هذا اليوم في التاريخ: روبرت H. غودارد يقوم بأول اختبار طيران لصاروخ ذو وقود

2024 مؤلف: Sherilyn Boyd | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-16 09:38

هذا اليوم في التاريخ: 16 مارس 1926

في هذا اليوم من التاريخ ، 1926 ، أجرى روبرت جودارد أول اختبار طيران لصاروخ وقود سائل في أوبورن ، ماساتشوستس. وقود البنزين والأوكسجين السائل الذي يعمل على حرق الصواريخ لحوالي 20 ثانية قبل أن يرفع عن الأرض ويرتفع بعد ذلك إلى ارتفاع 41 قدما ، ليصل إلى سرعة قصوى تبلغ 60 ميل في الساعة. ولسوء الحظ ، كانت الكاميرا التي استخدمها إستر جودارد لتصوير أول رحلة طيران خارج الفيلم قبل أن يتمكن الصاروخ من مغادرة الأرض ، لذلك لا يوجد فيديو للحدث كما كان سيحدث.

سجل غودارد ما يلي حول هذا الإطلاق في مذكراته:

مارس 16. ذهب إلى أوبورن مع Sachs في الساعة. أستير والسيد Roope خرج في 1 بعد الظهر. حاول الصاروخ في 2.30. ارتفع 41 قدما وذهب 184 قدما ، في 2.5 ثانية ، بعد أن أحرق النصف السفلي من فوهة. جلبت مواد للمختبر….

على الرغم من أن الإطلاق قد تم سحبه ، إلا أن الصاروخ لم يرتفع في البداية ، ولكن الشعلة خرجت ، وكان هناك هدير ثابت. بعد عدد من الثواني ارتفع ، ببطء حتى تطهير الإطار ، ثم في سرعة القطار السريع ، التقويس إلى اليسار ، وضرب الجليد والثلوج ، لا تزال تسير بمعدل سريع.

كان جودارد يقوم بالتجارب على الصواريخ التي تعمل بالوقود السائل منذ عام 1921. قبل ذلك ، جرب استخدام تيار من الشحنات الصلبة الناريّة السريعة ، لكن هذا أثبت أنه غير عملي ، لذا تحول إلى استخدام الوقود السائل. وهو ما فكر به أولاً في ورقة كتبها في 2 فبراير 1909 ، لكنه لم يتابعها في ذلك الوقت. وقد نجح في النهاية في إنشاء محرك لصاروخ يعمل بالوقود السائل في عام 1923 وتحسن بشكل مطرد في التصميم واختباره في رفوف ثابتة في المختبر.

كان تصميمه الصاروخي الأولي الذي يعمل بالوقود السائل يحتوي على غرفة الاحتراق في الجزء العلوي من الصاروخ مع خزان الوقود في الظهر ، محمية بشدة من الحرارة (كما ترون في الصورة). لقد فعل ذلك بهذه الطريقة ، حيث كان يعتقد أن هذا من شأنه أن يحسن الاستقرار من خلال وجود قوة الدفع في المؤخرة. بعد هذه الرحلة التجريبية ، أدرك أن هذا التصميم لم يجعل من الصاروخ أكثر استقرارًا وبالتالي تم تعديله لوضع غرفة الاحتراق في الجزء الخلفي من الصاروخ ، وهو أكثر ملاءمة. وبعد خمس سنوات ، بدت صواريخه تبدو الآن إلى حد كبير مع ظهور الصواريخ اليوم وبدأ في التركيز على جعلها أكثر استقرارًا باستخدام نظام توجيه جيروسكوبي. سرعان ما نجح في إنشاء مثل هذا النظام التوجيهي ، وفي 28 مارس 1935 ، أطلق صاروخ A-5 إلى ارتفاع 4800 قدم ، في حين حقق سرعات تفوق سرعة الصوت على تلك الرحلة.

