ロケット工学の原理は最初に2,000年以上前にテストされましたが、実際にはこれらのマシンが宇宙探査のアプリケーションに使用されているのは、過去70年ほどのことです。今日、ロケットは定期的に宇宙船を太陽系の他の惑星に運びます。地球に近づくと、国際宇宙ステーションまで物資を運ぶロケットは地球に戻り、自分で着陸して再び使用できます。
初期のロケット
数千年前に使用されたロケット技術の話があります。たとえば、紀元前400年頃、ギリシャの哲学者で数学者であるArchytasは、ワイヤーに吊り下げられた木のハトを自慢して見ました。 NASAによれば、鳩は蒸気を逃がすことによって押し流されました。
鳩の実験から約300年後、アレクサンドリアの英雄がエオリパイル(英雄のエンジンとも呼ばれる)を発明したと言われ、NASAは付け加えました。球形の装置は沸騰した水のプールの上に置かれました。蒸し水からのガスは球の内部に入り、反対側にある2つのL字型の管を通って逃げました。逃げる蒸気によって発生する推力は、球を回転させました。
歴史家は、中国が西暦1世紀頃に最初の実際のロケットを開発したと信じています。それらは、現代の花火と同様に、宗教的なお祭りの際のカラフルなディスプレイに使用されました。
次の数百年の間、ロケットは主に軍事兵器として使用され、1800年代初頭にイギリス軍によって開発されたCongreveロケットと呼ばれるバージョンが含まれていました。
ロケットの父
現代では、今日の宇宙飛行で働く人々は、最初のロケットを宇宙に押し上げるのを助けた3人の「ロケットの父」をしばしば認めます。宇宙探査にロケットが使われているのを見るのに十分長く生き残ったのは3つのうちの1つだけでした。
NASAによると、ロシアのコンスタンティンE.ツィオルコフスキー(1857-1935)は、ロシアの航空雑誌で1903年に現在「ロケット方程式」として知られているものを発表しました。方程式は、ロケットの速度と質量の関係、およびロケットの速度に関係していますガスは、推進剤システムの排気口から出るとき、どれだけの推進剤があるかを示しています。ツィオルコフスキーは、1929年に多段ロケットの理論も発表した。
ロバートゴダード(1882-1945)は、1926年3月16日にマサチューセッツ州オーバーンで最初の液体燃料ロケットを空輸したアメリカの物理学者でした。彼は、液体燃料ロケットの使用と、 NASAによると、固体燃料を使用する3段ロケット。
Hermann Oberth(1894-1989)はルーマニアで生まれ、後にドイツに引っ越しました。 NASAによれば、彼は幼い頃にロケットに興味を持ち、14歳のとき、自分の排気だけを使って宇宙を移動できる「反動ロケット」を想像しました。大人として、彼の研究には多段式ロケットと、ロケットを使用して地球の重力を逃れる方法が含まれていました。彼の遺産は、第二次世界大戦中にナチスドイツ向けのV-2ロケットの開発を手助けしたという事実によって汚染されています。ロケットはロンドンの破壊的な爆撃に使用されました。宇宙探査が始まってから数十年生きたオーベルトは、ロケットが人々を月まで連れて行き、再利用可能なスペースシャトルの搭乗員が宇宙に何度も何度も行くのを見ました。
宇宙飛行中のロケット
第二次世界大戦後、ドイツのロケット科学者数人がソビエト連邦と米国の両方に移住し、1960年代の宇宙競争でそれらの国を支援しました。このコンテストでは、両国は宇宙をフロンティアとして使用し、技術的および軍事的優位性を示すために競いました。
ロケットは、核実験後に上層大気の放射線測定にも使用されました。核爆発は、1963年の核実験禁止条約の後、大部分が中止されました。
ロケットは地球の大気の中でうまく機能しましたが、それらを宇宙に送る方法を理解することは困難でした。ロケット工学はまだ始まったばかりであり、コンピュータはシミュレーションを実行するのに十分強力ではありませんでした。これは、ロケットが発射台を離れてから数秒または数分で劇的に爆発することで、多くの飛行試験が終了したことを意味しました。
