تاریخچه موشک ها

تاریخچه‌ی موشک
موشک یک موتور درون‌سوز است که برای کارکردن، نیازی به هوای بیرون ندارد. موشک هم سوخت و هم ماده‌ی اکسیدکننده را با خود حمل می‌کند. این دو ماده با هم در اتاقک احتراق می‌سوزند و گازهای داغی تولید می‌کنند که از طریق دهانه‌ی خروجی تخلیه می‌شوند. درون اتاقک احتراق، گازهای داغ بر تمام جهات فشار می‌آورند.
اگر اتاقک کاملا مسدود باشد، فشار در تمام جهت‌ها یکسان خواهدبود و موشک حرکت نخواهدکرد. اما اتاقک احتراق چنان ساخته می‌شود که این گازها با سرعت زیاد از دهانه‌ی خروجی تخلیه شوند. این کار باعث می‌شود که فشار گاز در تمام جهت‌ها یکسان نباشد؛ چون فشار واردشده به طرف جلو بسیار بیشتر از طرف عقب است، موشک به سمت جلو حرکت می‌کند. این حرکت، از قانون سوم نیوتن پیروی می‌کند:« برای هر عمل، عکس‌العملی وجود دارد برابر و در جهت مخالف». در موشک، گازهای در حال فوران از دهانه‌ی خروجی، عمل و فشار رو به جلو، یا پیشرانه، عکس‌العمل است. چون موشک سوخت و اکسیدکننده را با خود حمل می‌کند، و از آن‌جا که قانون سوم نیوتن در همه جا صدق می‌کند، پس موشک می‌تواند هم در جو زمین و هم در خلاء فضا حرکت کند.

داستان موشک:

گمان می‌رود موشک‌های اولیه در چین ساخته‌شدند. هنگامی که در سال 1232 میلادی مغولان شهر کای‌فنگ‌فو را رد شمال چین به محاصره‌ی خود درآوردند، مردم شهر با شلیک تیرهای آتشین که لوله‌هایی پر از باروت بودند محاصره‌ی شهر را شکستند. براساس یک دست‌نوشته‌ی قدیمی این موشک‌ها چنین توصیف شدند:« صدایی چون رعد تولیدمی‌کردند و مسافت زیادی را می‌پیمودند.»
مدت زمان چندان زیادی نگذشت که هنر موشک‌سازی به خاورمیانه و اروپا کشیده‌شد. در سال 1242 میلادی راجر بیکن کشیش، فیلسوف و دانشمند انگلیسی فرمولی برای ساختن باروت یافت که عبارت بود از 2/41% نیترات پتاسیم، 4/29% کربن و 4/29% گوگرد. وی همچنین موفق‌شد نیترات‌پتاسیم را که جزء تولیدکننده‌ی اکسیژن در باروت است را تقطیر کند. این امر باعث تسریع در سوختن باروت می‌شد.

الحسن‌الرماح متفکر سوری، در کتاب‌های خود جنگ سواره و ماشین‌های جنگی که در حدود سال 1280 میلادی نگارش شده‌اند طرز ساختن باروت و موشک را با عنوان «تیرهای چینی» توضیح داده‌است. همچنین در کتاب مورخ آلمانی نوشته شده در سال 1285 میلادی، به موشک اشاره‌هایی شده‌است. مورآروتی، مورخ ایتالیایی نیز شرح می‌دهد که چگونه به هنگام محاصره‌ی چیوزیا (در نزدیکی ونیز) در سال 1379 میلادی یک قلعه‌ی تدافعی با موشک باروتی به آتش کشیده شد و آخرین مقاومت‌ها را در هم شکست.

انگلیسی‌ها برای اولین بار در جنگی‌که با هندی‌ها داشتند موشک را دیدند. احتمالا هندی‌ها در قرن هفدهم میلادی موشک‌سازی را از بازرگانان عرب فراگرفته‌بودند. هنگامی که در حدود سال‌1770 اولین نمونه‌های موشک‌های هندی به انگلستان رسید ناخدا تامس دسالییر ساختمان آن‌ها را مورد آزمایش قرارداد، اما نتوانست موشک‌هایی با همان برد و دقت تولید کند. موضوع موشک تا سال 1804 در بوته‌ی فراموشی ماند؛ تا این‌که ویلیام کانگریو افسر انگلیسی تلاش جدیدی برای ساختن موشک آغازکرد. او توانست در مدت یک‌سال موشکی 24 پوندی با برد 1800 متر بسازد. موشک‌های او در 8 اکتبر 1806 در جنگ با ناپلئون به‌کار گرفته‌شد.
در سال 1810 و.مور مقاله‌ای درباره‌ی حرکت موشک‌ها منتشر کرد. این اولین نوشته‌ای بود که به طور علمی به مطالعه‌ی ریاضی موتورهای موشک و مسیر پرتابه‌ها می‌پرداخت.
در سال 1844 ویلیام هیل انگلیسی موشک‌هایی اختراع کرد که ضمن چرخیدن قادر به حفظ تعادل خود نیز بودند. اما، موشک‌ها می‌بایست نیم‌قرنی در انتظار پیشرفت‌های بزرگ سپری می‌کردند، پیشرفت‌هایی که ماهیت نظری داشتند.