بدأت أحلام جودارد يومًا ما ببناء جهاز يمكنه إطلاق رجل إلى القمر وما بعده ، بدأ في عام 1899 ، بينما كان يشذب شجرة الكرز. هذا هو حسابه للحدث:

بعد ظهر يوم 19 أكتوبر 1899 ، تسلقت شجرة الكرز الطويلة ، وبدأت في تقليم الأطراف الميتة من شجرة الكرز ، مسلحين بمنشار لا يزال لدي ، وأداة. كانت واحدة من فترات ما بعد الظهيرة الهادئة والمليئة بالجمال الهائل التي نمتلكها في أكتوبر في نيو إنغلاند ، وعندما كنت أتطلع نحو الحقول في الشرق ، تخيلت كم سيكون رائعا أن نجعل بعض الأجهزة التي كان من الممكن حتى أن تصعد إلى المريخ ، وكيف سيبدو على نطاق صغير ، إذا تم إرساله من مرج عند قدمي … كنت صبيا مختلفا عندما نزلت الشجرة من عندما صعدت للوجود في نهاية الأمر بدا غريبا جدا.

احتفل لاحقاً بعطلة شخصية في 19 أكتوبر ، "يوم الذكرى". حلمه باستخدام صاروخ للوصول إلى القمر وخارجه جعله سخرية في وسائل الإعلام. نشأ هذا في المقام الأول عن تقرير منشور في عام 1920 ، حيث أوجز تجربة لإطلاق صاروخ على القمر ، ثم حمل الصاروخ محملاً بمسحوق فلاش من شأنه أن يشتعل عندما يضرب القمر. هذا من شأنه أن يسمح للناس على الأرض بمقاريب قوية بما يكفي لرؤية الفلاش ، وبالتالي يكونوا قادرين على تأكيد أن الصاروخ قد وصل إلى القمر. في 13 يناير 1920 ، اليوم التالي لنشر تقريره ؛ ال نيويورك تايمز كان له ما يلي ليقوله في افتتاحية:

بعد أن يخرج الصاروخ من الهواء وينطلق فعلاً في رحلته الطويلة ، لن يتم تسريعه أو الحفاظ عليه بسبب انفجار التهم التي ربما غادرها. الادعاء بأن الأمر سيكون هو إنكار قانون أساسي من الديناميكيات ، ولا يتم الترخيص إلا للدكتور أينشتاين ودسه المختار ، القلة والمتناسبة ، للقيام بذلك.

لا يعرف هذا الأستاذ جودارد مع "كرسيه" في كلية كلارك وحساب مؤسسة سميثسونيان ، علاقة الفعل ورد الفعل ، والحاجة إلى الحصول على شيء أفضل من الفراغ الذي يمكن أن يستجيب له - لنقول أنه سيكون سخيف. بطبيعة الحال ، يبدو أنه يفتقر إلى المعرفة المحصورة يوميًا في المدارس الثانوية.

وبالطبع ، كان مراسل الصحيفة هو الذي كان لديه فهم خاطئ للفيزياء ، وليس غودارد ، الذي كان أستاذا للفيزياء. في الواقع ، أدرك جودارد أن هذا ممكن في حين أنه لا يزال في المدرسة الثانوية عندما قرأ كتاب Principia Mathematica من نيوتن ورأى أن قانون نيوتن الثالث سيسمح بشيء في فراغ الفضاء ليكون قابلاً للملاحة. يشير بيان المحرر أعلاه إلى حد ما إلى هذا القانون ، لكنه لا يدرك أن الصاروخ الذي يخرج وقوده بسرعة عالية يوفر "الفعل ورد الفعل" اللازمين لتوفير قوة دافعة في فراغ.

كان رد جودارد على هذا النقد في البداية غير علمي على الإطلاق ، ببساطة ، "كل رؤية هي نكتة حتى يحققها الرجل الأول ؛ عندما تتحقق ، يصبح أمرًا شائعًا."

