初期の花火と火矢の歴史

アンドリュー・テイラー/ロバートサード/ゲッティイメージズ

今日のロケットは、人間の創意工夫の驚くべきコレクションです。 ルーツ 過去の科学技術で。それらは、文字通り何千年にもわたる実験と研究の自然な成果です。 ロケット そしてロケット推進。

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木の鳥

ロケット飛行の原理をうまく利用した最初の装置の 1 つは、木製の鳥でした。アルキタスというギリシャ人は、現在の南イタリアの一部であるタレントゥム市に、紀元前 400 年頃に住んでいました。 Archytas は木でできたハトを飛ばして、Tarentum の市民を当惑させ、楽しませました。逃げる蒸気は、ワイヤーで吊り下げられた鳥を推進させました。ハトは、作用反作用の原理を使用しましたが、これは、 科学法 17世紀まで。

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エオリパレ

別のギリシャ人であるアレクサンドリアの英雄は、アルキタスの鳩から約 300 年後に、エオリパイルと呼ばれる同様のロケットのような装置を発明しました。それも、蒸気を推進ガスとして使用していました。ヒーローはやかんの上に球体を取り付けました。やかんの下の火が水を蒸気に変え、ガスがパイプを通って球体に移動しました。球体の反対側にある 2 つの L 字型の管がガスを逃がし、球体に推力を与えて球体を回転させました。

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初期の中国のロケット

伝えられるところによると、中国人は紀元 1 世紀に硝石、硫黄、木炭の粉から作られた単純な形の火薬を持っていました。彼らは混合物を竹の管に詰めて火の中に投げ込み、宗教的な祭りの際に爆発を引き起こしました。

これらのチューブのいくつかは、爆発に失敗した可能性が最も高く、燃焼火薬によって生成されたガスと火花によって推進され、代わりに炎から飛び散った.その後、中国人は火薬を充填したチューブの実験を開始しました。彼らは竹筒を矢に取り付け、ある時点で弓で発射しました。すぐに彼らは、これらの火薬管が逃げるガスから生成された力だけで発射できることを発見しました.最初の真のロケットが誕生しました。

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開城の戦い

武器として真のロケット弾が最初に使用されたのは 1232 年であると報告されています。 モンゴルの侵略者 甲斐ケン​​の戦いで「飛火の矢」を連発。

これらの火の矢は、固体推進剤ロケットの単純な形でした。一端に蓋をしたチューブには、火薬が入っていました。もう一方の端は開いたままにして、チューブを長い棒に取り付けました。火薬に点火すると、火薬の急速な燃焼によって火、煙、ガスが発生し、それらが開放端から漏れ出し、推力が発生しました。スティックは、ロケットが空中を飛んでいる間、ロケットを一方向に向け続ける単純な誘導システムとして機能しました。

これらの飛び火の矢が破壊の武器としてどれほど効果的であったかは明らかではありませんが、モンゴル人に対する心理的影響は手ごわいものだったに違いありません。

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14世紀と15世紀

モンゴル人は、カイケンの戦いに続いて独自のロケットを製造し、ヨーロッパへのロケットの普及に関与した可能性があります.たくさんの報告がありました ロケット 13 世紀から 15 世紀にかけての実験。

イギリスでは、ロジャー ベーコンという名の僧侶が改良型の火薬に取り組み、ロケットの射程を大幅に伸ばしました。

フランスでは、Jean Froissart が、チューブを通してロケットを発射することで、より正確な飛行が達成できることを発見しました。フロワサールのアイデアは、現代のバズーカの先駆者でした。

イタリアの Joanes de Fontana は、敵の船に火をつけるための地上走行ロケット推進魚雷を設計しました。

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16世紀

ロケットは 16 世紀までに戦争の武器として不人気になったが、まだ使用されていた. 花火 が表示されます。ドイツの花火メーカーであるヨハン・シュミッドラップは、花火をより高い高度に持ち上げるための多段式乗り物である「ステップロケット」を発明しました。大きな第 1 段のスカイロケットが小さな第 2 段のスカイロケットを運びました。大型のロケットが燃え尽きると、小型のロケットはさらに高い高度へと進み続け、空に輝く燃えがらを降らせました。 Schmidlap のアイデアは、今日宇宙に行くすべてのロケットの基本です。

