.,Rachetele au fast falosite initialca arme. Astazi puternicerachete giganti transpartaastranauti, sateliti ~i alte echi-pamente in spatiu. Dar rache-tele balistice sunt inca a ame-nintare pentru papulatie.

~

O Titan/Centaur,00 Acest foc deartifjcii (sus) a fostdus in aer de rache-te. Ca ~i rachetelefolosite ca proiectile(dreapta). cele folo-site pentru focuri deartifjcii func1ioneazaprin eliminareagazului. producandpropulsarea.

torsiune stabilizata. Elicele curbate In gura fur-tunului de evacuare fac racheta sa se lnvarta Intimpul zborului. Astfel i s-a conferit stabilitate,ca cea a rotirii unui giroscop. Iregularitatile defonna sau densitate nu rnai erau o problema.Aceasta tehnica a lnvartirii pentru obtinerea sta-bilitatii fusese folosita pentru gloante dupa 1400~i In vremurile vechi pentru sageti ~i sulite.

Distan~aDistanta a fost tot timpul o problema a rachete-lor. Pentru a face o racheta sa mearga departe,ea poate fi facuta mai rnare pentru a putea fi ca-pabila sa transporte o cantitate rnare de praf depu~ca sau alt combustibil. Dar aceasta rezulta Incre~terea in greutate a rachetei ~i propulsareaacesteia pe o distanta mare nu este posibila.

O solutie pentru aceasta problema a fost su-gerata de francezul Frezier ~i pusa In practica InAnglia de colonelul Boxer In 1855. Ideea era sauneasca doua rachete. cand partea sectiunii dinspate se distrugea prin ardere, Incarcatura deexploziv separa cele doua parti ~i aprindeasectiunea din fata. Aceasta, prirna racheta cumai multe trepte, conferea o distanta mai rnaredecat o racheta simpla de greutate similara,deoarece nurnai o parte a proiectilului initialera trimis catre tinta. Rachetele lui Boxer au fost

~ chetele au fost lansate pentru primaoar:l acum aproximativ 800 de ani. Chi-

ezii le-au folosit in jurul anului 1200 inbataliile cu mongolii. Ca ~i modemele focuride artificii, primele rachete chineze~ti eraupropulsate de praful de pu~ca. Prinse desage1;i sau sulite formau o arma infrico~atoare~i putemica. Mongolii au fost atat de impre-siona1;i incat au realizat propriile lor rachetepentru a le folosi impotriva arabilor. Pe lamijlocul anilor 1200 arabii le foloseau ~i ei.Crucia1;ii francezi au invatat despre rachete dela arabi ~i le-au introdus in Europa.

Rachetele in Europain 1429, sub loana D'Arc, trupele franceze auaparat ora~ul Orleans de englezi folosindrachete. Dar acestea au disparut de pe scenamilitara ca arme, pentru ca s-au dovedit a fimai pu1;in exacte decat pu~tile.

Din anti 1500, rachetele au fost folosite lafocuri de artificii prima data in ltalia ~i apoi incelelalte tan europene. insa in 1700 rachetele auavut din nou un rol important in r:lzboi. in 1792trupele britanice care luptau in India au fostbombardate de rnici rachete cu carcasa demetal. Acestea s-au dovedit atat de eficiente,incat colonelul (mai tarziu Sir) WilliamCongreve, directorul Laboratorului Woolwichdin Londra, a decis sa inceapa fabricarea rache-telor pentru britanici. in 1804, el a transforrnatracheta simpla intr-a am1:l de distrugere cuexplozie ~i putere incendiara foarte mari. Preci-zia rachetelor a fost imbunatatita in 1844, candenglezul William Hale a introdus tehnica nurnita

...i.i';;~:"ct,;:,,:(c;

folosite pentru a aprinde odgoanele de salvarede pe tannuri pentru vasele aflate 1n pericol.

In Rusia, Konstantin Tsiolkovski a recunos-cut irnportanta rachetelor cu rnai multe trepte,iar 1n 1883 arnta ~ ele pot fi folosite pentrucalatorii spatiale. Ca rezultat al teoriei detaliate

O Inginerul ~i profesorul rus KonstantinTsiolkovski lucrand la proiectul uneia dintrerachetele sale. Tsiolkovski este cunoscut caparintele zborurilor in spa~iu.

