Дальность ракет

Дальность полета всегда была слабым местом ракет. Чтобы аппарат летел дальше, можно увеличить размеры для размещения большего количества пороха или иного вида топлива. Но при этом возрастает вес ракеты, ее труднее привести в действие, а следовательно дальность полета все равно остается ограниченной.
Решение данной проблемы предложил француз Фрезье, а осуществил английский полковник Боксер в 1855 г. Идея заключалась в последовательном соединении двух ракет. Когда задняя секция выгорала, пирозаряд отстреливал ее и воспламенял топливо передней секции. Эта многоступенчатая конструкция обеспечивала большую дальность полета, чем одноступенчатая ракета такого же веса, ведь только часть исходного реактивного снаряда должна была достичь цели. Ракеты Боксера применялись для доставки спасательных тросов с суши на суда, которые потерпели аварии.
Российский ученый Константин Циолковский осознал важность многоступенчатых ракет и уже в 1883 г. доказал, что с их помощью можно совершать полеты в космос. Благодаря его основательной теоретической деятельности в данной сфере Циолковского впоследствии стали называть отцом космонавтики. Однако до таких полетов было еще далеко, и ракеты использовались с другой целью.
Во время 1 мировой войны (1914-18) Англия сбивала немецкие дирижабли неуправляемыми ракетами. После окончания войны в результате неослабевающего интереса к ракетостроению, вызванного трудами Циолковского, СССР первым официально поддержал развитие военной ракетной техники. В 1929 г. исследовательские работы начали осуществлять в Ленинградской лаборатории газодинамики. В 1933 г - эта организация совместно с московской группой изучения реактивного движения (ГИРД) создала ракету с жидкостным ракетным двигателем (ЖРД), которая установила рекорд высоты (5,6 км) в 1936 г. В 1927 г. группа немецких инженеров организовала Общество космических полетов. Под давлением нацистов эта организация была распущена в 1934 г., но отдельные ученые продолжили свои исследования для военных целей. Так были заложены основы лидерства Германии в ракетной технике во время II мировой войны (1939-45). Первую в мире баллистическую ракету «Фау-1» создал выдающийся немецкий конструктор ракет Вернер фон Браун. Она была применена для обстрела Англии в 1944-45 г.

Альтернативные решения

Хотя ракеты с ЖРД используются для относительно коротких полетов на Луну и другие планеты Солнечной системы, скорость, которую они развивают, недостаточная для путешествий в другие звездные системы. Американский космический зонд «Вояджер-2», чтобы развить высокую скорость, использовал силу притяжения Юпитера и таким образом ускорился примерно до 36 000 км/час. Но даже этого безнадежно мало для полетов к звездам. Ближайшая после Солнца звезда - Проксима Центавра - удалена от Земли почти на 40 млн. км, и космическому кораблю, который летит со скоростью Воя-джера-2, понадобится 126 000 лет, чтобы достичь ее. Поэтому ученые пытаются создать более скоростные ракетные двигатели.
Ракеты с ядерным двигателем нельзя запускать с Земли через радиационную опасность для здоровья людей, однако они могут стартовать из космоса. Такие двигатели могут создавать огромную силу тяги за счет серии ядерных взрывов.

Исследования в США

Американским первооткрывателем в области ракетной техники стал физик Роберт Годдард, который возглавил в 1920 г группу энтузиастов им удалось запустить первую в мире ракету с ЖРД в 1926 г. Группа продолжала делать весомый вклад в ракетостроение вплоть до смерти Годдарда в 1945 г. Именно тогда II мировая война закончилась поражением Германии, в результате чего СССР и США получили доступ к ракетным технологиям и помощь со стороны их разработчиков.
Кроме «Фау-1», во время II мировой войны применялись небольшие тактические ракеты, которые запускались с борта самолета или с земли. Обострение «холодной войны» между США и СССР в 1950-е г привело к созданию стратегических ракет межконтинентальных носителей ядерного оружия.

