Dnešní rakety jsou pozoruhodné sbírky lidské vynalézavosti, které mají své kořeny ve vědě a technologii minulosti. Jsou to přirozené výrůstky doslova tisíců let experimentování a výzkumu rakety a raketový pohon.
Jedním z prvních zařízení, které úspěšně využilo principu letu rakety, byl dřevěný pták. Řek jménem Archytas žil ve městě Tarentum, nyní části jižní Itálie, někdy kolem 400 ° C. Archytas mystifikoval a pobavil obyvatele Tarentum létáním holuba ze dřeva. Unikající pára pohání ptáka, když byl zavěšen na drátech. Holub použil princip akce-reakce, který nebyl uveden jako a vědecké právo až do 17. století.
Hrdina Alexandrie, další Řek, vynalezl podobné raketové zařízení nazývané aeolipile asi tři sta let po Archytasově holubi. Také to používalo páru jako hnací plyn. Hrdina namontoval kouli na vodní konvici. Oheň pod konvicí změnil vodu na páru a plyn prošel potrubím do koule. Dvě trubice ve tvaru písmene L na protilehlých stranách koule umožnily plynu uniknout a daly tahu kouli, která způsobila jeho rotaci.
Číňané údajně měli v prvním století jednoduchou formu střelného prachu vyrobeného ze slaného prachu, síry a prachu z uhlí A.D. Naplnili směsí bambusové trubice a hodili je do ohně, aby během náboženství vyvolali výbuchy festivaly.
Některé z těchto trubic s největší pravděpodobností nevybuchly a místo toho se pohnaly z plamenů, poháněných plyny a jiskry produkovanými hořícím střelným prachem. Číňané pak začali experimentovat s trubicemi naplněnými střelným prachem. Připojili bambusové trubice ke šípům a v určitém okamžiku je vypálili luky. Brzy zjistili, že tyto trubice střelného prachu se mohou vypouštět jen energií vyrobenou z unikajícího plynu. Zrodila se první skutečná raketa.
První použití skutečných raket jako zbraní je ohláseno, že se vyskytuje v roce 1232. Číňané a Mongolové byli ve vzájemné válce a Číňané odrazili Mongolští útočníci s ostřelováním „šípů létajícího ohně“ během bitvy o Kai-Keng.
Tyto šípy ohně byly jednoduchou formou rakety na pevné palivo. Trubice, uzavřená na jednom konci, obsahovala střelný prach. Druhý konec byl ponechán otevřený a zkumavka byla připevněna k dlouhé tyči. Když byl prášek zapálen, rychle hořící prášek vytvořil oheň, kouř a plyn, který unikl z otevřeného konce a produkoval tah. Hůl fungovala jako jednoduchý naváděcí systém, který udržoval raketu namířenou jedním obecným směrem, když letěla vzduchem.
Není jasné, jak účinné byly tyto šípy létajícího ohně jako zbraně ničení, ale jejich psychologické účinky na Mongoly musely být hrozivé.
V Anglii mnich jménem Roger Bacon pracoval na vylepšených formách střelného prachu, který výrazně zvýšil rozsah raket.
Ve Francii Jean Froissart zjistil, že přesnějších letů lze dosáhnout odpálením raket trubkami. Froissartův nápad byl předchůdcem moderní bazooky.
Rakety upadly do nemilosti jako válečné zbraně v 16. století, ačkoli byly stále používány ohňostroj displeje. Německý výrobce ohňostrojů Johann Schmidlap vynalezl „stupňovou raketu“, vícestupňové vozidlo pro zvedání ohňostroje do vyšších nadmořských výšek. Velké střešní okno první fáze neslo menší střešní okno druhé fáze. Když vyhořela velká raketa, ta menší pokračovala ve vyšší nadmořské výšce a poté osprchovala oblohu zářícími škvarky. Schmidlapova myšlenka je základní pro všechny rakety, které dnes přicházejí do vesmíru.
Méně známý čínský úředník jménem Wan-Hu představil rakety jako dopravní prostředek. S pomocí mnoha asistentů sestavil létající židli s raketovým pohonem, ke židli připojil dva velké draky a 47 draků se šípy šípu.