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輸送に使用された最初のロケット

あまり知られていない中国の役人である Wan-Hu は、輸送手段としてロケットを導入しました。彼は多くの助手の助けを借りてロケット推進の飛行椅子を組み立て、2 つの大きな凧を椅子に取り付け、47 個の火矢ロケットを凧に取り付けました。

飛行当日、Wan-Hu は椅子に座って、ロケットに点火するように命令しました。それぞれが独自のトーチで武装した47人のロケットアシスタントが、ヒューズに火をつけるために急いで前進しました。渦巻く煙の雲を伴う途方もない轟音がありました。煙が消えると、万虎と飛行椅子はいなくなった。ワンフーに何が起こったのかは誰にもわかりませんが、火の矢は飛ぶのと同じくらい爆発しやすいため、彼と彼の椅子が粉々に吹き飛ばされた可能性があります。

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アイザック・ニュートン卿の影響

現代の宇宙旅行の科学的基礎は、偉大な英国の科学者によって築かれました アイザック・ニュートン卿 17世紀後半。ニュートンは、ロケットがどのように機能し、なぜロケットが真空の宇宙空間でそうできるのかを説明する 3 つの科学的法則に物理的な動きの理解を整理しました。ニュートンの法則はすぐにロケットの設計に実際的な影響を与え始めました。

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18世紀

ドイツとロシアの実験者と科学者は、18 世紀に 45 キログラムを超える質量のロケットの研究を開始しました。いくつかは非常に強力で、離陸する前に、逃げる排気炎が地面に深い穴を開けました。

ロケットは、18 世紀末から 19 世紀初頭にかけて、戦争の武器として短期間復活しました。 1792 年と 1799 年のイギリスに対するインドのロケット砲撃の成功は、大砲の専門家であるウィリアム コングリーブ大佐の関心を引き、イギリス軍が使用するロケットの設計に着手しました。

コングリーブ ロケットは戦闘で大成功を収めました。 1812 年の米英戦争でイギリスの船がマクヘンリー砦を砲撃するために使用したことから、フランシス スコット キーの詩に「ロケットの赤いまぶしさ」を書くきっかけとなりました。 星条旗 .

しかし、Congreve の研究があっても、科学者たちは初期の頃からロケットの精度をあまり改善していませんでした。戦争用ロケットの壊滅的な性質は、その精度や威力ではなく、その数にありました。典型的な包囲戦では、数千発が敵に向けて発砲される可能性があります。

研究者は、精度を向上させる方法を実験し始めました。英国の科学者であるウィリアム・ヘイルは、スピン安定化と呼ばれる技術を開発しました。逃げる排気ガスがロケットの下部にある小さなベーンに衝突し、弾丸が飛んでいるのと同じようにロケットを回転させました。この原則のバリエーションは、今日でも使用されています。

ロケットは引き続き使用され、ヨーロッパ大陸中の戦闘で成功を収めました。しかし、オーストリアのロケット旅団は、プロイセンとの戦争で、新しく設計された大砲と対戦しました。ライフル銃身と爆発弾頭を備えた後装式大砲は、最高のロケットよりもはるかに効果的な戦争兵器でした。再び、ロケットは平時の用途に追いやられました。

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現代ロケット工学の始まり

ロシアの学校教師であり科学者でもあるコンスタンティン・ツィオルコフスキーは、1898 年に初めて宇宙探査のアイデアを提案しました。彼は、ロケットの速度と範囲は、逃げるガスの排気速度によってのみ制限されると述べました.ツィオルコフスキーは、そのアイデア、入念な研究、優れたビジョンから、近代宇宙飛行学の父と呼ばれてきました。

アメリカの科学者であるロバート H. ゴダードは、20 世紀初頭にロケット工学の実用的な実験を行いました。彼は、空気より軽い気球よりも高い高度を達成することに興味を持ち、1919 年にパンフレットを発行しました。 極端な高度に到達する方法 .それは、今日の気象観測ロケットと呼ばれるものの数学的分析でした。

ゴダードの初期の実験は、固体推進剤ロケットによるものでした。彼は 1915 年に、さまざまな種類の固体燃料を試し、燃焼ガスの排気速度を測定し始めました。彼は、液体燃料の方がロケットをよりよく推進できると確信しました。これまで、成功した液体ロケットを作った人はいませんでした。これは、燃料と酸素のタンク、タービン、燃焼室を必要とする、固体推進剤ロケットよりもはるかに困難な仕事でした。

