Historien om tidlig fyrverkeri og brannpiler

Andrew Taylor/robertharding/Getty Images

Dagens raketter er bemerkelsesverdige samlinger av menneskelig oppfinnsomhet som har sine røtter i fortidens vitenskap og teknologi. De er naturlige utvekster av bokstavelig talt tusenvis av år med eksperimentering og forskning på raketter og rakettfremdrift.

01 av 12

Trefuglen

En av de første enhetene som lykkes med å bruke prinsippene for rakettflukt var en trefugl. En greker ved navn Archytas bodde i byen Tarentum, nå en del av Sør-Italia, en gang rundt 400 f.Kr. Archytas mystifiserte og moret innbyggerne i Tarentum ved å fly en due laget av tre. Utslippende damp drev fuglen da den ble hengt opp på ledninger. Duen brukte handling-reaksjonsprinsippet, som ikke ble oppgitt som et vitenskapelig lov til 1600-tallet.

02 av 12

Aeolipilen

Hero of Alexandria, en annen greker, oppfant en lignende rakettlignende enhet kalt en aeolipile omtrent tre hundre år etter Archytas’ due. Den brukte også damp som en drivgass. Hero monterte en kule på toppen av en vannkoker. En brann under vannkokeren gjorde vannet til damp, og gassen reiste gjennom rør til kulen. To L-formede rør på motsatte sider av kulen tillot gassen å unnslippe og ga et trykk til kulen som fikk den til å rotere.

03 av 12

Tidlige kinesiske raketter

Kineserne hadde angivelig en enkel form for krutt laget av salpeter, svovel og kullstøv i det første århundre e.Kr. De fylte bambusrør med blandingen og kastet dem i ild for å skape eksplosjoner under religiøse festivaler.

Noen av disse rørene klarte mest sannsynlig ikke å eksplodere, og i stedet skvatt de ut av flammene, drevet av gassene og gnistene produsert av det brennende kruttet. Kineserne begynte deretter å eksperimentere med de kruttfylte rørene. De festet bambusrør til piler og lanserte dem med buer på et tidspunkt. Snart oppdaget de at disse kruttrørene kunne starte seg selv bare ved kraften som ble produsert fra den unnslippende gassen. Den første sanne raketten ble født.

04 av 12

Slaget ved Kai-Keng

Den første bruken av ekte raketter som våpen er rapportert å ha skjedd i 1232. Kineserne og mongolene var i krig med hverandre, og kineserne slo tilbake Mongolske inntrengere med en byge av 'piler av flygende ild' under slaget ved Kai-Keng.

Disse brannpilene var en enkel form for en rakett med fast drivstoff. Et rør med lokk i den ene enden inneholdt krutt. Den andre enden ble stående åpen og røret ble festet til en lang pinne. Da pulveret ble antent, ga den raske forbrenningen av pulveret ild, røyk og gass som slapp ut av den åpne enden, og ga et trykk. Pinnen fungerte som et enkelt ledesystem som holdt raketten i en generell retning mens den fløy gjennom luften.

Det er ikke klart hvor effektive disse pilene med flygende ild var som ødeleggelsesvåpen, men deres psykologiske effekter på mongolene må ha vært formidable.

05 av 12

Det 14. og 15. århundre

Mongolene produserte egne raketter etter slaget ved Kai-Keng og kan ha vært ansvarlige for spredningen av raketter til Europa. Det kom rapporter om mange rakett eksperimenter på 1200- til 1400-tallet.

I England arbeidet en munk ved navn Roger Bacon med forbedrede former for krutt som i stor grad økte rekkevidden til raketter.

I Frankrike fant Jean Froissart at mer nøyaktige flygninger kunne oppnås ved å skyte opp raketter gjennom rør. Froissarts idé var forløperen til den moderne bazookaen.

Joanes de Fontana fra Italia designet en overflategående rakettdrevet torpedo for å sette fiendtlige skip i brann.

06 av 12

Det 16. århundre

Raketter falt i unåde som krigsvåpen på 1500-tallet, selv om de fortsatt ble brukt til fyrverkeri viser. Johann Schmidlap, en tysk fyrverkeriprodusent, oppfant «trinnraketten», et flertrinns kjøretøy for å løfte fyrverkeri til høyere høyder. En stor skyrocket i første trinn bar en mindre skyrocket i andre trinn. Da den store raketten brant ut, fortsatte den mindre til en høyere høyde før den overøste himmelen med glødende aske. Schmidlaps idé er grunnleggende for alle raketter som går ut i verdensrommet i dag.

07 av 12

Den første raketten som ble brukt til transport

En mindre kjent kinesisk tjenestemann ved navn Wan-Hu introduserte raketter som et transportmiddel. Han satte sammen en rakettdrevet flyvestol ved hjelp av mange assistenter, og festet to store drager til stolen og 47 ildpilraketter til dragene.