Wan-Hu seděl v den letu na židli a vydal příkaz rozsvítit rakety. Čtyřicet sedm raketových asistentů, z nichž každý byl vyzbrojen vlastní baterkou, se rozběhl vpřed, aby zapálil pojistky. Byl tam obrovský řev doprovázený vlajícími oblaky kouře. Když kouř zmizel, Wan-Hu a jeho létající židle byli pryč. Nikdo s jistotou neví, co se stalo s Wan-Hu, ale je pravděpodobné, že on a jeho židle byli rozhozeni na kusy, protože ohnivé šípy byly tak schopné explodovat, jako létat.
Vědecký základ pro moderní vesmírné cestování položil velký anglický vědec Sir Isaac Newton během druhé poloviny 17. století. Newton organizoval své chápání fyzického pohybu do tří vědeckých zákonů, které vysvětlovaly, jak rakety fungují a proč jsou schopny tak učinit ve vakuu vesmíru. Newtonovy zákony brzy začaly mít praktický dopad na design raket.
Experti a vědci v Německu a Rusku začali v 18. století pracovat s raketami o hmotnosti přes 45 kilogramů. Některé byly tak silné, že jejich unikající plamen plamene vyvrtal hluboké díry do země, než se zvedl.
Rakety zažily krátké oživení jako válečné zbraně na konci 18. století a začátkem 19. století. Úspěch indických raketových bariér proti Britům v roce 1792 a znovu v roce 1799 zaujal dělostřeleckého experta plukovníka Williama Congreve, který se rozhodl navrhnout rakety pro použití Brity vojenský.
Rakety Congreve byly v bitvě velmi úspěšné. Používali britské lodě k bušení Fort McHenry ve válce 1812, inspirovali Francis Scott Key psát o “červené záři raket” v jeho básni, která by později se stala Hvězdami posázený prapor.
I přes Congreveovu práci však vědci od prvních dnů příliš nezlepšili přesnost raket. Ničivou povahou válečných raket nebyla jejich přesnost nebo síla, ale jejich počet. Během typického obléhání mohou na nepřítele vystřelit tisíce lidí.
Vědci začali experimentovat se způsoby, jak zlepšit přesnost. William Hale, anglický vědec, vyvinul techniku zvanou stabilizace rotace. Unikající výfukové plyny zasáhly malé lopatky na dně rakety a způsobily to, že se točí stejně jako střela v letu. Variace tohoto principu se stále používají dodnes.
Rakety byly s úspěchem používány v bitvách po celém evropském kontinentu. Rakouské raketové brigády se však ve válce s Pruskem setkaly s nově navrženými dělostřeleckými díly. Děla s plným nábojem s puškami a explodující hlavice byly mnohem účinnějšími válečnými zbraněmi než nejlepší rakety. Opět byly rakety zařazeny k mírovým účelům.
Ruský učitel a vědec Konstantin Tsiolkovsky poprvé navrhl myšlenku na průzkum vesmíru v roce 1898. V roce 1903 Tsiolkovsky navrhl použití kapalných pohonných hmot pro rakety k dosažení většího dosahu. Uvedl, že rychlost a dosah rakety jsou omezeny pouze rychlostí výfukových plynů unikajících plynů. Tsiolkovsky byl pro své nápady, pečlivý výzkum a velkou vizi nazýván otcem moderní astronautiky.
Robert H. Goddard, americký vědec, provedl praktické experimenty v raketě počátkem 20. století. Začal se zajímat o dosažení vyšších nadmořských výšek, než bylo možné u balónů s lehčím vzduchem, a v roce 1919 vydal brožuru, Metoda dosažení extrémních výšek. Byla to matematická analýza toho, čemu se dnes říká meteorologická sondážní raketa.
Goddardovy první experimenty byly s raketami s pevným pohonem. V roce 1915 začal zkoušet různé druhy tuhých paliv a měřit rychlost výfukových plynů spalin. Přesvědčil se, že raketa by mohla být lépe poháněna kapalným palivem. Nikdo nikdy předtím nepostavil úspěšnou raketu na kapalné palivo. Byl to mnohem obtížnější podnik než rakety na tuhá paliva, vyžadující palivové a kyslíkové nádrže, turbíny a spalovací komory.