Двигатели на элементарных частицах

Другие предложенные варианты включают превращение водорода в плазму - газообразный поток заряженных частиц. С помощью магнитного поля плазма вытесняется из двигателя и создает тягу. Еще одна идея заключается в использовании электрического поля для выброса из двигателя ионов (заряженных атомов) ртути или цезия. Испытания подтвердили работоспособность такой системы, хотя создаваемая при этом тяга невероятно имела лишь 1 кг на каждые 4 млн. Вт потребляемой электроэнергии. Однако при постепенном ускорении протяжении многих месяцев такая ракета в конце концов может развить огромную скорость.
Ранее рассматривалась еще одна возможность, которая в свое время пришлась по душе писателям фантастам, фотонный двигатель, создающий тягу за счет излучения потока квантов света. Однако и при просто сфокусированном пучке света создаваемая фотонами тяга не сможет сравниться даже с минимальной тягой ионного двигателя.

Искусственные спутники

Такие ракеты давали возможность советским ученым выводить небольшие объекты на орбиту Земли. В октябре 1957 г. прерывистые звуковые сигналы с крошечного искусственного спутника, запущенного СССР, «Спутника-1» возвестили о начале космической эры.
Через четыре месяца в США под руководством фон Брауна был осуществлен соответствующий запуск. Влияние идей этого ученого продолжались вплоть до внедрения программы «Аполлон» в которой была задействована гигантская трехступенчатая ракета «Сатурн-5», доставившая американских астронавтов на Луну в 1969 г.
Согласно третьему закону механики Ньютона (закон действия и противодействия) каждому действию соответствует равное ему противодействие. Это означает: если вы прыгаете с небольшой лодки на берег, энергия вашего прыжка отталкивает лодку от берега. В ракетах используется тот же принцип. Они двигаются за счет выброса потока вещества (обычно газа). Действие энергии газа вызывает противодействие относительно ракеты и заставляет ее лететь. В отличие от реактивных двигателей, которым нужен забор воздуха для сжигания топлива, в ракетах есть все необходимое для движения - это автономные аппараты, способные двигаться в космическом пространстве.

Ракетное топливо

В большинстве ракет твердое или жидкое топливо сжигается в замкнутом объеме, а образующиеся газы выпускаются через одно или несколько сопел относительно небольшого диаметра. Необходимый для сжигания топлива кислород можно получать из химических соединений например, калиевой селитры. В современных ЖРД жидкий кислород часто используется для сжигания таких видов горючего, как керосин, жидкий водород или гидразин (азотно-водородное соединение).
Ракетные двигатели твердого топлива (РДТТ) широко применяются благодаря своей простоте и надежности. Они установлены на большинстве боевых ракет, служат ускорителями некоторых космических аппаратов и иногда как двигатели частей многоступенчатых ракет. Однако для сложных космических полетов отдают предпочтение ЖРД, потому что создаваемая ими тяга легко регулируется. Кроме того, при одинаковой массе топлива ЖРД обеспечивают большую тягу и ускорение, чем РДТТ.

Ракеты в Европе

В 1429 г. французские войска под командованием Жанны Дарк с помощью ракет отстояли Орлеан в сражении против британцев. Впоследствии ракеты были вытеснены более точным оружием - пушками.
Начиная с XVI века ракеты использовались в праздничных фейерверках, сначала в Италии, а затем и в других европейских странах. И лишь в конце XVIII века они снова были применены в боевых действиях. В 1792 г. британские войска в Индии подверглись обстрелу небольшими металлическими ракетами их эффективность оказалась такой большой, что полковник Конгрев решил создать ракетное оружие для британских войск. В 1804 г. он превратил простую ракету на крайне разрушительное оружие с фугасною или зажигательной боевой частью. Но точность попадания этого оружия оставалась низкой примерно до 1844 г., когда англичанин Уильям Хейл изобрел метод стабилизации: изогнутые лопатки в сопле заставляли ракету вращаться во время полета, что придало ей устойчивости.

Ракеты

Ракеты racketi изначально использовались в качестве оружия. Сегодня эти мощные, гигантские аппараты служат для полетов человека в космос и доставки на орбиту искусственных спутников и различного оборудования. Однако ракеты с боеголовками по-прежнему представляют угрозу для жизни на Земле.
Первые ракеты были запущены около 800 лет назад. В начале XIII века их использовали китайцы против монголов. Как и в современном фейерверка, движущей силой китайских ракет был пороховой заряд. Прикрепленные к копьям или стрелам ракеты представляли собой страшное оружие. Монголы были потрясены, но оправились и создали собственные ракеты для войны с арабами. До середины XIII века ракеты имели и арабы. Французские крестоносцы привезли их в Европу.