a dinamika alapvető törvényét, és csak Dr. Einstein és választott tucsa, oly kevés és illik, engedéllyel rendelkeznek erre.

Goddard professzor a "Clark College" elnökével és a Smithsonian Intézet beszámolásával nem ismeri a cselekvés és a reakció viszonyát, és annak szükségességét, hogy valami jobb legyen, mint egy vákuum, amelyre reagálni tudnák - mondani azt abszurd. Természetesen csak úgy tűnik, hogy a középiskolákban naponta hiányzik a tudás.

Természetesen a Times riportere volt a fizika hibás megértése, nem pedig Goddard, aki fizikus professzor volt. Valójában Goddard rájött, hogy ez akkor is lehetséges, amikor még a gimnáziumban olvasta Newton Principima Mathematica-t, és látta, hogy Newton harmadik törvénye megengedi, hogy valami a tér vákuumában hajózható legyen. A szerkesztő kijelentése némileg hivatkozik erre a törvényre, de nem tudja felismerni, hogy a nagy sebességű üzemanyagot kibocsátó rakéta biztosítja a "cselekvést és reakciót", amely a vákuum eléréséhez szükséges.

Goddard erre a kritikára adott válasza eredetileg egyáltalán nem tudományos, egyszerűen: "Minden látomás egy vicc, amíg az első ember meg nem valósítja; ha egyszer megvalósul, akkor közhelysé válik."

1924-ben tudományosabb választ kapott. Bemutatott egy papírt Népszerű Tudomány Havi ahol egy olyan kísérletet vázolt fel, amelyet csak bizonyítottan bizonyított, azok számára, akik még mindig kételkedtek abban, hogy egy rakéta vákuumban működik. Ebben a kísérletben megmutatta, hogy a rakéta jobban működik vákuumban. Konkrétan 50 tesztet indított a rakéta egy olyan kamrában, amelyen a normál légköri nyomás 1/1500 volt. Nemcsak hogy a rakéta még ebben a környezetben is tolóerőt biztosít, de valójában 20% -kal több tolóerőt biztosított, mint a normál légköri nyomással megegyező beállítás és vizsgálat.

Annak ellenére, hogy ezt a meggyőző bizonyítékot illeti, a médiát még mindig gyakran bírálta e téren. Nem egészen az Apollo 11 elindítását követő napig tartott, míg a Hold felé tartott New York Times 1920-ban nyilatkozatot tettek visszavonulásukról:

További kutatások és kísérletek megerősítették Isaac Newton megállapításait a 17. században, és most egyértelműen megállapítható, hogy egy rakéta vákuumban és légkörben is működhet. A Times sajnálja a hibát.

Goddard Idézetek:

Csakúgy, mint a tudományokban, hogy megtanultuk, hogy biztonságosan tudatlanok vagyunk, hogy bármi lehetetlenet mondjunk, úgyhogy az egyén számára, mivel nem tudjuk pontosan, hogy mi az ő korlátai, aligha mondhatjuk biztosan, hogy bármi sem feltétlenül az ő kezében vagy azon túl. Mindenkinek emlékeznie kell arra, hogy senki nem tudja megjósolni, hogy milyen gazdagságra, hírnévre vagy hasznosságra törekszik, amíg ő őszintén törekedett, és bátorságot kell szereznie abból a tényből, hogy minden tudomány egy időben ugyanabban a helyzetben van, mint ő, és hogy gyakran igazolt, hogy a tegnapi álom a mai remény és a holnap valósága. (Kivonat a középiskolai érettségi beszédből: "A dolgok elnyerése", 21 évesen, betegség miatt későn végzett)

Nem egyszerű kérdés, hogy a sikeres kísérletektől megkülönböztessük a sikert… [Végül] a végül sikeres munka olyan sikertelen tesztek eredménye, amelyekben a nehézségek fokozatosan megszűnnek.

Bónusz tények:

• 1951-ben a NASA-nak és az Egyesült Államok hadseregének egy millió dollárt kellett fizetnie Goddard özvegyének, hogy megsemmisítse Goddard szabadalmát saját rakétamintáján. Ez akkoriban a legnagyobb szabadalmi egyezség volt, amelyet a kormánynak még ki kellett fizetnie. Ráadásul ez sokkal több pénzt jelentett, mint Goddardnak, akit valaha is végeztek a rakétakutatáson.
• Goddard nemcsak folyékony üzemű rakéták úttörője volt, hanem 1916-ban és 1917-ben is először kísérletezett az ionterelőkkel. Nem akarta használni ezeket a meghajtókat, hogy egy rakétát mozogjon az űrbe, hanem inkább használja nekik, hogy elhúzzanak valamit, miután már a térben volt. Annak ellenére, hogy 1916-ig nem kísérletezett, csak két évet töltött a középiskolában, 1906. szeptember 6-án egy folyóiratbejegyzésben megemlítve. Azóta ezt a típust már többször használták valóságos tér alkalmazások, és még figyelembe kell venni a Nemzetközi Űrállomáson. Az űrállomás jelenleg kémiai rakétákat használ, hogy visszatérjen a megfelelő keringési pályára, mivel a légköri hurok lassítja és leereszkedik. Ez évente 210 millió dollárba kerül. Úgy gondolják, hogy ioncsúcsok vannak, ez a költség évente körülbelül 11 millió dollárra csökkenthető.
• Goddard első rakéta tervei csak körülbelül 2% -os hatékonyságot érnek el, ami hihetetlenül alacsony a hőmotor számára. Azonban hamarosan megpróbált egy speciális fúvókát alkalmazni a rakétáihoz, amelyet Gustav De Laval fejlesztett gőzgéphez. Ez a fúvóka növelte Goddard rakéta hatékonyságát 63% -ra.
• Goddard tervei szerint a már szükséges folyékony oxigént használják az égéskamra hűtésére, mielőtt a rakéta oxigénellátását használnák, még ma is használják. Ez alapvető fontosságú ahhoz, hogy az égéskamra szilárd anyagai ne égessenek fel, amíg a rakéta lüktet.
• Goddard 1920-as tanulmányában, Smithsonian kiadásában világosan körvonalazta egy hőpajzs tervezését, amelyet a Föld légkörének nagy sebességű újbóli beillesztésére használnak. Tervezésében olyan anyagok rétegeit, amelyek képesek ellenállni a magas fűtéseknek, elégetni fognak, ahogy a visszatérő hajó leereszkedett, szegény hővezetővel az egyes rétegek között, hogy szigetelje a többi réteget. Ily módon, elegendő réteggel lehetővé válik, hogy a hajó visszatartsa a reentry-t.
• Goddard egész életében számos egészségi problémával küzdött, fiatal korától kezdve. Fiúként folyamatosan foglalkozott a gyomorproblémákkal, ami azt eredményezte, hogy továbbra is nagyon vékony és törékeny. Hörghurut és különféle megfázásokat is előfordult. Mindez arra késztette, hogy két év múlva az iskolában töltött többi diák mögött maradjon. Azonban ez idő alatt beteg volt az ágyban, hamarosan autodidakává vált, gyakran megkereste a könyvtárak különböző fizikai tudományait, és hajlottan tanulmányozta őket. Felnőttként továbbra is hajlamos betegségre, legsúlyosabban a doktori fokozatot követően és Princetonban elfoglalt pozícióval, csőcselékkel küzdött, és kénytelen volt elhagyni Princetont, és hazatérni a gyógyuláshoz.
• Goddard 1945. augusztus 10-én halt meg rákban 62 éves korában. Csak 12 évvel később, 1957. október 4-én, a Szovjetunió sikeresen felhasználna egy folyékony üzemanyagú rakétát, hogy egy műanyagot elindítson a pályára, a Sputnik 1 ("Satellite 1"). 1961. április 12-én Yuri Gagarin lett az első ember, aki elindult az űrbe. Nem sokkal 8 évvel később, Neil Armstrong és Edwin Aldrin, Jr. a holdon jártak. Ha még élt volna, Goddard 78 éves lett volna, amikor álma, amelyre olyan derűs volt, végül elérték.
• A rakétákat eredetileg a kínaiak feltalálták, miután felfedezték, mi lesz a puskapor. A "fekete por" találmánya egészen véletlenül történt, amikor az alkímikusok megpróbálták létrehozni az élet Elixirját, és a por helyett. Az ember emberek, ez gyorsan vezet a különböző gyújtóeszközök kifejlesztéséhez, beleértve a rakéta hajtott tűz nyilakat is. A dzsingisz kán később ellopta ezt a technológiát a kínaiaktól, és Kelet- és Közép-Európa hódító részein rakétákat használ. A britek nem kezdték el a rakétákat a 19. század elejéig, amikor a 18. század végén harcolták az indiai katonákkal szemben alkalmazott rakétákat.
• Az Egyesült Államok nemzeti himnuszt inspiráló Baltimore-i Fort McHenry csatában használt rakéták a Congreve rakéták voltak. A Sir William Congreve által 1804-ben kitalált rakétákat találtak. Ezek a rakéták vas-burkolattal rendelkeztek, és fekete porral üzemelték a robbanásveszélyes robbanófejeket a tetején, gyakran sraprapal. Fából készült oszlopokhoz rögzítették, és fém A-keretekből indult. Ezek a rakéták nem voltak szörnyen hatásosak, gyakran felrobbantak a levegőben, nem pedig a célok hatására. Ráadásul szinte lehetetlen pontosan célozni. Mindazonáltal körülbelül két mérföldes tartományuk volt, és jól működött pszichológiai fegyverként.
• Annak ellenére, hogy számos megpróbált meggyőzni őket, az amerikai hadsereg eredetileg nem érdekelte Goddard rakétáit, mivel nem látták, hogy hasznosak lesznek. Végül a haditengerészet szerződést kötött Goddarddal, hogy felépítse a folyékony üzemű rakétákat, hogy segítsen a repülőgépeknek a hajókról való kiszálláskor.
• Az első világháború idején Goddard kezdett dolgozni a katonaság által használt pajuk-szerű eszközzel. Ő is kifejlesztett egy prototípust a könnyű gyalogságról, visszacsapásmentes fegyverről, és bemutatta az amerikai hadseregnek. Azonban a háború a bemutatás után öt nappal véget ért, így a találmányát jelenleg nem használták. A második világháborúban a hadsereg kezdett rakétázott gránátok használatával, nagyon hasonlít a Goddard által két évtizeddel korábban előadott tervekhez. Ez nem meglepő, hiszen ezt a bazooka-t az Goddard Clark Egyetemének egyike, Dr. C. N. Hickman fejlesztette ki, aki szintén az Goddard-nal dolgozott az első világháborús prototípuson.
• De Laval nemcsak jelentősen hozzájárult a gőzgéphez, és természetesen véletlenül a rakéta kialakításához a fúvókájával, de 1894-ben is létrehozta a világ első centrifugális tejjel-szeparátorait.