しかし、時間と経験により、進歩がありました。 1957年10月4日にソビエト衛星を打ち上げたスプートニクミッションで、ロケットが初めて宇宙に何かを送るために使用されました。いくつかの失敗した試みの後、米国はその探査機1を持ち上げるためにジュピターCロケットを使用しました1958年2月1日に衛星に搭載されました
ロケットを使って人々を宇宙に送り込むのに十分な自信を両国が感じるまでには、さらに数年かかりました。両国とも動物(サルや犬など)から始まりました。ロシアの宇宙飛行士ユーリガガーリンは、1961年4月12日に地球を去り、多軌道飛行用のボストークKロケットに乗って、最初の宇宙人でした。約3週間後、アランシェパードはレッドストーンロケットで最初のアメリカの準軌道飛行を行いました。数年後のNASAのマーキュリープログラムで、エージェンシーは軌道を達成するためにアトラスロケットに切り替え、1963年にジョングレンはアメリカ人が最初に地球を軌道に乗じました。
月を目指すとき、NASAは土星Vロケットを使用しました。高さ363フィートには3つのステージがあり、最後のステージは地球の重力から離れるのに十分強力なように設計されています。ロケットは1969年から1972年の間に6つの月面着陸ミッションを成功裏に打ち上げました。ソビエト連邦はN-1と呼ばれる月ロケットを開発しましたが、そのプログラムは、数々の遅延と致命的な爆発を含む問題の後、永久に中断されました。
NASAのスペースシャトルプログラム(1981〜2011)では、液体ロケットとは異なり、ロケットを止めることができないため、固体ロケットを使用して人間を宇宙空間に押し上げました。これは注目に値します。シャトル自体には3つの液体燃料エンジンがあり、側面には2つの固体ロケットブースターが取り付けられていました。 1986年に、固体ロケットブースターのOリングが故障して壊滅的な爆発を引き起こし、スペースシャトルチャレンジャーに乗っていた7人の宇宙飛行士を殺害しました。固体ロケットブースターは事件の後で再設計されました。
ロケットはそれ以来、宇宙船を太陽系の遠方に送り込むために使用されてきました。1960年代初頭の月、金星、火星を過ぎて、その後、数十の月や惑星の探査に拡大しました。ロケットは太陽系全体に宇宙船を運んできたため、天文学者はすべての惑星(および準惑星冥王星)、多くの月、彗星、小惑星、およびより小さな物体の画像を得ることができます。そして、強力で高度なロケットにより、ボイジャー1号宇宙船は太陽系を離れて星間空間に到達することができました。
未来のロケット
現在、多くの国のいくつかの企業(たとえば、米国、インド、ヨーロッパ、ロシア)が無人ロケットを製造しており、軍用および民間用のペイロードを宇宙に定期的に送っています。
科学者やエンジニアは、さらに高度なロケットの開発に向けて継続的に取り組んでいます。ポールアレンとバートルータンが支援する航空宇宙設計会社のストラトローンチは、民間航空機を使用して衛星を打ち上げることを目指しています。 SpaceXとBlue Originは、再利用可能な第1段ロケットも開発しています。 SpaceXには、国際宇宙ステーションに定期的に貨物を運ぶ再利用可能なFalcon 9ロケットが搭載されています。 [写真:SpaceXの最初のファルコン重ロケット打ち上げ成功!]
専門家は、将来のロケットはより大きな衛星を宇宙に運ぶことができ、同時に複数の衛星を運ぶことができると予測しています、とロサンゼルス・タイムズは報告しました。これらのロケットは、新しい複合材料、電子機器の進歩、さらには人工知能を使用して作業を行うことができます。将来のロケットは、メタンなど、今日のロケットで使用されているより伝統的な灯油よりも環境にやさしい異なる燃料を使用する可能性もあります。