291

racheta folosita pentrua duce sonda ameri-cana Viking pe Marte.Lunga de 49 m. esteformata din doua dis-pozitive auxiliare cucombustibil solid ata-~te pe o rachetaTitan 3 ~i pe treaptafinala a lui Centaur.

RACHETE $1 PROIECTILE

Masurarea vantului: noride baze alcaline suntelibera\i in atmosfera ~iurmari\i pe radar.

Provocarea plo;;: nor;; sunt..insaman~a~i.' cu ghea~auscata pentru a-i face sael;bereze umezeala.

Informa\iile privind tem-peratura atmosferica ~ipresiunea sunt transmisecatre sta\iile de pe sol, deinstrumente portate derachete intr-un pachetseparat de instrumente.

Proprietatile electrice ~imagnetice ale atmosfereisuperioare sunt masuratede instrumente speciale.

Absorb,ia atmosfericaa radia,iilor solare estemasurata de spectro-metre infraro~ii.

Razele cosmice suntdetectate de aparateGeiger.

250

200

I

~

/~- -~

I~- -'AJ1

J):4! ' \

/~ @

1: 100

J-"

-"" r. ' = ~, 501~1-5

~

O Racheta carecapteaza sunetuleste propulsata decombustibil solid. Ealanseaza dispozitivecare aduc informa1iidin atmosfera supe-rioara.

O Avioanele Mig25 Fox bat ruse~tierau echipate curachete AA-6montate sub aripi.

Societate de Calatorii in Spatiu. Opozitia par-tidului nazist a fol1at grupul sa se dezmembrezeIn 1934, dar cativa membri au continuat cerce-tarile in domeniul rachetelor cu scopuri militare.Acest lucru a conferit intaietate Germaniei inindustria construc1;iilor de rachete in timpul celuide-al doilea razboi mondial (1939-1945). Unuldintre cei mai valoro~i ingineri din constructiade rachete din timpul celui de-al doilea razboimondial a fost Werner von Braun. Eforturile luiau condus la construirea primei rachete "balis-tice" -racheta V2 -care a fost folosita la bom-bardarea Marii Britanii in 1944 ~i 1945.

Pionierii Americiiin SUA pionierulln constructia rachetelor a fostfizicianul Robert Goddard, care a adunat ungrup de entuzia~ti in anii '20. Cu toate ca lucracu fonduri proprii lirnitate, acest grup a lansatprima racheta cu combustillichid din lume in1926. Contributia lor importanta in materie derachete a continuat pana la moartea luiGoddard, in 1945. in acela~i an, razboiul s-a ter-minat cu Infrangerea Germaniei ~i atat URSS-ulcat ~i SUA au obtinut tehnologia rachetelor ger-mane ~i asistenta savan1;ilor care le concepusera.

Pe langa V-2 In cel de-al doilea razboimondial s-au utilizat ~i rachete mici balisticelansate din avion sau de la so.l. De atunci,rachetele balistice au avut o importantamajora In lupta. Razboiul Rece dintre URSS ~iSUA din anii '50 a dus la o cre~tere In numar

pentru Cercetari a Propulsarii prin Reactie dinMoscova. Cu sprijinul financiar al arrnatei s-aconstruit racheta cu combustibil lichid, care in1936 a atins un record de altitudine de 5,6 km.Pionierul gerrnan al rachetelor din 1920 a fostHerrnann Oberth. Lucrarile lui teoretice desprecombustibilul lichid al rachetelor au inspirat ungrup de tineri ingineri sa formeze 1:n anul 1927

1:n acest domeniu, Tsiolkovski a devenit maita.rziu parintele zborurilor in spatiu. Darcalatoriile 1:n spa1;iu erau inca departe de a selmplini ~i rachetele au ~ontinuat sa fie folositepentru alte scopuri.

In timpul primului.'razboi mondial (1914-1918), britanicii au folosit rachete balistice pen-tru a doborl avioanele germane. Dupa acestra;zboi interesul continuu 1:n construc1;ia rache-telor inspirat de cercetarile lui Tsiolkovski, afacut ;E~

~

~

~ Racheta Tomahawk Cruise, testata printr-unzbor deasupra Mt. Katahdin din Maine, SUA.Raza ei de ac~iune este de 3600 km.

