Nykypäivän raketit ovat merkittäviä ihmisten kekseliäisyyden kokoelmia, joilla on oma juuret menneisyyden tieteessä ja tekniikassa. Ne ovat luonnollisia tuloksia tuhansien vuosien kokeiluista ja tutkimuksesta raketteja ja rakettien työntö.
Yksi ensimmäisistä laitteista, joka käytti menestyksekkäästi rakettien lennon periaatteita, oli puinen lintu. Kreikkalainen nimeltä Archytas asui Tarentumin kaupungissa, joka on nyt osa Etelä-Italiaa, joskus noin 400 B.C. Archytas mystified ja huvitti Tarentumin kansalaisia lentämällä kyyhkynen puusta. Poistuva höyry veti lintua, koska se oli ripustettu johtoihin. Kyyhkynen käytti toiminta-reaktio-periaatetta, jota ei mainittu tieteellinen laki 1700-luvulle saakka.
Alexandriuksen sankari, toinen kreikkalainen, keksi samanlaisen rakettimaisen laitteen, jota kutsuttiin eolipiiliksi noin kolmesataa vuotta Archytasin kyyhkysen jälkeen. Sekin käytti höyryä työntökaasuna. Hero asensi pallon vedenkeittimen päälle. Vedenkeittimen alla oleva tulipalo muutti veden höyryksi ja kaasu kulki putkien läpi palloon. Kaksi L-muotoista putkea pallon vastakkaisilla puolilla päästi kaasun poistumaan ja antoi pallon, joka aiheutti sen pyörimisen, työntövoiman.
Kiinalaisilla ilmoitettiin olevan ensimmäisellä vuosisadalla yksinkertainen ruiskujauhe, joka oli valmistettu suolamaista, rikki- ja hiilipölystä. A. D. He täyttivät bambuputket seoksella ja heittivät tulipaloihin räjähdysten aikaansaamiseksi uskonnollisten aikojen aikana festivaalit.
Jotkut näistä putkista epäonnistuivat todennäköisesti räjähtimään ja söivät sen sijaan leviämään liekistä, jotka kuljettivat palavan ruiskun tuottamat kaasut ja kipinät. Sitten kiinalaiset aloittivat kokeilun aseilla täytetyillä putkilla. He kiinnittivät bambuletkut nuoleihin ja käynnistivät ne jossain vaiheessa jousilla. Pian he huomasivat, että nämä ruutiputket pystyivät laskeutumaan itselleen vain pakenevan kaasun tuottamalla voimalla. Ensimmäinen todellinen raketti syntyi.
Aitojen rakettien ensimmäisen käytön aseina ilmoitetaan tapahtuvan vuonna 1232. Kiinalaiset ja mongolit olivat sodassa keskenään, ja kiinalaiset torjuivat Mongolien hyökkääjät kairalla "lentävän tulen nuolet" Kai-Kengin taistelun aikana.
Nämä palo-nuolet olivat yksinkertainen muoto kiinteää polttoainetta käyttävää rakettia. Toisessa päässä korkittu putki sisälsi ruutia. Toinen pää jätettiin auki ja putki kiinnitettiin pitkään tikkuun. Kun jauhe sytytettiin, jauheen nopea palaminen tuotti tulta, savua ja kaasua, joka päästi ulos avoimesta päästä tuottaen työntövoiman. Maila toimi yksinkertaisena ohjausjärjestelmänä, joka piti raketin suuntaan yhdessä yleissuunnassa, kun se lensi ilman läpi.
Ei ole selvää, kuinka tehokkaita nämä lentävän tulen nuolet olivat tuhoaseina, mutta niiden psykologisten vaikutusten mongoleihin on pitänyt olla valtava.
Englannissa munkki nimeltä Roger Bacon työskenteli parannettujen ruutimallien kanssa, jotka lisäsivät huomattavasti rakettien valikoimaa.
Ranskassa Jean Froissart havaitsi, että tarkempia lentoja voitaisiin saavuttaa laskemalla raketit putkien läpi. Froissartin idea oli edelläkävijä nykyaikaiselle pohjalle.
