Πύραυλος

Από astronomia.gr
Μετάβαση σε: πλοήγηση, αναζήτηση

Κινητήρια μηχανή η οποία λειτουργεί με βάση τον τρίτο νόμο του Νεύτωνα. Βασικό χαρακτηριστικό του πυραύλου αποτελεί το γεγονός της ταυτόχρονης μεταφοράς και του οξειδωτικού υλικού - εκτός από τα καύσιμα - γεγονός που και τον καθιέρωσε ως προωθητικό μέσο στις διαστημικές πτήσεις.

Σχεδιάγραμμα πυραύλου

Πρώτες Ιστορικές Αναφορές

Καλλιτεχνική Αναπαράσταση αρχαίου Κινεζικού πυραύλου

Οι πύραυλοι αναφέρονται για πρώτη φορά σε παλιά κινέζικα χειρόγραφα. Οι Κινέζοι τους χρησιμοποιούσαν περισσότερο σε γιορτές και λιγότερο σε πολεμικές επιχειρήσεις. Στην Ευρώπη, από τον δέκατο τρίτο αιώνα, συγγράμματα του Φράνσις Bacon αναφέρουν χρήση των βολίδων ως πολεμικών μέσων ενώ το 1806 ο νεαρός εφευρέτης Ουίλιαμ Κόγκριβ κατασκεύασε τον ομώνυμο πύραυλο ο οποίος και χρησιμοποιήθηκε στον αγγλογαλλικό πόλεμο προκαλώντας σοβαρές καταστροφές.

Πρώιμα Στάδια

Ο Πατέρας της Πυραυλικής Constantin Tsiolkovski

Η ικανότητα του πυραύλου να ταξιδεύει αυτόνομα δεν άργησε να κινήσει τη προσοχή των επιστημόνων. Το 1903 ο Konstantin Tsiolkovski δημοσιεύει τις πρώτες θεωρίες για χρήση του πυραύλου γεγονός που τον κατέστησε "πατέρα" της διαστημικής. Λίγο αργότερα και εντελώς ανεξάρτητα απο τον σοβιετικό συνάδελφό του ο αμερικανός επιστήμονας Robert H. Goddard παρουσίασε τις δικές του προτάσεις για τη βοήθεια που θα μπορούσε να προσφέρει ο πύραυλος στο μεγάλο άλμα του ανθρώπου προς το διάστημα. Το 1919 το Smithsonian Institution δημοσίευσε την πραγματεία του Goddard με τίτλο "A Method of Reaching Extreme Altitudes".

Οι θεωρίες και τα πειράματα του Goddard παρουσιάστηκαν ευρέως στον περιοδικό τύπο και βοήθησαν τον κόσμο να συνειδητοποιήσει την πιθανότητα των πυραυλο-προωθούμενων διαστημικών πτήσεων. Ο ίδιος, ένας ντροπαλός και κρυψίνους άνδρας συνέχισε τα πειράματά του μέσα σε απόλυτη μυστικότητα. Το 1921 ξεκίνησε τις πρώτες δοκιμές στα υγρά καύσιμα. Εν τέλει, στις 16/3/1926 εκτόξευσε τον πρώτο πύραυλο βασισμένο σε υγρά μέσα προώθησης.

Πολλοί πιστεύουν ότι πληθώρα ανακαλύψεων δεν είναι τίποτε άλλο παρά ώριμο θρέμμα και γέννημα της εποχής τους. Τήν άποψη αυτή έρχεται να ενισχύσει ο γερμανός ρουμανικής καταγωγής Hermann Oberth. Κάπου στο 1923, ο αυτοδίδακτος μαθηματικός δημοσιεύει την πραγματεία "Die Rakete zu den Planetenräumen"-(Ο πύραυλος στο εσωπλανητικό διάστημα)- η οποία αναφέροταν επίσης σε επανδρωμένες διαστημικές πτήσεις με τη βοήθεια πυραύλων η αρχή λειτουργίας των οποίων στηρίζοταν στα υγρά καύσιμα.


Κατά το διάστημα του μεσοπολέμου, άνθισαν λέσχες τα μέλη των οποίων ήταν φανατικοί θιασώτες της πυραυλικής. Η πιό σημαντική από αυτές ήταν η "Verein für Raumschiffahrt"-(VfR,Society for Spaceship Travel),η οποία μάλιστα το 1930 ξεκίνησε και σχετικά πειράματα! Εν τω μεταξύ ο Goddard μετέφερε τη τοποθεσία εκτέλεσης των πειραμάτων του στο New Mexico και μάλιστα σε μέρος που έμελλε να συζητηθεί πολύ στις μέρες μας.Ο νέος τόπος διεξαγωγής των δοκιμών του ήταν το Roswell!