292

pompa turbo de00 Motorul F 1

pompa turbo oxidanta (stanga) a fost folositde Saturn V (jos) inmisjunile pe Lun3 ale

"C rachetelor Apollo.~ Cinci astfel de~ motoare au ac~ionat

) , prima treapt3, jar laI GJ celelalte trepte s-au

~ folosit motoare J-2.>

-;0>

SATURN V. F-1motor principal

"0:;:~

01~

>"-;0>

Nava Apollo

de urcaremodul lunarde coboraremonitor de aprindere

a valvelorgura defurtun a

rezervor decombustibil(l/hidrogen)camera deardere

rezervor deoxigen lichid

O in viitor, rachetele control ate de compu-tere, care poarta focoase nucleare, ar putea filansate catre ~intele inamice din dispozitivespa~iale aflate pe orbita pamantului.

sfere de heliu

motor J-2

rezervor decombustibil(L/hidrogen)

rezervor deoxigen lichid

cinci mo-toare J-2

rezervor deoxigen lichid

a rachetelor strategice -bombe nucleareintercontinentale.

SUA a Incetinit putin programul de dez-voltare pentru a a~tepta perfectionarea uneibombe compacte cu hidrogen pentru ca aceas-ta necesita o racheta relativ mica pentru trans-portare. Dar URSS a mers mai departe In dez-voltarea unor rachete mari, capabile sa ducabombe atomice mai mari.

SputnikAvand asemenea rachete la dispozitie, savantiisovietici aveau posibilitatea plasarii unuiobiect mic pe orbita Pamantului. in octombrie1957 a 1nceput epoca spatiului atunci candmicutul satelit sovietic numit Sputnik 1 ~i-atransmis semnalele catre oamenii de stiinta.

SUA, ajutate acum de expertiza lui vonBraun, au raspuns cu un satelit propriu patruluni mai tarziu. Influenta lui von Braun a con-tinuat pana la programul Apollo, care a folosito racheta gigant 1n trei trepte, Saturn V, ~i a dusomul pe LuruI 1n 1969.

A treia lege a mi5carii a lui Isaac N~wtonspune ca fiecare actiune are o reactie egala sauopusa. Aceasta 1nseamna ca, de exemplu, dacasari dintr-o barca mica pe tarm, actiunea ta vatinde sa 1:mpingabarca de la tarm. Principiul de

peretelerezervoru-

lui de oxi-gen lichid

conducte de

.transfer a

oxigenuluilichid

rezervor de

conducte

functionare a rachetei este asem~n~tor. Ea estepropulsata prin emanarea unui ~uvoi de ma-terie, de obicei gaz. Actiunea de ie~ire a gazelorcauzeaz~ exercitarea unei fol1;e de reactie 1nracheta, iar aceasta o detennin~ s~ se mi~te.Rachetele contin tot ce au nevoie pentru a fipropulsate, spre deosebire de motoarele cureactie, care trebuie sa primeasca aer ca s~ ard~combustibilul. De aceea rachetele sunt 1nchiseennetic pentru a putea c~l~tori 1n spatiul de vid.

CombustibiliIn majoritatea rachetelor un compus chimiclichid sau solid este ars 1ntr-un spatiu limitat,astfel lncat gazele produse pot ie~i liber prinuna sau mai multe guri de furtun. Oxigenulnecesar pentru arderea combustibilului poatefi obtinut dintr-o compozitie -nitrat de potasiuIn cazul prafului de pu~c~. In cazul rachetelormoderne cu combustibil lichid oxigenuldepozitat sub form.1 lichid:I este folosit adeseapentru arderea combustibilului, care este uleiulde parafina (keronsenul), hidrogenullichid sauhidrasin (0 compozitie de nitrogen-hidrogen).

Rachetele cu combustibil solid sunt folositemai frecvent datorit~ simplitatii ~i sigurantei lor.Ele actioneaz~ majoritatea rachetelor, actionea-z~ ca dispozitive auxiliare ~i uneori actioneaz~unele p~rti dintr-o racheta 1n mai multe trepte.Dar rachetele cu combustibil lichid fumizeaz~puterea pentru o misiune spatial~ completa, iarlmpingerea produs~ poate fi cu u~urinta con-trolat~. De .asemenea, avand aceea~i greutatede combustibil, rachetele cu combustibil lichidfumizeaz~ 0 propulsare ~i 0 accelerare maimare decat rachetele cu combustibil solid.

Machete alternativeCu toate ca rachetele cu combustibillichid suntpotrivite pentru c~l~torii relativ scurte pe Lurulsau pe alte planete din Sistemul Solar, ele suntdestul de rapide pentru cal~torii ~i 1n alte sis-teme stelare. Sonda spatial~ American Voyager

~ 2 a folosit fol1;a gravitatiei lui Jupiter pentru a.cQ.