ゴダードは 1926 年 3 月 16 日に液体推進剤ロケットで初飛行に成功しました。液体酸素とガソリンを燃料とする彼のロケットは、わずか 2 秒半飛行しましたが、12.5 メートル上昇し、56 メートル離れたキャベツ畑に着陸しました。 .飛行は今日の基準では印象的ではありませんでしたが、ゴダードのガソリン ロケットは、ロケット飛行のまったく新しい時代の先駆者でした。

彼の液体ロケットの実験は何年にもわたって続けられました。彼のロケットはより大きくなり、より高く飛んだ。彼は飛行制御用のジャイロスコープ システムと科学機器用のペイロード コンパートメントを開発しました。パラシュート回収システムは、ロケットと機器を安全に戻すために採用されました。ゴダードは、その功績から近代ロケットの父と呼ばれています。

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V-2ロケット

3 番目の偉大な宇宙開拓者であるドイツのヘルマン オーベルトは、1923 年に宇宙旅行に関する本を出版しました。彼の著作により、多くの小さなロケット協会が世界中に生まれました。ドイツにおけるそのような社会の 1 つである Verein fur Ra​​umschiffahrt または Society for Space Travel の形成は、宇宙旅行の発展につながりました。 V-2ロケット 第二次世界大戦でロンドンに対して使用されました。

1937 年、オーベルトを含むドイツの技術者と科学者がバルト海の海岸にあるペーネミュンデに集まりました。 ヴェルナー・フォン・ブラウン .ドイツでは A-4 と呼ばれる V-2 ロケットは、今日の設計に比べて小さかった。液体酸素とアルコールの混合物を7秒に約1トンの割合で燃焼させることで、大きな推力を達成しました。 V-2 は、街全体を荒廃させる恐るべき兵器でした。

ロンドンと連合軍にとって幸運だったのは、V-2 の登場が遅すぎて戦争の結果を変えることができなかったということです。それにもかかわらず、ドイツのロケット科学者とエンジニアは、大西洋にまたがって米国に着陸できる高度なミサイルの計画をすでに立てていました。

多くの未使用の V-2 とコンポーネントがドイツの崩壊とともに連合国に鹵獲され、多くのドイツのロケット科学者が米国に来て、他の者はソ連に行きました。アメリカもソ連も、軍事兵器としてのロケットの可能性を認識し、さまざまな実験計画を開始しました。

米国は、ゴダードの初期のアイデアの 1 つである高高度大気観測ロケットのプログラムを開始しました。その後、さまざまな中長距離大陸間弾道ミサイルが開発されました。これらは、米国の宇宙計画の出発点となりました。レッドストーン、アトラス、タイタンなどのミサイルは、最終的に宇宙飛行士を宇宙に打ち上げることになります。

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宇宙の競争

1957 年 10 月 4 日にソビエト連邦が地球を周回する人工衛星を打ち上げたというニュースは、世界を驚かせました。スプートニク 1 号と呼ばれるこの人工衛星は、ソビエト連邦と米国 ソビエトは、ライカという名前の犬を乗せた衛星の打ち上げを1か月も経たないうちに続けました。ライカは宇宙で 7 日間生き延びた後、酸素の供給がなくなる前に眠りに落ちました。

米国は、最初のスプートニクの数か月後、独自の衛星でソビエト連邦に続きました。エクスプローラー I は、1958 年 1 月 31 日に米陸軍によって打ち上げられました。その年の 10 月、米国は、 NASA 、アメリカ航空宇宙局。 NASA は、全人類の利益のために宇宙の平和的探査を目標とする民間機関になりました。

突然、多くの人や機械が宇宙に打ち上げられました。宇宙飛行士は地球を周回し、月に着陸しました。ロボット宇宙船が惑星に移動しました。宇宙は突然、探査と商業的開発に開放されました。人工衛星は、科学者が私たちの世界を調査し、天気を予測し、世界中で瞬時に通信できるようにしました。ますます多くのペイロードの需要が高まるにつれて、強力で用途の広いロケットを幅広く製造する必要がありました。

今日のロケット

ロケットは、発見と実験の初期の頃から、単純な火薬装置から宇宙空間に移動できる巨大な乗り物へと進化しました。彼らは、宇宙を人類による直接探査のために開放しました。