Перша ракета на рідкому паливі: унікальна ідея Роберта Ґоддарда, з якої глузували вчені

Про використання замість палива рідких водню і кисню ще у 1903 році заговорив один із засновників ракетобудування та сучасної космонавтики, радянський вчений польського походження Костянтин Ціолковський. Проте перший робочий двигун, який працював на такому паливі, вдалося створити лише через 23 роки.

Зверніть увагу Сприяв створенню гелікоптера: як іспанець Сієрва винайшов новий літальний апарат

Попри те, що Роберту Ґоддарду, який створив таку ракету, довелося зіткнутися з труднощами і навіть глузуваннями над його працею, згодом він прославився на весь світ.

Початок наукової кар'єри Роберта Ґоддарда

Роберт Ґоддард родом із містечка Вустер штату Массачусетс. Він захоплювався наукою з дитинства, і це зацікавлення усіляко заохочував його батько. Коли Роберту виповнилося 22 роки, хлопець вступив до місцевого політехнічного інституту, а згодом продовжив навчання в Університеті Кларка.

Після закінчення навчання Ґоддард здобув ступінь магістра фізики й залишився працювати в університеті викладачем. Окрім того, майбутній винахідник займався науковими дослідженнями в Принстонському університеті й у 1919 році отримав звання професора.

Роберт Ґоддард в Університеті Кларка / Фото Flickr

Разом з тим Роберт Ґоддард увесь свій вільний час присвячував вивченню можливості створення апаратів для виходу в космічний простір.

Ще у 1907 році було опубліковано його наукову статтю "Навігація у космічному просторі". У ній вчений пропонував застосувати метод стабілізації апаратів за допомогою гіроскопа. А ще через 2 роки було опубліковано його дослідження на тему використання замість палива для ракет рідкого водню, який би окислювався киснем.

До цього часу паливом для апаратів слугувала суміш твердих речовин. Перші лабораторні випробування реактивних двигунів Ґоддард провів у 1912 році і почав працювати над розрахунком маси палива, яка необхідна для вертикального запуску ракети.

Читайте також Врятував десятки тисяч євреїв: як Радянський Союз приховував відомості про Рауля Валленберга

Вже у 1914 році він отримав перші патенти на свої винаходи багатоступеневих ракет, як на твердому, так і на рідкому паливі. Тоді ж дослідник захворів на туберкульоз, проте це не завадило йому продовжити розробки. Впродовж 1915 він невпинно працював над виготовленням перших прототипів ракет.

Статичні випробування були успішними, що підтверджувало теорію Ґоддарда про можливість виведення таких ракет у відкритий космос.

Проблеми з фінансуванням досліджень

Весь цей час науковець займався дослідженнями власним коштом, але згодом заощадження вичерпались. Ґоддарду було необхідно знайти фінансову підтримку. На деякий час спонсором його подальших розробок став Смітсонівський інститут.

У офіційному листі до керівництва дослідник описав свої ідеї та стверджував, що може створити ракету, яка підійматиме вагу 1 фунт на висоту 232 милі. Так, у 1917 році Ґоддард отримав від інституту 5-річний грант на суму 5 тисяч доларів. Крім цього:

• в Університеті Кларка йому виділили лабораторію для проведення експериментів, а також 3,5 тисячі доларів на дослідження;
• Політехнічний інститут, де колись Ґоддард навчався, надав занедбане приміщення для практичних експериментів.

Під час Першої світової війни дослідження також фінансувало військове відомство США. Для нього науковець розробляв пускові установки, які передували сучасним гранатометам. Проте після підписання Комп'єнського перемир'я грошова підтримка з цього боку припинилася.

Ґоддард завантажує базуку у 1918 році / Фото Вікіпедії

Наприкінці 1919 року за сприяння Смітсонівського інституту було опубліковано працю дослідника під назвою "Метод досягнення крайніх висот". У ній Ґоддард описав свою математичну теорію польотів ракет, дослідження з використанням твердого палива на основі бездимного пороху.