Η Πολεμική Χρήση των Πυραύλων

Ο Γερμανικός πυραύλος V2

Το 1932 ο γερμανικός στρατός προσέλαβε ένα επίλεκτο μέλος της VfR για να τον βοηθήσει στα δικά του στρατιωτικά πυραυλικά προγράμματα. Το μέλος αυτό ήταν ο Werrnher von Brawn. Το 1937 άνοιξε στο Peenemunde το γερμανικό κέντρο πυραυλικών ερευνών με τον von Brawn ως τεχνικό διευθυντή. Αξιοσημείωτο είναι δε το γεγονός ότι οι Γερμανοί αγνοούσαν πλήρως τις δοκιμές του Goddard και κινήθηκαν εντελώς ανεξάρτητα στα πειράματά τους.

Κατά τη διάρκεια του πολέμου οι Γερμανοί κατασκεύασαν μεγάλο αριθμό πειραματικών μοντέλων αρκετά πιό εξελιγμένων από τα αντίστοιχα συμμαχικά.Το γνωστότερο από αυτά,που αποτέλεσε και τον εφιάλτη των κατοίκων της Γηραιάς Αλβιόνας, ηταν το Α-4 που αργότερα μετονομάστηκε σε V-2. Αυτός ήταν και ο πρώτος πύραυλος μεγάλης κλίμακας ο οποίος χρησιμοποιούσε υγρά καύσιμα,με 56000 λίβρες ώση και ακτίνα δράσης που άγγιζε τα 300Km. Μετά τη λήξη του πολέμου σχέδια και επιστήμονες έπεσαν βορά στα χέρια των συμμάχων, οι περισσότεροι δε από αυτούς μετακόμισαν είτε στην ΕΣΣΔ είτε στις ΗΠΑ. Ο von Brawn και το τεχνικό επιτελείο του βρέθηκε στην άλλη μεριά του Aτλαντικού. Η έρευνα για τους πυραύλους άρχισε δειλά - δειλά να ξεφεύγει από τα στενά στρατοκρατούμενα πλαίσια και να βρίσκει τον δρόμο που της έπρεπε. Παρόλα ταύτα ο ανταγωνισμός των υπερδυνάμεων κατα τη ψυχροπολεμική περίοδο ήταν αυτός που σηματοδότησε την αυγή της διαστημικής εποχής με την χρησιμοποίηση πυραύλων για την εκτόξευση διαστημοσυσκευών.

Η Αυγή της Διαστημικής Εποχής

Ο πρώτος Αμερικανικός πυραύλος Redstone

Ενα από τα πολλά προβλήματα τα οποία αντιμετώπισαν ήταν και το θέμα της ευστάθειας του πυραύλου. Αρχικά χρησιμοποίησαν αεροδυναμικά βοηθήματα υπό μορφή πτερυγίων με σκοπό να αυξήσουν τη σταθερότητα και τη κατευθυντικότητα του αλλά τελικά τα γυροσκόπια ήταν αυτά που έλυσαν το πρόβλημα. Ειδικότερα, στον V-2 χρησιμοίησαν έναν συνδυασμό πτερυγίων και γυροσκοπίων ώστε τα ίδια τα αέρια προιόντα της καύσης τα οποία τον προωθούσαν να τον επαναφέρουν σε ορθή τροχιά, όταν αυτός άρχιζε να παίρνει κάποια κλίση.

Μέχρι το 1950, περισσότεροι απο 60 V-2, λάφυρα των συμμάχων από τον πόλεμο, είχαν δοκιμαστεί στις εγκαταστάσεις των αμερικανών στο New Mexico,γεγονός που αύξησε την εμπειρία των επιστημόνων στην ικανότητα χειρισμού μεγάλων πυραύλων,ενώ η ομάδα του von Brawn συνέχιζε να αναπτύσσει τα δικά της πρωτότυπα. Ο πρώτος αμερικάνικος πύραυλος, ο Red Stone, παρουσιάστηκε επίσημα το 1951. Επρόκειτο για μοντέλο με κινητήρα πολύ πιό εξελιγμένο από τον αντίστοιχο του V-2.

