Raketa je vrlo stari izum. Prvi put se pominje u XIII veku u jednom ilustrovanom kineskom rukopisu. Kinezi su je zvali “strela letećeg plamena”, a koristili su je kao oružje za bombardovanje Mongola u bici kod Pien Kinga 1232. godine. Da bi dosegle veću daljinu rakete su bile pričvršćene za obične strele.
Današnje rakete se svakako mnogo razlikuju od onih kineskih, ali princip im je ostao isti. U telu rakete nalazi se gorivo koje sagorevanjem pravi snažan potisak. Ovaj potisak pokreće raketu po zakonu akcije i reakcije. Po istom zakonu leti i naduvan balon kad zrak počne da ističe iz njega.
U početku rakete su išle isključivo na čvrsto gorivo: crni barut, nešto fosfora i ugljenika. Kada bi se ova smeša zapalila dolazilo bi do ekplozije i raketa bi poletela. Trebalo je međutim imati dosta sreće pa takvom raketom pogoditi cilj, jer je rakete u to vreme bila krajnje neprecizna, a i domet joj je bio mali. Zbog toga su se rakete u početku koristile najviše za vatromete ili za davanje signala npr. u slučaju brodoloma. Kasnije se njima rasteruju oblaci i baca pošta u teško pristupačne predele.
Raketa na tečno i čvrsto gorivo
Rakete lete po Trećem Njutnovom zakonu mehanike, po kome ako vi gurate zid - jednakom silom i zid gura vas (“svakoj akciji suprotstavlja se reakcija, jednaka po veličini i suprtna po smeru”). Dakle u motoru sagoreva gorivo i stvara se gas koji se planirano ispušta u jednom smeru, a kao reakcija javlja se potisak u suprotnom smeru.
U osnovi postoje dve vrste goriva koje koriste rakete: tečno i čvrsto.
Tečno gorivo ima neke prednosti nad čvrstim. Sagorevanje može precizno da se kontroliše jer se gorivo ubrizgava u sagorevajuću komoru. Sagorevanje može da se prekine (da se obustavi dovod goriva u motor) i da se kasnije ponovo pokrene. Ali ovakve rakete su kmolikovanije i skuplje od onih koje koriste čvrsto gorivo. One moraju da imaju pumpu za ubrizgavanje goriva u gorionik i poseban tank za oksidator* zbog čega su skuplje i teže. Kao gorivo koristi se tečan vodonik, zatim kerozin itd. Za oksidator koristi se tečni kiseonik.
Prednost raketa na čvrsto gorivo je u njenoj velikoj jednostavnosti. U dugačak cilindar ubaci se čvrsto gorivo čijom sredinom prolzi kanal i to je sve. Gorivo je pomešano sa oksidatorom, a sagorevanje se vrši u pomenutom kanalu. Pomoću različitih profila goriva može se postići različita brzina sagorevanja goriva.
* Da bi gorivo moglo da gori potreban je kiseonik, a pošto njega nema u otvorenom kosmosu rakete moraju da ga nose sa sobom.
Sve do ovog veka izgledalo je da rakete nemaju neku naročitu budućnost. A onda se u jednim ruskim novinama pojavio članak koji na raketu baca sasvim drugo svetlo. Članak je napisao Konstantin Ciolkovski*, ruski profesor fizike, naučni zanesenjak i vizionar.
Ciolkovski
* Na engleskom:Tsiolkovsky
Ciolkovski (1887-1935) je od mladosti bio ponesen idejom o putovanju na Mesec i dalje u svemir. Možda je tome doprinela i knjiga Žila Verna “Putovanje na Mesec” koju je Ciolkovski kao dečak čitao. U knjizi je opisan fiktivan let do Meseca i nazad, ali let zasnovan na naučnim principima. Jedino što je kvarilo ceo utisak u ovoj knjizi bio je sam početak putovanja: kapsula sa putnicima bila je ispaljena iz topa. Veliko ubrzanje potrebno da neko telo napusti Zemlju putnici ne bi magli da prežive. Trebalo je, znači, naći neki drugi način putovanja. Rešavanju tog problema posvetio se Ciolkovski.
Ovaj spoj dečaka koji mašta o putovanju do zvezda i naučnika koji razmišlja po fizičkim zakonima doveo je do sjajnog rezultata - do teorije kretanja raketa. Ciolkovski je predložio projekat višestepene rakete sa tečnim gorivom [1], žiroskopsku stabilizaciju letilice, izgradnju "veštačkih ostrva" u Zemljinoj orbiti sa kojih bi se kretalo u dublji svemir itd, itd - postavio je zapravo temelje moderne raketne tehnologije i nauke o letu u svemir.
Ove ideje u obliku rasprave Ciolkovski je ponudio jednom naučnom časopisu 1903. godine, međutim urednik časopisa nije našao da je rasprava vredna štampanja i ona će biti objavljena tek 1929.
A iste te 1903. godine kada je Ciolkovski raspravljao o međuzvezdanim putovanjima otpočela je era avijacije. Braća Rajt su se vinuli u nebo i preleteli rastojanje od 36 metara!
Robert Godard
U isto vreme kadi i Ciolkovski, na drugom kraju sveta, u SAD, živeo je još jedan zanesenjak i profesor fizike, Robert Godard (1882-1945). I njemu je, kao i Ciolkovskom, u ranoj mladosti zagolicao maštu jedan roman. Bio je to Velsov “Rat svetova” u kome je opisana invazija Marsovaca na našu planetu. Ideja o svemirskim letilicama koje su u stanju da prevaljuju međuplanetarne razdaljine bila je očaravajuća za mladog Godarda. Toj ideji je zatim posvetio svoj život.
Godine 1919. g. Godard, tada već profesor fizike, objavio je jednu kratku knjigu pod nazivom "Način dostizanja ekstremnih visina", a u kojoj je predložio raketu kao prevozno sredstvo do Meseca. Međutim to su bila nemirna vremena sa jednim pravim ratom koji je (i bez Marsovaca) buktao našom planetom i svet je imao prečih poslova od rasprava o letu na Mesec tako da je ta ideja izazvala uglavnom šaljive komentare, a Godard je dobio nadimak “ludi mesečev profesor”.
Godardova raketa na tečno gorivo lansirana je na imanju Godarove tetke Efi 16.3.1926. Let je trajao 2,5 sekunde, a raketa je dostigla visinu od 12,3 metara. Raketa je pala 55,2 m dalje od lansirne rampe.
Ali, veran svijim dečačkim snovima o putovanju svemirom Godard je početkom treće decenije ovog veka počeo sam da gradi “svemirske leitilice”. Bile su to rakete, za današnje pojmove prilično male i bezazlene, gotovo igračke. One svakako nisu mogle da polete u svemir, ali svaka je od njih utirala put baš toj ideji. Na farmi svoje tetke Efi 16. marta 1926. Godard je lansirao prvu u istoriji raketu na tečno gorivo: benzin i tečni kiseonik.
Ali, svet je opet imao preča posla, vremena su i dalje bila nemirna, a 1939. otpočeo je i rat još veći i strašniji od prethodnog (i opet bez Marsovaca) i, da li zbog toga ili ne, tek vlada SAD nije poklanjala pažnju Godardovim eksperimentima. Godard je umro 1945. godine ne dočekavsi ostvarenje svojih decačkih snova - prve kosmičke letove.
*Текст је пренешен из Астрономског Магазина