Wan-Hu satt på stolen på flydagen og ga kommandoen om å tenne rakettene. Førtisyv rakettassistenter, hver bevæpnet med sin egen lommelykt, stormet frem for å tenne luntene. Det var et voldsomt brøl akkompagnert av bølgende røykskyer. Da røyken lettet, var Wan-Hu og flystolen hans borte. Ingen vet med sikkerhet hva som skjedde med Wan-Hu, men det er sannsynlig at han og stolen hans ble sprengt i stykker fordi ildpiler var like tilbøyelige til å eksplodere som å fly.

08 av 12

Påvirkningen av Sir Isaac Newton

Det vitenskapelige grunnlaget for moderne romfart ble lagt av den store engelske vitenskapsmannen Sir Isaac Newton i siste del av 1600-tallet. Newton organiserte sin forståelse av fysisk bevegelse i tre vitenskapelige lover som forklarte hvordan raketter fungerte og hvorfor de er i stand til å gjøre det i vakuumet i det ytre rom. Newtons lover begynte snart å ha en praktisk innvirkning på utformingen av raketter.

09 av 12

Det 18. århundre

Eksperimentører og forskere i Tyskland og Russland begynte å jobbe med raketter med masse på mer enn 45 kilo på 1700-tallet. Noen var så kraftige at deres rømte eksosflammer boret dype hull ned i bakken før de løftet av.

Raketter opplevde en kort gjenopplivning som krigsvåpen på slutten av 1700-tallet og tidlig inn på 1800-tallet. Suksessen med indiske rakettbombarder mot britene i 1792 og igjen i 1799 fanget interessen til artillerieksperten oberst William Congreve, som satte ut for å designe raketter for bruk av det britiske militæret.

Congreve-rakettene var svært vellykkede i kamp. Brukt av britiske skip for å slå Fort McHenry i krigen i 1812, inspirerte de Francis Scott Key til å skrive om 'rakettenes røde gjenskinn' i diktet hans som senere skulle bli Star-Spangled banner .

Selv med Congreves arbeid hadde imidlertid ikke forskere forbedret nøyaktigheten til raketter mye fra de første dagene. Den ødeleggende naturen til krigsraketter var ikke deres nøyaktighet eller kraft, men antallet. Under en typisk beleiring kan tusenvis bli skutt mot fienden.

Forskere begynte å eksperimentere med måter å forbedre nøyaktigheten på. William Hale, en engelsk vitenskapsmann, utviklet en teknikk kalt spinnstabilisering. De unnslappende eksosgassene traff små skovler i bunnen av raketten, og fikk den til å snurre omtrent som en kule gjør under flukt. Variasjoner av dette prinsippet brukes fortsatt i dag.

Raketter ble fortsatt brukt med suksess i kamper over hele det europeiske kontinentet. De østerrikske rakettbrigadene møtte sin kamp mot nydesignede artilleristykker i en krig med Preussen. Stikkladekanoner med riflede løp og eksploderende stridshoder var langt mer effektive krigsvåpen enn de beste rakettene. Nok en gang ble raketter henvist til bruk i fredstid.

10 av 12

Moderne raketter begynner

Konstantin Tsiolkovsky, en russisk skolelærer og vitenskapsmann, foreslo først ideen om romutforskning i 1898. I 1903 foreslo Tsiolkovsky bruk av flytende drivmidler for raketter for å oppnå større rekkevidde. Han uttalte at hastigheten og rekkevidden til en rakett bare var begrenset av eksoshastigheten til unnslippende gasser. Tsiolkovsky har blitt kalt faren til moderne astronautikk for sine ideer, nøye forskning og gode visjoner.

Robert H. Goddard, en amerikansk vitenskapsmann, utførte praktiske eksperimenter med raketter tidlig på 1900-tallet. Han hadde blitt interessert i å oppnå høyere høyder enn det som var mulig for ballonger som var lettere enn luften og publiserte en brosjyre i 1919, En metode for å nå ekstreme høyder . Det var en matematisk analyse av det som kalles den meteorologiske sonderraketten i dag.

Goddards tidligste eksperimenter var med raketter med fast drivstoff. Han begynte å prøve ulike typer fast brensel og å måle eksoshastighetene til de brennende gassene i 1915. Han ble overbevist om at en rakett kunne drives bedre frem av flytende drivstoff. Ingen hadde noen gang bygget en vellykket rakett med flytende drivstoff før. Det var en mye vanskeligere oppgave enn raketter med fast drivstoff, som krevde drivstoff- og oksygentanker, turbiner og forbrenningskamre.