Також він висловився щодо наміру і розрахунків для створення ракети-носія, яка буде здатна подолати земне тяжіння. Згодом науковець заговорив про ідею запуску ракет на Місяць та до планет Сонячної системи, з метою отримувати знімки їхніх поверхонь за допомогою зондів.

Як професора фізики висміювали за оригінальні ідеї

Саме обладнання для фотографування, за теорією Ґоддарда, могло б працювати у космосі від сонячної енергії. Через деякий час ці статті викликали шквал негативних відгуків щодо дослідника. Його висміювали у ЗМІ і стверджували, що професор фізики зовсім необізнаний в азах своєї спеціальності. Вибачення щодо таких закидів у бік науковця прозвучали, але через багато років, коли Ґоддарда вже й не було серед живих.

За життя науковця зовсім не бентежив такий публічний осуд. Він продовжував сумлінно працювати, і в листопаді 1923 року провів перші успішні експерименти щодо ракети з двигуном на рідкому паливі. Для окислення водню Ґоддард використав суміш бензину та рідкого кисню.

Запуск першої ракети з двигуном на рідкому паливі

Досліднику знадобилося ще 3 роки, щоб вдосконалити свій винахід. Тож перший запуск такої ракети відбувся у 1926 році.

16 березня у містечку Оберн, на фермі своєї тітки, Роберт Ґоддард здійснив успішний запуск першої у світі ракети, яка працювала на рідкому паливі. Під час урочистого запуску його підтримувала дружина і двоє колег з університету.

Сам апарат важив 5 кілограмів. За 2,5 секунди він злетів на приблизно 13 метрів і впав за кілька десятків метрів від місця старту.

Роберт Ґоддард зі своїм винаходом / Фото NASA

Такий успіх неабияк надихнув науковця, тож він продовжив працювати над вдосконаленням винаходу. Новина про це відкриття поширилася країною і невдовзі про неї дізнався відомий авіатор Чарльз Ліндберг.

До теми Чарльз Ліндберг: вражаючі факти з життя пілота, який першим перелетів Атлантичний океан

Він забажав познайомитися з дослідником і побачити винахід. Ракета справила на пілота неабияке враження, тож він вирішив допомогти науковцю з пошуком додаткового фінансування експериментів. Попри те, що у світі розпочалася найбільша економічна криза, спонсора знайти вдалося.

Так, за допомогою Ліндберга та фонду промислового магната Деніела Гуггенхайма, з 1930 по 1934 роки Ґоддард отримав 100 тисяч доларів. Тоді ж науковець переїхав у місто Розвелл, штат Нью-Мексико. Там він з командою побудував ракету, яка під час запуску піднялася на майже 1,5 кілометра, а потім, змінивши траєкторію руху, пролетіла ще 4 кілометри, розвинувши при цьому швидкість 880 кілометрів на годину.

Подальші випробування Ґоддарда вже не були такими успішними

Далі Ґоддард працював над збільшенням маси літальних апаратів, проте наступні випробування вже не були дуже успішними.

Довідка. Впродовж свого життя дослідник запатентував понад 200 різних розробок у сфері ракетної техніки. Також він провів 31 успішний запуск ракет. Найдовший з них тривав 22,3 секунди, тоді апарат сягнув близько 3 кілометрів висоти. Але зацікавити широке коло ракетами на рідкому паливі йому так і не вдалося.

Представники потенційних сфер використання не бачили перспективи у застосуванні цього різновиду літальних апаратів. За кілька місяців до своєї смерті Ґоддард почав роботу над системою управління рідинного ракетного двигуна. Такі двигуни згодом почали встановлювати на військових літаках, завдяки чому їм вдавалося розвивати рекордні швидкості.

Роберт Ґоддард зробив великий внесок у розвиток космонавтики та ракетобудування. На його честь названо велику дослідницьку лабораторію НАСА – Центр космічних польотів імені Ґоддарда.

Центр космічних польотів імені Ґоддарда / Фото Flickr

У липні 1969 року астронавт Юджин Олдрін під час польоту на Місяць взяв на борт автобіографію Роберта Ґоддарда. Таким чином вона стала першою книгою, яка побувала на супутнику Землі.