Raketit joutuivat epäedullisiksi sota-aseiksi 1600-luvulle mennessä, vaikka niitä käytettiin edelleen ilotulitus näytöt. Saksalainen ilotulitusvalmistaja Johann Schmidlap keksi "askelraketin", monivaiheisen ajoneuvon ilotulitteiden nostamiseksi korkeammalle. Suuressa ensimmäisen vaiheen taivaanrannalla oli pienempi toisen asteen taivaan nousu. Kun iso raketti palai, pienempi jatkoi korkeampaan korkeuteen ennen suihkun taivasta suihkussa. Schmidlapin idea on perusta kaikille raketeille, jotka menevät tänään avaruuteen.
Vähemmän tunnettu kiinalainen Wan-Hu-niminen virkamies otti käyttöön raketit kuljetusvälineenä. Hän koonnut monien avustajien avulla rakettimoottorisen lentotuolin, kiinnittäen tuoliin kaksi suurta leijaa ja 47 leijaan tulen nuolen raketteja.
Wan-Hu istui tuolilla lentopäivänä ja antoi käskyn sytyttää raketit. Neljäkymmentäseitsemän rakettiassistenttia, kukin aseistettu omalla taskulampullaan, ryntäsi eteenpäin sytyttämään sulakkeet. Oli valtava pauha, jota seurasi sadepisaraisia savupilviä. Kun savu poistui, Wan-Hu ja hänen lentävä tuoli olivat poissa. Kukaan ei tiedä varmasti, mitä Wan-Huille tapahtui, mutta on todennäköistä, että hän ja hänen tuolinsa puhallettiin palasiksi, koska palo-nuolet olivat yhtä räjähtäviä kuin lentävät.
Suuri englantilainen tutkija loi tieteellisen perustan nykyaikaiselle avaruusmatkalle Sir Isaac Newton vuosisadan loppupuolella. Newton järjesti ymmärtämisensä fyysisestä liikkeestä kolmeen tieteelliseen lakiin, jotka selittivät kuinka raketit toimivat ja miksi ne pystyvät tekemään niin ulkoavaruuden tyhjiössä. Newtonin laeilla alkoi pian olla käytännöllinen vaikutus rakettien suunnitteluun.
Saksan ja Venäjän kokeilijat ja tutkijat alkoivat työskennellä yli 45 kilogramman painoisten rakettien kanssa 1800-luvulla. Jotkut olivat niin voimakkaita, heidän pakokaasu liekit kynsittivät syviä reikiä maahan ennen nostoa.
Raketit kokivat lyhyen ajan sota-aseina 1700-luvun lopulla ja 1800-luvun alkupuolella. Intialaisten rakettialusten menestys brittejä vastaan vuonna 1792 ja jälleen vuonna 1799 kiinnosti kiinnostusta tykistöasiantuntija eversti William William, joka suunnitteli suunnittelemaan raketteja brittien käyttöön sotilaallinen.
Congreven raketit olivat menestyksekkäitä taistelussa. Ison-Britannian laivat ryöstivät Fort McHenryn vuonna 1812 sodassa, ja he inspiroivat Francis Scott Keyä kirjoittamaan runoissaan "rakettien punaisesta häikäisystä", josta myöhemmin tuli Tähtienäköinen banneri.
Jopa Congreven työssä tutkijat eivät kuitenkaan olleet parantaneet rakettien tarkkuutta paljon aikaisista ajoista lähtien. Sotarakettien tuhoisa luonne ei ollut niiden tarkkuus tai teho, vaan niiden lukumäärä. Tyypillisen piirityksen aikana tuhansia voidaan ampua vihollisiin.
Tutkijat alkoivat kokeilla tapoja parantaa tarkkuutta. Englantilainen tutkija William Hale kehitti tekniikan, jota kutsutaan spin-stabilointiin. Poistuvat pakokaasut osuivat pieniin siipiin raketin pohjaan, aiheuttaen sen pyörityksen samalla tavalla kuin luoti lennon aikana. Tämän periaatteen muunnelmia käytetään edelleenkin.