Ο Ρωσικός πυραύλος Soyuz

Από τη μεριά τους οι Σοβιετικοί επιτάχυναν τις έρευνές τους, βασισμένες στο V-2 επίσης, παρουσιάζοντας το 1954 τον πρώτο διηπειρωτικό πύραυλο με την κωδική ονομασία R-7. Στις 4-10-1967 οι Σοβιετικοί θέτουν σε τροχιά τον πρώτο τεχνητό δορυφόρο, τον Sputnik 1, γεγονός που προκάλεσε παγκόσμια αίσθηση. Η αντίστοιχη αμερικάνικη προσπάθεια με τον Vanguard κατέληξε σε παταγώδη αποτυχία. Χρειάστηκε να φτάσει η 31 Ιανουαρίου του 1958 για να καταφέρουν τελικά να θέσουν σε τροχιά τον Explorer 1, με τη βοήθεια ενός Red Stone της ομάδας του Wernher Von Brawn.

Ο Άνθρωπος στην Σελήνη

Ο διάσημος Αμερικανικός πυραύλος Saturn

Μετά από αρκετές διαστημικές πρωτιές της Σοβιετικής Ένωσης, ο αμερικανός πρόεδρος John F. Kennedy κατέστησε πλέον εθνικό ζήτημα την κατάκτηση της Σελήνης. Θα χρησιμοποιούσαν τον Saturn V, ένα πραγματικό αριστούργημα της τότε τεχνολογίας. O Saturn στάθηκε αντάξιος των προσδοκιών των επιστημόνων που τον σχεδίασαν καθόσον με χαρακτηριστική άνεση κατόρθωσε να στείλει την αποστολή του Apollo 11 στον φυσικό μας δορυφόρο. Η 20 Ιουλίου του 1969 είχε έρθει και μετά από αυτήν ο κόσμος δεν θα ήταν ποτέ πιά ο ίδιος.

Σύγχρονη Πυραυλική Εποχή

Το διαστημικό λεωφορείο και οι πύραυλοι Atlas and Titan

Οι Atlas και Titan μπορεί να προέκυψαν ως αποτέλεσμα της προσπάθειας σχεδίασης διηπειρωτικών βαλλιστικών συστημάτων αλλά ο μεγάλος χρόνος πλήρωσης με καύσιμα που απαιτούσαν αποθάρρυνε τα σχέδια των στρατιωτικών. Αντίθετα οι επιστήμονες αντιμετώπισαν μάλλον αδιάφορα τη εξεζητημένη αυτή παράμετρο και συνέχισαν να πειραματίζονται και να εξελίσσουν τα συγκεκριμένα μοντέλα. Ετσι προέκυψαν οι Titan II, οι Titan IIs και τελικά οι Minuteman.

Οι πύραυλοι ήταν γενικά μίας χρήσης. Απαξ και χρησιμοποιούταν και μετά ήταν άχρηστοι. Οι πρώτοι επαναχρησιμοποιούμενοι πύραυλοι εμφανίστηκαν προς τα τέλη του προηγούμενου αιώνα. Ακόμη και αυτοί όμως που επέτρεψαν την απογείωση και το παρθενικό ταξίδι του Space Shuttle, το 1981, μπορούσαν μεν να επαναπυροδοτηθούν αλλά μετά το άδεισμά τους ήταν άχρηστοι επίσης. Οι πραγματικοί κινητήρες οι οποίοι λειτουργούν με βάση την αρχή προώθησης των πυραύλων,είναι φοβερά εξελιγμένα μοντέλα τα οποία ως πλήρως ελεγχόμενα από μικροϋπολογιστές κάνουν τους πρώτους πυραύλους να φαίνονται μπροστά τους ως εξαιρετικά πρωτόγονες κατασκευές.

Ο πρώτος Ευρωπαϊκός πυραύλος Ariane

Η Γηραιά Ήπειρος, σοβαρά τραυματισμένη από τον φρικτότερο πόλεμο της ιστορίας της, άργησε να ανταποκριθεί στο κάλεσμα του διαστήματος. Σήμερα πάντως η European Space Agency (ESA) έχει θέσει σε τροχιά αρκετούς δορυφόρους ενώ η γνωστή οικογένεια πυραύλων Ariane αποτελεί δικό της πόνημα.