Los cohetes de hoy son colecciones notables de ingenio humano que tienen su raíces en la ciencia y tecnología del pasado. Son consecuencia natural de literalmente miles de años de experimentación e investigación sobre cohetes y propulsión de cohetes.
Uno de los primeros dispositivos que empleó con éxito los principios del vuelo de cohetes fue un pájaro de madera. Un griego llamado Archytas vivía en la ciudad de Tarentum, ahora parte del sur de Italia, alrededor del año 400 a. C. Archytas desconcertó y divirtió a los ciudadanos de Tarentum al volar una paloma hecha de madera. El vapor que escapaba impulsó al pájaro cuando estaba suspendido en los cables. La paloma usó el principio de acción-reacción, que no se declaró como derecho cientifico hasta el siglo 17.
Héroe de Alejandría, otro griego, inventó un dispositivo similar a un cohete llamado eolípilo unos trescientos años después de la paloma de Archytas. También utilizaba vapor como gas propulsor. Hero montó una esfera encima de un hervidor de agua. Un incendio debajo de la caldera convirtió el agua en vapor, y el gas viajó a través de las tuberías hacia la esfera. Dos tubos en forma de L en lados opuestos de la esfera permitieron que el gas escapara y le dieron un empuje a la esfera que hizo que girara.
Según los informes, los chinos tenían una forma simple de pólvora hecha de salitre, azufre y polvo de carbón en el primer siglo A.D. Llenaron tubos de bambú con la mezcla y los arrojaron al fuego para crear explosiones durante los religiosos. festivales
Probablemente, algunos de esos tubos no explotaron y, en cambio, salieron de las llamas, impulsados por los gases y chispas producidos por la pólvora en llamas. Los chinos comenzaron a experimentar con los tubos llenos de pólvora. Ataron tubos de bambú a las flechas y los lanzaron con arcos en algún momento. Pronto descubrieron que estos tubos de pólvora podían lanzarse solo por la energía producida por el gas que escapaba. Nació el primer cohete verdadero.
Se informa que el primer uso de cohetes verdaderos como armas ocurrió en 1232. Los chinos y los mongoles estaban en guerra entre ellos, y los chinos repelieron Invasores mongoles con un aluvión de "flechas de fuego volador" durante la batalla de Kai-Keng.
Estas flechas de fuego eran una forma simple de un cohete de propulsión sólida. Un tubo, tapado en un extremo, contenía pólvora. El otro extremo se dejó abierto y el tubo se ató a un palo largo. Cuando se encendió el polvo, la rápida combustión del polvo produjo fuego, humo y gas que escaparon por el extremo abierto, produciendo un empuje. El palo actuó como un simple sistema de guía que mantuvo el cohete en una dirección general mientras volaba por el aire.
No está claro qué tan efectivas fueron estas flechas de fuego volador como armas de destrucción, pero sus efectos psicológicos en los mongoles deben haber sido formidables.
En Inglaterra, un monje llamado Roger Bacon trabajó en formas mejoradas de pólvora que aumentaron enormemente el alcance de los cohetes.
En Francia, Jean Froissart descubrió que se podían lograr vuelos más precisos lanzando cohetes a través de tubos. La idea de Froissart fue la precursora de la bazuca moderna.
Los cohetes cayeron en desgracia como armas de guerra en el siglo XVI, aunque todavía se usaban para fuegos artificiales muestra. Johann Schmidlap, un fabricante alemán de fuegos artificiales, inventó el "cohete escalonado", un vehículo de varias etapas para levantar fuegos artificiales a altitudes más altas. Un gran cohete de primera etapa llevaba un cohete más pequeño de segunda etapa. Cuando el gran cohete se quemó, el más pequeño continuó a una altitud más alta antes de bañar el cielo con cenizas brillantes. La idea de Schmidlap es básica para todos los cohetes que van al espacio exterior hoy.
Un funcionario chino menos conocido llamado Wan-Hu introdujo cohetes como medio de transporte. Montó una silla voladora propulsada por cohete con la ayuda de muchos asistentes, uniendo dos cometas grandes a la silla y 47 cohetes de flecha de fuego a las cometas.
Wan-Hu se sentó en la silla el día del vuelo y dio la orden de encender los cohetes. Cuarenta y siete asistentes de cohetes, cada uno armado con su propia antorcha, se apresuraron a encender los fusibles. Hubo un tremendo rugido acompañado de ondulantes nubes de humo. Cuando el humo se disipó, Wan-Hu y su silla voladora se habían ido. Nadie sabe con certeza qué le sucedió a Wan-Hu, pero es probable que él y su silla se hayan volado en pedazos porque las flechas de fuego eran tan propensas a explotar como a volar.