في عام 1924 ، كان لديه استجابة أكثر علمية. نشر ورقة في العلوم الشعبية الشهرية حيث قام بتوضيح تجربة قام بها للتو لإثبات بشكل قاطع ، بالنسبة لأولئك الذين ما زالوا يشكون ، أن الصاروخ يعمل في فراغ. في هذه التجربة ، أظهر أن الصاروخ يعمل بشكل أفضل في الفراغ. وعلى وجه التحديد ، أجري 50 اختبارًا لصاروخ في غرفة كان بها ضغط جوي طبيعي 1/1500. ليس فقط أن الصاروخ لا يزال يوفر قوة دافعة في هذه البيئة ، لكنه في الواقع قدم دفعة أكثر 20 ٪ من نفس الإعداد والاختبار القيام به مع الضغط الجوي العادي.

وعلى الرغم من هذا الدليل القاطع ، إلا أن وسائل الإعلام كانت تنتقده في هذه المرحلة. لم يكن حتى اليوم التالي لإطلاق أبولو 11 ، بينما كان في طريقه إلى القمر ، أن نيويورك تايمز نشر التراجع عن بياناتهم في عام 1920:

لقد أكّد المزيد من التحرّي والتجريب النتائج التي توصل إليها إسحاق نيوتن في القرن السابع عشر ، ومن المؤكد الآن أنّ الصاروخ يمكن أن يعمل في فراغ وفي جو. تايمز تأسف لهذا الخطأ.

جودارد يقتبس:

وكما تعلمنا في علومنا أننا جاهلون بشكل آمن لتجاهل أي شيء مستحيل ، لذلك بالنسبة للفرد ، لأننا لا نستطيع أن نعرف فقط ما هي حدوده ، لا يمكننا أن نقول بكل تأكيد أن أي شيء موجود بالضرورة داخل أو خارج قبضته. يجب على كل واحد أن يتذكر أنه لا يمكن لأحد أن يتنبأ بارتفاع الثروة أو الشهرة أو الفائدة التي قد ينهض بها حتى يسعى بصدق ، ويجب أن يستمد شجاعته من حقيقة أن كل العلوم كانت ، في وقت ما ، في نفس الحالة هو ، وقد ثبت في كثير من الأحيان أن حلم الأمس هو أمل اليوم وواقع الغد. (مقتطفات من خطبته الإفتتاحية في المدرسة الثانوية بعنوان "أخذ الأشياء الممنوحة" ، وتم تسليمها في سن 21 ، بعد أن تخرجت متأخرة بسبب المرض)

ليس من السهل التفريق بين التجارب الناجحة… [ومعظم] العمل الذي هو ناجح في النهاية هو نتيجة لسلسلة من الاختبارات غير الناجحة التي يتم القضاء تدريجيا على الصعوبات.

حقائق المكافأة:

• في عام 1951 ، اضطرت ناسا و "جيش الولايات المتحدة" إلى دفع مليون دولار لأرملة جودارد بسبب انتهاك براءة اختراع جودارد في تصاميم الصواريخ الخاصة بهم. كان ذلك في الوقت الذي كانت فيه أكبر تسوية للبراءات كان على الحكومة دفعها. علاوة على ذلك ، كانت هذه الأموال أكثر بكثير مما كان يُمنح له غودارد نفسه للقيام بأبحاث الصواريخ.
• لم يكن جودارد رائداً في مجال الصواريخ التي تعمل بالوقود السائل فحسب ، بل كان أيضاً أول من قام بتجربة الدفاعات الأيونية على طول الطريق في عام 1916 وعام 1917. لم يكن يتطلع إلى استخدام هذه الدفاعات لدفع صاروخ إلى الفضاء ، بل استخدمه عليهم أن يدفعوا شيئًا ما عندما يكون موجودًا بالفعل في الفضاء. على الرغم من أنه لم يختبر هذا حتى عام 1916 ، إلا أنه فكر في ذلك بعد عامين من المدرسة الثانوية ، وذكر ذلك في مدخل دفتر يوم 6 سبتمبر 1906. ومنذ ذلك الحين ، تم استخدام هذا النوع من الدوافع مرات عديدة في اﻟﺘﻄﺒﻴﻘـﺎت اﻟﻔﻀﺎﺋﻴـﺔ اﳊﻘﻴﻘﻴـﺔ وﻳﺘـﻢ اﻟﻨﻈـﺮ ﻓﻴـــﻬﺎ ﰲ اﶈﻄــﺔ اﻟﻔﻀﺎﺋﻴــﺔ وتستخدم المحطة الفضائية حاليا صواريخ كيميائية لدفع نفسها مرة أخرى إلى المدار الصحيح ، حيث يؤدي السحب الجوي إلى إبطاء وتسببها في الهبوط. هذا يكلف 210 مليون دولار سنويا. يعتقد أنه مع الدفعات الأيونية ، يمكن تخفيض هذه التكلفة إلى حوالي 11 مليون دولار في السنة.
• حققت تصاميم جودارد الصاروخية الأولى كفاءة تبلغ 2٪ فقط ، وهي منخفضة بشكل لا يصدق بالنسبة لمحرك حراري. ومع ذلك ، سرعان ما حاول استخدام فوهة خاصة لصواريخه ، التي طورها غوستاف دي لافال لمحركات البخار. هذه الفوهة زادت كفاءة صاروخ غودارد إلى 63٪.
• لا يزال يستخدم تصميم جودارد لاستخدام الأكسجين السائل الضروري بالفعل لتبريد غرفة الاحتراق قبل استخدامها كمصدر أكسجين للصاروخ حتى يومنا هذا. وهذا ضروري للحفاظ على حرق المواد الصلبة لغرفة الاحتراق أثناء إطلاق الصاروخ.
• في ورقة غودارد لعام 1920 التي نشرها سميثسونيان ، أوضح بوضوح أيضًا تصميم درع الحرارة لاستخدامه في إعادة دخول الغلاف الجوي للأرض بسرعات عالية. في تصميمه ، ستحرق طبقات من بعض المواد التي يمكن أن تتحمل درجات الحرارة المرتفعة بينما تنحدر طائرة العودة ، مع موصل حرارة سيئ بين كل طبقة لعزل الطبقات الأخرى. بهذه الطريقة ، مع طبقات كافية ، سيكون من الممكن الحفاظ على الحرق من حرق عند الدخول.
• كان جودارد يعاني من مشاكل صحية عديدة طوال حياته ، بدءاً من صغره. وكصبي ، كان عليه أن يتعامل مع مشاكل في المعدة باستمرار ، مما أدى إلى بقاءه ضعيفًا وهاشًا. عانى أيضا مجموعة متنوعة من نوبات مع التهاب الشعب الهوائية ونزلات البرد المختلفة. كل هذا جعله في نهاية المطاف متأخراً بسنتين عن طلاب آخرين ممن هم في سنه في المدرسة. ومع ذلك ، مع كل هذا الوقت مريض في السرير ، سرعان ما أصبح autodidact ، وكثيرا ما فحص العديد من الكتب العلمية المادية من المكتبة ودراستها بنهم. وكشخص بالغ ، استمر في تعرضه للمرض ، وأشدها بعد تلقيه شهادة الدكتوراه وتولي منصبه في برينستون ، أصيب بالسل واجبر على مغادرة برينستون والعودة إلى المنزل للتعافي.