Goddard dosáhl prvního úspěšného letu raketou na kapalné palivo 16. března 1926. Jeho raketa poháněná tekutým kyslíkem a benzínem létala jen dvě a půl sekundy, ale vyšplhala na 12,5 metrů a přistála 56 metrů v kapustě zelí. Let byl podle dnešních standardů nevýrazný, ale Goddardova benzinová raketa byla předchůdcem celé nové éry raketového letu.
Jeho experimenty s raketami na kapalné palivo pokračovaly mnoho let. Jeho rakety se zvětšily a letěly výš. Vyvinul gyroskopický systém pro řízení letu a nákladový prostor pro vědecké přístroje. K bezpečnému návratu raket a nástrojů byly použity záchranné systémy padáků. Goddard byl pro své úspěchy nazýván otcem moderní raketové techniky.
Třetí velký průkopník vesmíru, Hermann Oberth z Německa, vydal v roce 1923 knihu o cestování do vesmíru. Mnoho malých raketových společností se objevilo po celém světě kvůli jeho spisům. Vytvoření jedné takové společnosti v Německu, Vereinské kožešiny Raumschiffahrt nebo Společnost pro vesmírné cestování, vedlo k rozvoji Raketa V-2 použitý proti Londýně ve druhé světové válce.
Němečtí inženýři a vědci, včetně Oberthu, se sešli v Peenemunde na pobřeží Baltského moře Moře v roce 1937, kde byla postavena nejmodernější raketa své doby a létala pod vedením Wernher von Braun. Raketa V-2, nazvaná A-4 v Německu, byla ve srovnání s dnešními designy malá. Svého velkého tahu dosáhlo spálením směsi tekutého kyslíku a alkoholu rychlostí asi jedné tuny každých sedm sekund. V-2 byla impozantní zbraň, která mohla zničit celé městské bloky.
Naštěstí pro Londýn a spojenecké síly přišel V-2 příliš pozdě ve válce, aby změnil svůj výsledek. Němečtí raketoví vědci a inženýři však již naplánovali pokročilé rakety schopné překlenutí Atlantický oceán a přistání v USA. Tyto střely by měly okřídlené horní fáze, ale velmi malé užitečné zatížení kapacity.
Spojenci spojili s pádem Německa mnoho nepoužitých V-2 a komponent a mnoho německých raketových vědců přišlo do USA, zatímco jiní šli do Sovětského svazu. USA i Sovětský svaz si uvědomily potenciál rakety jako vojenské zbraně a zahájily řadu experimentálních programů.
USA zahájily program s atmosférickými sondami s vysokou nadmořskou výškou, což byla jedna z Goddardových raných myšlenek. Později byla vyvinuta řada mezikontinentálních balistických raket středního a dlouhého doletu. Ty se staly výchozím bodem amerického vesmírného programu. Rakety jako Redstone, Atlas a Titan by nakonec vypustily astronauty do vesmíru.
Svět byl ohromen zprávou o umělé družici obíhající kolem Země vypuštěné Sovětským svazem 4. října 1957. Satelit s názvem Sputnik 1 byl prvním úspěšným vstupem do závodu o vesmír mezi dvěma supervelmocenskými národy, sovětem Unie a USA Sověti následovali vypuštění satelitu nesoucího psa jménem Laika na palubě méně než měsíc později. Laika přežila ve vesmíru sedm dní, než byla spána, než došel její kyslík.
USA následovaly Sovětský svaz satelitem několik měsíců po prvním Sputniku. Průzkumník I byl zahájen americkou armádou 31. ledna 1958. V říjnu téhož roku USA formálně organizovaly svůj vesmírný program vytvořením NASA, Národní letecká a kosmická správa. NASA se stala civilní agenturou s cílem mírového průzkumu vesmíru ve prospěch celého lidstva.
Najednou bylo do vesmíru vypuštěno mnoho lidí a strojů. Astronauti obíhali kolem Země a přistáli na Měsíci. Robotická kosmická loď cestovala na planety. Místo bylo najednou otevřeno průzkumu a komerčnímu využití. Satelity umožnily vědcům zkoumat náš svět, předpovídat počasí a okamžitě komunikovat po celém světě. S rostoucí poptávkou po větším užitečném zatížení musela být postavena široká řada výkonných a univerzálních raket.
Rakety se vyvinuly z jednoduchých střelných prachových zařízení do obřích vozidel schopných cestovat do vesmíru od prvních dnů objevu a experimentování. Otevřeli vesmír přímému průzkumu lidstva.