La base científica para el viaje espacial moderno fue presentada por el gran científico inglés Sir Isaac Newton durante la última parte del siglo 17. Newton organizó su comprensión del movimiento físico en tres leyes científicas que explicaban cómo funcionaban los cohetes y por qué pueden hacerlo en el vacío del espacio exterior. Las leyes de Newton pronto comenzaron a tener un impacto práctico en el diseño de cohetes.
Experimentadores y científicos en Alemania y Rusia comenzaron a trabajar con cohetes con masas de más de 45 kilogramos en el siglo XVIII. Algunos eran tan poderosos que sus llamas de escape escapaban de agujeros profundos en el suelo antes del despegue.
Los cohetes experimentaron un breve renacimiento como armas de guerra a fines del siglo XVIII y principios del siglo XIX. El éxito de los bombardeos de cohetes indios contra los británicos en 1792 y nuevamente en 1799 llamó la atención. del coronel William Congreve, experto en artillería, que se propuso diseñar cohetes para uso de los británicos militar.
Los cohetes Congreve tuvieron mucho éxito en la batalla. Usados por barcos británicos para golpear a Fort McHenry en la Guerra de 1812, inspiraron a Francis Scott Key a escribir sobre "el resplandor rojo de los cohetes" en su poema que luego se convertiría en el Estandarte estrellado.
Sin embargo, incluso con el trabajo de Congreve, los científicos no habían mejorado mucho la precisión de los cohetes desde los primeros días. La naturaleza devastadora de los cohetes de guerra no era su precisión o poder, sino su número. Durante un asedio típico, miles podrían ser disparados contra el enemigo.
Los investigadores comenzaron a experimentar con formas de mejorar la precisión. William Hale, un científico inglés, desarrolló una técnica llamada estabilización de giro. Los gases de escape que se escaparon golpearon pequeñas paletas en el fondo del cohete, haciendo que girara como una bala en vuelo. Las variaciones de este principio todavía se usan hoy.
Los cohetes continuaron siendo utilizados con éxito en batallas en todo el continente europeo. Sin embargo, las brigadas de cohetes austríacos se encontraron con piezas de artillería recién diseñadas en una guerra con Prusia. Los cañones de carga de calzones con barriles estriados y ojivas explosivas eran armas de guerra mucho más efectivas que los mejores cohetes. Una vez más, los cohetes fueron relegados a usos en tiempos de paz.
Konstantin Tsiolkovsky, un maestro de escuela y científico ruso, propuso por primera vez la idea de la exploración espacial en 1898. En 1903, Tsiolkovsky sugirió el uso de propulsores líquidos para cohetes para lograr un mayor alcance. Afirmó que la velocidad y el alcance de un cohete estaban limitados solo por la velocidad de escape de los gases que escapan. Tsiolkovsky ha sido llamado el padre de la astronáutica moderna por sus ideas, investigación cuidadosa y gran visión.
Robert H. Goddard, un científico estadounidense, realizó experimentos prácticos en cohetería a principios del siglo XX. Se había interesado en alcanzar altitudes más altas que las posibles para globos más ligeros que el aire y publicó un folleto en 1919, Un método para alcanzar altitudes extremas. Fue un análisis matemático de lo que hoy se llama el cohete de sondeo meteorológico.
Los primeros experimentos de Goddard fueron con cohetes de propulsión sólida. Comenzó a probar varios tipos de combustibles sólidos y a medir las velocidades de escape de los gases ardientes en 1915. Se convenció de que un cohete podría impulsarse mejor con combustible líquido. Nadie había construido antes un cohete propulsor líquido exitoso. Fue una tarea mucho más difícil que los cohetes de propulsión sólida, ya que requería tanques de combustible y oxígeno, turbinas y cámaras de combustión.
Goddard logró el primer vuelo exitoso con un cohete propulsor líquido el 16 de marzo de 1926. Impulsado por oxígeno líquido y gasolina, su cohete voló durante solo dos segundos y medio, pero trepó 12.5 metros y aterrizó a 56 metros en un área de repollo. El vuelo no fue impresionante para los estándares actuales, pero el cohete de gasolina de Goddard fue el precursor de una era completamente nueva en el vuelo de cohetes.