• توفي جودارد من السرطان في 10 أغسطس 1945 في 62 سنة. بعد 12 عامًا فقط في 4 أكتوبر 1957 ، سيستخدم الاتحاد السوفييتي بنجاح صاروخًا يعمل بالوقود السائل لإطلاق جسم مصنوع في المدار ، وهو Sputnik 1 ("Satellite 1"). في 12 أبريل 1961 ، أصبح يوري غاغارين أول إنسان ينطلق إلى الفضاء. وبعد مرور 8 سنوات ، سار نيل أرمسترونغ وإدوين ألدرين الابن على سطح القمر. لو كان لا يزال على قيد الحياة ، لكان جودارد يبلغ من العمر 78 سنة عندما تحقق حلمه الذي سخر منه.
• اخترع صواريخ في الأصل من قبل الصينيين في وقت ما بعد اكتشاف ما يمكن في النهاية إعادة تسميته البارود. كان اختراع "المسحوق الأسود" مصادفة تماماً عندما قام الخيميائيون الذين يحاولون إنشاء إكسير الحياة بدلاً من ذلك بإنشاء المسحوق. البشر كونهم بشر ، وهذا يؤدي بسرعة إلى تطوير مختلف الأجهزة الحارقة ، بما في ذلك السهام النار الصواريخ المدفوعة. كان جنكيز خان يسرق هذه التكنولوجيا من الصينيين في وقت لاحق ويستخدم الصواريخ في غزو أجزاء من شرق ووسط أوروبا. لم يبدأ البريطانيون باستخدام الصواريخ حتى أوائل القرن التاسع عشر ، عندما استخدموا الصواريخ ضدهم أثناء قتالهم للجنود الهنود في أواخر القرن الثامن عشر.
• كانت الصواريخ المستخدمة في معركة فورت ماكهنري بالقرب من بالتيمور والتي ألهمت النشيد الوطني الأمريكي صواريخ كونجريف. اخترع السير وليام كنغريف صواريخ كنجريف في عام 1804. كانت هذه الصواريخ عبارة عن غلاف حديدي واستخدمت مسحوقًا أسودًا للوقود مع رؤوس حربية متفجرة في الأعلى ، وغالبًا ما كانت مزودة بشظايا. كانت تعلق على أعمدة خشبية وتطلق من إطارات معدنية أ. لم تكن هذه الصواريخ فعالة بشكل فظيع ، وغالبًا ما تنفجر في الجو ، وليس عند تأثير الهدف. علاوة على ذلك ، كان من المستحيل تقريبًا استهداف الهدف بدقة. ومع ذلك ، فإنهم يمتلكون مسافة ميلان ، وقد عملوا بشكل جيد كسلاح نفسي.
• على الرغم من المحاولات العديدة لإقناعهم بخلاف ذلك ، فإن الجيش الأمريكي لم يكن مهتمًا في البداية بصواريخ غودارد لأنهم لم يروا كيف ستكون مفيدة. في النهاية ، تعاقدت البحرية مع جودارد لبناء صواريخ تعمل بالوقود السائل لمساعدة الطائرات في الإقلاع من السفن.
• خلال الحرب العالمية الأولى ، بدأ جودارد في العمل على جهاز بازوكا يستخدمه الجيش. حتى أنه طور نموذجًا أوليًا لهذا السلاح الخفيف ، السلاح الخالي من الارتداد وأظهره للجيش الأمريكي. ومع ذلك ، انتهت الحرب بعد خمسة أيام من المظاهرة ، لذلك لم يتم استخدام اختراعه في هذا الوقت. في الحرب العالمية الثانية ، بدأ الجيش باستخدام قنابل صاروخية ، تشبه إلى حد كبير التصاميم التي طرحها جودارد قبل أكثر من عقدين. هذا الأمر ليس مستغربًا حيث تم تطوير هذا البازوكا من قِبل أحد زملاء جودارد في جامعة كلارك ، د. سي. ن. هيكمان ، الذي عمل أيضًا مع جودارد على النموذج الأول للحرب العالمية الأولى.
• لم يقدم De Laval مساهمات مهمة للمحركات البخارية ، وبالطبع ، عن غير قصد ، لتصميم الصواريخ باستخدام فوهةه ، ولكنه أنشأ أيضًا أول فاصل للحامض ذي الطرد المركزي في العالم عام 1894.