O Davy Crockett, folosit in armata ameri-cana, este un aruncator de rachete portabilfolosit pe campul de lupta. Poate folosirachete conven~ionale sau nucleare.

'293cinci motoare F-1

RACHETE ~I PROIECTILE

catozi neutraiiza\i careMOTORUL (j ~ ! transporta eiectroniCU ION T4 ! i ~ pentru a neutraliza ioni

, , I

.-; ~Iectromagnet producatorelectrorn ; camp magnetic

flux de ioni ;neutraliza\i a nod protector

arc de plasmaI catod interior

1 MOTORULNUCLEARNERVA

O Multe rachete de lunga distan~a suntlansate din depozite subterane. RachetaMinuteman III din imagine poate fi incarcatacu mai multe focoase nucleare, putand efec-tua atacuri simultane asupra mai multor ~inte.

I...

...

...

_.

mercur

grila de

accelera!ieanod principal

turbinade eva-

cuare

O Motorul cu ion T4, proiectat pentru a tifolosit pe un satelit european. Motorul estepropulsat de un curent de ioni neutraliza1i,elimina1i printr-o grila de accelera1ie.

reflector

O Motorul nuclear Nerva are un reactornuclear pentru incalzirea hidrogenului lichid.Gazul de hidrogen prod us prin aceastaincalzire propulseaza racheta.

turbinei

gura

accelera la o viteza mare, 1ndep~rtandu-se denoi cu o viteza de 36000 km/ora. Dar chiar ~iaceasta viteza este prea mic~ pentru a c:ll~toric~tre alte stele. Cea rnai apropiat.1 stea, (1n afaraSoarelui) este Proxima Centauri, la aproxirnativ40 milioane km distanti1. Onava spatial~ cu vite-za lui Voyager 2 ar ajunge acolo 1n 126000 ani.De aceea oamenii de ~tiinti11ncearc~ s~ dezvoltefonne rnai rapide de propulsare a rachetelor.

Rachetele cu putere nucleara vor fi probabilnepotrivite pentru lansarea de pe P~mant dincauza radiatiilor produse, periculoase pentrus~natate, dar ere pot fi lansate In spatiu. Ase-

menea rachete pot produce o foqa enonna delmpingere printr-o serie de explozii nucleare.Alternativ, caldura de la un reactor nuclear poa-te fi folosit:1 pentru a fierbe un lichid, acestaputand fi eliminat sub fonna de gaz prin gaurilede furtun.

Particule propulsatoareAlte sugestii includ transformarea hidrogenuluiIn plasma -un gaz ca un ~uvoi de sarcini departicule. Un camp magnetic este folosit pentrua forta plasma din rachet:1 sa produca lmpin-gerea. O alt:1 idee este de a folosi un cimp

-~---~-~, OM 88 -rachetafolosita impotrivanavelor maritime.Poate fi lansata depe un vas sau avionatingand o viteza dedoua ori mai maredecat viteza sunetu-

: lui putand penetraI ~iste~ele de aparareI Inamlce.

electric pentru a forta iOnii de mercur ~i cesiu(atomi de sarcina) sa iasa din racheta. Testelearata ca sistemul functioneaza, cu toate capropulsarea produsa este incredibil de mica -un kilogram pentru 4 milioane de wati deenergie consumata. Totu~i, prin accelerareatreptata de-a lungul mai multor luni, astfel deracheta ar putea atinge viteze mari.

O alta posibilitate este racheta cu fotoni (par-ticule de lumina) -puterea constand din simpleraze de lumina emanate la coada ei. Dar chiar

12 cu a concentratie ridicata de raze de luminai forta produsa de fotoni nu va rivaliza probabil~ nici o propulsare mica a unui motor cu ioni.

OC Racheta SAMs-a f010Sit cu multsucces, astfel inc3ttoate avioanele der3zboi sunt dotatecu sisteme dealarm3 pentrudetectarea lor.in imagine suntJavelin (ultima dindreapta) ~i Rapier(dreapta), ghidateprin sisteme de tele- :ghidare de pe sol. ~

294 .llf!f.'LIi'A- Stiin~ ~i tehnologie 98- CERCKfAREA SPA11ALA LA 21 I

de furtuna rachetei