Sus experimentos en cohetes propulsores líquidos continuaron durante muchos años. Sus cohetes se hicieron más grandes y volaron más alto. Desarrolló un sistema de giroscopio para control de vuelo y un compartimento de carga útil para instrumentos científicos. Se emplearon sistemas de recuperación de paracaídas para devolver cohetes e instrumentos de forma segura. Goddard ha sido llamado el padre de los cohetes modernos por sus logros.
Un tercer gran pionero del espacio, Hermann Oberth de Alemania, publicó un libro en 1923 sobre los viajes al espacio exterior. Muchas sociedades de cohetes pequeños surgieron en todo el mundo debido a sus escritos. La formación de una de esas sociedades en Alemania, la Verein fur Raumschiffahrt o Society for Space Travel, condujo al desarrollo de Cohete V-2 utilizado contra Londres en la Segunda Guerra Mundial.
Ingenieros y científicos alemanes, incluido Oberth, se reunieron en Peenemunde a orillas del Báltico Mar en 1937, donde el cohete más avanzado de su tiempo fue construido y volado bajo la dirección de Wernher von Braun. El cohete V-2, llamado A-4 en Alemania, era pequeño en comparación con los diseños actuales. Logró su gran impulso al quemar una mezcla de oxígeno líquido y alcohol a una velocidad de aproximadamente una tonelada cada siete segundos. El V-2 era un arma formidable que podía devastar manzanas enteras.
Afortunadamente para Londres y las fuerzas aliadas, el V-2 llegó demasiado tarde en la guerra para cambiar su resultado. Sin embargo, los científicos e ingenieros de cohetes de Alemania ya habían establecido planes para misiles avanzados capaces de abarcar el Océano Atlántico y el aterrizaje en los EE. UU. Estos misiles habrían tenido etapas superiores aladas pero una carga útil muy pequeña capacidades.
Muchos aliados y componentes V-2 no utilizados fueron capturados por los aliados con la caída de Alemania, y muchos científicos alemanes de cohetes llegaron a los EE. UU., Mientras que otros fueron a la Unión Soviética. Tanto Estados Unidos como la Unión Soviética se dieron cuenta del potencial de los cohetes como arma militar y comenzaron una variedad de programas experimentales.
Estados Unidos comenzó un programa con cohetes de sonido atmosférico a gran altitud, una de las primeras ideas de Goddard. Posteriormente se desarrolló una variedad de misiles balísticos intercontinentales de mediano y largo alcance. Estos se convirtieron en el punto de partida del programa espacial de EE. UU. Misiles como Redstone, Atlas y Titan eventualmente lanzarían astronautas al espacio.
El mundo quedó atónito ante la noticia de un satélite artificial en órbita terrestre lanzado por la Unión Soviética el 4 de octubre de 1957. Llamado Sputnik 1, el satélite fue la primera entrada exitosa en una carrera por el espacio entre dos naciones de superpotencia, el soviet Unión y EE. UU. Los soviéticos siguieron con el lanzamiento de un satélite que transportaba a un perro llamado Laika a bordo en menos de un mes más tarde. Laika sobrevivió en el espacio durante siete días antes de quedarse dormida antes de que se agotara su suministro de oxígeno.
Estados Unidos siguió a la Unión Soviética con un satélite propio unos meses después del primer Sputnik. Explorer I fue lanzado por el ejército de los EE. UU. El 31 de enero de 1958. En octubre de ese año, Estados Unidos organizó formalmente su programa espacial creando NASA, la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio. La NASA se convirtió en una agencia civil con el objetivo de la exploración pacífica del espacio en beneficio de toda la humanidad.
De repente, muchas personas y máquinas fueron lanzadas al espacio. Los astronautas orbitaron la tierra y aterrizaron en la luna. Nave espacial robot viajó a los planetas. El espacio se abrió de repente a la exploración y la explotación comercial. Los satélites permitieron a los científicos investigar nuestro mundo, pronosticar el clima y comunicarse instantáneamente en todo el mundo. Se tuvo que construir una amplia gama de cohetes potentes y versátiles a medida que aumentaba la demanda de más y mayores cargas útiles.
Los cohetes han evolucionado de simples dispositivos de pólvora a vehículos gigantes capaces de viajar al espacio exterior desde los primeros días de descubrimiento y experimentación. Han abierto el universo a la exploración directa de la humanidad.