Rakettien käyttöä jatkettiin menestyksekkäästi taisteluissa kaikkialla Euroopan mantereella. Itävallan rakettiprikaatiot tapasivat kuitenkin taistelunsa vasta suunniteltujen tykistökappaleiden kanssa sodassa Preussin kanssa. Breech-lastauskanuunat rynnätyillä tynnyreillä ja räjähtävät taistelukärjet olivat paljon tehokkaampia sota-aseita kuin parhaat raketit. Jälleen kerran raketit siirrettiin rauhanaikaisiin käyttötarkoituksiin.
Venäläinen opettaja ja tutkija Konstantin Tsiolkovsky ehdotti avaruustutkimuksen ajatusta vuonna 1898. Vuonna 1903 Tsiolkovsky ehdotti nestemäisten ponneaineiden käyttöä raketteihin suuremman kantaman saavuttamiseksi. Hän totesi, että raketin nopeutta ja kantamaa rajoitti vain pakenevien kaasujen pakokaasunopeus. Tsiolkovskya on kutsuttu nykyaikaisen astronautian isäksi ideoistaan, huolellisesta tutkimuksestaan ja loistavasta näkemyksestään.
Robert H. Amerikkalainen tiedemies Goddard teki 1900-luvun alkupuolella käytännön kokeita kalliopelissä. Hän oli kiinnostunut saavuttamaan korkeammat korkeudet kuin mitä oli mahdollista ilmakevyempiä ilmapalloja varten ja julkaisi pamfletin vuonna 1919, Menetelmä äärimmäisten korkeuksien saavuttamiseen. Se oli matemaattinen analyysi siitä, mitä nykyään kutsutaan meteorologiseksi kuulostavaksi rakettiksi.
Varhaisimmat Goddard-kokeet olivat kiinteän polttoaineen raketeilla. Hän alkoi kokeilla erityyppisiä kiinteitä polttoaineita ja mitata palavien kaasujen pakokaasun nopeutta vuonna 1915. Hän vakuutti, että nestemäisellä polttoaineella voitiin kuljettaa rakettia paremmin. Kukaan ei ollut koskaan ennen rakentanut onnistunutta nestemäistä rakettia. Se oli paljon vaikeampaa kuin kiinteän polttoaineen raketit, jotka vaativat polttoaine- ja happisäiliöitä, turbiineja ja polttokammioita.
Goddard saavutti ensimmäisen onnistuneen lennon nestemäisellä rakettilla 16. maaliskuuta 1926. Nestemäisen hapen ja bensiinin polttoaineena hänen raketti lensi vain kaksi ja puoli sekuntia, mutta se kiipesi 12,5 metriä ja laskeutui 56 metrin päässä kaalilaastariin. Lento ei ollut nykypäivän standardien mukaan masentava, mutta Goddardin bensiiniraketti oli kokonaan uuden aikakauden edelläkävijä rakettilennossa.
Hänen kokeilut nestepolttoainetta käyttävissä raketeissa jatkuivat monien vuosien ajan. Hänen rakettinsa tulivat isommiksi ja lensivat korkeammalle. Hän kehitti gyroskooppijärjestelmän lennonhallintaa varten ja hyötykuormatilan tieteellisiin instrumentteihin. Laskuvarjojen palautusjärjestelmiä käytettiin rakettien ja välineiden palauttamiseksi turvallisesti. Goddardia on kutsuttu saavutuksistaan modernin rocketry-isäksi.
Kolmas suuri avaruuspioneeri, saksalainen Hermann Oberth, julkaisi kirjan vuonna 1923 matkustamisesta avaruuteen. Hänen kirjoitustensa takia monet pienet rakettiyhdistykset nousivat ympäri maailmaa. Yhden tällaisen yhteiskunnan, Verein fur Raumschiffahrt tai Society for Space Travel, muodostuminen johti Saksan V-2-raketti käytetty Lontoota vastaan toisessa maailmansodassa.