Goddard oppnådde den første vellykkede flyturen med en rakett med flytende drivstoff 16. mars 1926. Drevet av flytende oksygen og bensin fløy raketten hans i bare to og et halvt sekund, men den klatret 12,5 meter og landet 56 meter unna i en kålflekk . Flyturen var lite imponerende etter dagens standarder, men Goddards bensinrakett var forløperen til en helt ny æra innen rakettflyging.

Eksperimentene hans med raketter med flytende drivstoff fortsatte i mange år. Rakettene hans ble større og fløy høyere. Han utviklet et gyroskopsystem for flykontroll og et nyttelastrom for vitenskapelige instrumenter. Fallskjermgjenvinningssystemer ble brukt for å returnere raketter og instrumenter trygt. Goddard har blitt kalt faren til moderne rakett for sine prestasjoner.

11 av 12

V-2 raketten

En tredje stor rompioner, Hermann Oberth fra Tyskland, ga ut en bok i 1923 om reiser til verdensrommet. Mange små rakettsamfunn dukket opp rundt om i verden på grunn av hans forfatterskap. Dannelsen av et slikt samfunn i Tyskland, Verein fur Raumschiffahrt eller Society for Space Travel, førte til utviklingen av V-2 rakett brukt mot London i andre verdenskrig.

Tyske ingeniører og forskere, inkludert Oberth, samlet seg i Peenemünde ved kysten av Østersjøen i 1937, hvor den mest avanserte raketten i sin tid ble bygget og fløyet under ledelse av Wernher von Braun . V-2-raketten, kalt A-4 i Tyskland, var liten i forhold til dagens design. Den oppnådde sin store kraft ved å brenne en blanding av flytende oksygen og alkohol med en hastighet på omtrent ett tonn hvert syvende sekund. V-2 var et formidabelt våpen som kunne ødelegge hele byblokker.

Heldigvis for London og de allierte styrkene kom V-2 for sent i krigen til å endre utfallet. Likevel hadde Tysklands rakettforskere og ingeniører allerede lagt planer for avanserte missiler som kan spenne over Atlanterhavet og lande i USA. Disse missilene ville ha hatt bevingede øvre stadier, men svært liten nyttelastkapasitet.

Mange ubrukte V-2-er og komponenter ble tatt til fange av de allierte med Tysklands fall, og mange tyske rakettforskere kom til USA mens andre dro til Sovjetunionen. Både USA og Sovjetunionen innså potensialet til rakett som et militært våpen og startet en rekke eksperimentelle programmer.

USA startet et program med atmosfæriske raketter i stor høyde, en av Goddards tidlige ideer. En rekke mellom- og langdistanse interkontinentale ballistiske missiler ble utviklet senere. Disse ble utgangspunktet for det amerikanske romfartsprogrammet. Missiler som Redstone, Atlas og Titan vil til slutt sende astronauter ut i verdensrommet.

12 av 12

Kappløpet om verdensrommet

Verden ble lamslått av nyheten om en kunstig satellitt i bane rundt jorden som ble skutt opp av Sovjetunionen 4. oktober 1957. Satellitten kalt Sputnik 1 var den første vellykkede oppføringen i et kappløp om verdensrommet mellom to supermaktsnasjoner, Sovjetunionen og USA. Sovjet fulgte opp med oppskytingen av en satellitt som bar en hund ved navn Laika om bord mindre enn en måned senere. Laika overlevde i verdensrommet i syv dager før hun ble sovnet før oksygentilførselen tok slutt.

USA fulgte Sovjetunionen med en egen satellitt noen måneder etter den første Sputnik. Explorer I ble skutt opp av den amerikanske hæren 31. januar 1958. I oktober samme år organiserte USA formelt sitt romprogram ved å opprette NASA , National Aeronautics and Space Administration. NASA ble et sivilt byrå med mål om fredelig utforskning av verdensrommet til fordel for hele menneskeheten.

Plutselig ble mange mennesker og maskiner skutt ut i verdensrommet. Astronauter gikk i bane rundt jorden og landet på månen. Robotromfartøy reiste til planeter. Plassen ble plutselig åpnet for leting og kommersiell utnyttelse. Satellitter gjorde det mulig for forskere å undersøke vår verden, varsle været og kommunisere øyeblikkelig rundt om i verden. Et bredt utvalg av kraftige og allsidige raketter måtte bygges ettersom etterspørselen etter flere og større nyttelast økte.

Raketter i dag

Raketter har utviklet seg fra enkle kruttenheter til gigantiske kjøretøy som er i stand til å reise ut i verdensrommet siden de tidligste dagene med oppdagelser og eksperimentering. De har åpnet universet for direkte utforskning av menneskeheten.