Saksalaiset insinöörit ja tutkijat, Oberth mukaan lukien, kokoontuivat Peenemundeen Itämeren rannalle Meri vuonna 1937, missä rakennettiin aikansa edistynein raketti, joka lentäi Wernher von Braun. Saksassa A-4-niminen V-2-raketti oli pieni verrattuna nykypäivän malleihin. Se saavutti suuren työntövoimansa polttamalla nestemäisen hapen ja alkoholin seosta nopeudella noin yksi tonni seitsemän sekunnin välein. V-2 oli valtava ase, joka saattoi tuhota kokonaiset kaupunginosat.
Lontoon ja liittolaisten joukkojen onneksi V-2 tuli liian myöhään sodassa muuttaakseen lopputulostaan. Siitä huolimatta Saksan rakettitieteilijät ja insinöörit olivat jo laatineet suunnitelmat edistyneille ohjuksille, jotka pystyvät kattamaan Atlantin valtamerellä ja laskeutumisen Yhdysvalloissa. Nämä ohjukset olisivat olleet siivekäs yläaste, mutta erittäin pieni hyötykuorma valmiuksia.
Liittolaiset vangitsivat monia käyttämättömiä V-2-komponentteja ja komponentteja Saksan pudotessa, ja monet saksalaiset rakettitutkijat tulivat Yhdysvaltoihin, kun taas toiset menivät Neuvostoliittoon. Sekä Yhdysvallat että Neuvostoliitto käyttivät rokotuksen potentiaalia sotilaallisena aseena ja aloittivat erilaisia kokeellisia ohjelmia.
Yhdysvallat aloitti ohjelman korkealla sijaitsevilla ilmakehän raketteilla, jotka ovat yksi Goddardin varhaisista ideoista. Myöhemmin kehitettiin erilaisia keskipitkän ja pitkän kantaman mannertenvälisiä ballistisia ohjuksia. Niistä tuli lähtökohta Yhdysvaltain avaruusohjelmalle. Ohjukset, kuten Redstone, Atlas ja Titan, laukaisivat lopulta astronautit avaruuteen.
Maailmaa järkytti uutinen Neuvostoliiton 4. lokakuuta 1957 käynnistämästä maata kiertävästä keinotekoisesta satelliitista. Sputnik 1 -niminen satelliitti oli ensimmäinen onnistunut pääsy kilpailuun avaruudesta kahden supervaltion, Neuvostoliiton, välillä. Unioni ja Yhdysvaltojen neuvosto seurasivat satelliitin laukaisua, joka kuljetti alle kuukauden aikana Laika-nimistä koiraa. myöhemmin. Laika selvisi avaruudessa seitsemän päivän ajan ennen nukkumistaan ennen happea saaneensa loppua.
Yhdysvallat seurasi Neuvostoliittoa omalla satelliitillaan muutaman kuukauden kuluttua ensimmäisestä Sputnikista. Yhdysvaltain armeija käynnisti Explorer I: n 31. tammikuuta 1958. Saman vuoden lokakuussa Yhdysvallat järjesti virallisesti avaruusohjelmansa luomalla NASA, Kansallinen ilmailu- ja avaruushallinto. NASAsta tuli siviilivirasto, jonka tavoitteena on tutkia avaruutta rauhanomaisesti kaiken ihmiskunnan hyödyksi.
Yhtäkkiä monet ihmiset ja koneet ajettiin avaruuteen. Astronautit kiertävät maata ja laskeutuivat kuuhun. Robotti avaruusalus matkusti planeetoille. Avaruus avattiin yhtäkkiä etsintään ja kaupalliseen hyödyntämiseen. Satelliittien avulla tutkijat voivat tutkia maailmaa, ennustaa säätä ja kommunikoida hetkessä ympäri maailmaa. Piti rakentaa laaja joukko tehokkaita ja monipuolisia raketteja, kun kysyntä lisääntyneille ja isommille hyötykuormille lisääntyi.
Raketit ovat kehittyneet yksinkertaisista ruutimieslaitteista jättiläisiksi ajoneuvoiksi, jotka kykenevät matkustamaan avaruuteen varhaisimmista löytö- ja kokeilupäivistä lähtien. He ovat avanneet maailmankaikkeuden ihmiskunnan suoriin etsintöihin.