کنستانتین تسیلوفسکی اهل روسیه، که معلم مدرسه بود، در سال 1883 ثابت کرد که موشک‌ها در خلاء فضا نیز می‌توانند کار کنند. او در سال 1903 نخستین مقاله‌ی خود را درباره‌ی مسافرت‌های فضایی، بر مبنای استفاده از پیشران مایع، منتشرکرد. یادداشت‌های او در ربع اول قرن بیستم حاوی طرح‌هایی از سفینه‌های فضایی است که سوخت آن‌ها اکسیژن و هیدروژن مایع یا اکسیژن و نفت سفید در نظر گرفته شده‌است. در طرح‌های او دریچه‌هایی برای کنترل جریان سوخت به طرف اتاقک احتراق، و پره‌هایی در دهانه‌ی خروجی برای کنترل مسیر دیده می‌شود. محتویات موشک به نحوی جای گرفته‌اند که نیروی شتاب را کاملا تحمل کنند. و اتاقک تحت فشار دارای دیواره‌ای دو جداره برای حفاظت در برابر شهابواره‌هاست.
تسیلوفسکی علاقه‌مند به موشک‌های چند مرحله‌ای بود. او دستیابی به سرعت‌های زیاد برای قراردادن ماهواره‌ها در مدار تنها از این راه امکان‌پذیر می‌دانست. وی استفاده از ژیروسکوپ‌ها و موشک‌های موازنه را (موشک‌های فرعی که تعادل موشک‌اصلی را حفظ می‌کند) را پیشنهاد کرد و حتی تا جایی پیش رفت که به توصیف محل‌های مسکونی واقع در مدار پرداخت؛ جایی که انسان تحت نیروی گرانش مصنوعی زندگی کند و غذا و اکسیژن لازم را از سیستم‌های بسته‌ی زیست‌شناختی به دست آورد. اما هنوز راه درازی در پیش بود تا موشک در اهدافی چنین بلند پروازانه به کار گرفته‌شود. بعدها تسیلوفسکی پدر صنعت موشک‌سازی در روسیه لقب گرفت.
در گوشه‌ی دیگر دنیا، رابرت هیچنگز گودارد، بنیان‌گذار موشک‌سازی در آمریکا، نوعی موشک شبیه به بازوکا که سوخت جامد داشت، در خلال جنگ جهانی اول اختراع کرد. او در سال 1919 کتابی به نام «روش رسیدن به بالاترین ارتفاعات» نوشت، و دو سال بعد آزمایش‌هایی با سوخت مایع آغاز کرد. گادرد بر خلاف تسیلوفسکی بیشتر اهل آزمایش بود. او در 16 مارس 1926 نخستین موشک سوخت مایع را در شهر اُبرن در ماساچوست به پرواز درآورد. موشک با اکسیژن مایع و بنزین کار می‌کرد، تا ارتفاع 5/12 متر بالا رفت و به حداکثر سرعت 100 کیلومتر در ساعت رسید و سپس 56 متر دورتر از سکوی پرتاب فرود آمد. گرچه عده‌ی بسیار کمی، چنان‌که باید اهمیت این کار را درک کردند، اما آزمایش گادرد نقطه‌ی عطفی در تاریخ بود. چند سال بعد، او به تنهایی در ایستگاه موشکی خود در روزول (در نیومکزیکو) موفق شد که موکی را به ارتفاع 2300 متر و حداکثر سرعت 1100 کیلومتر در ساعات برساند (مه 1935). دهانه‌ی خروجی گاز این موشک دارای پره‌هایی با کنترل ژیروسکوپ بود، که یکی از چندین اختراع گادرد در صنعت موشک‌سازی است.
در آلمان نیز وضع تقریبا بدین منوال بود. هرمان اُبرت که پایه‌گذار صنعت موشک‌سازی آلمان محسوب می‌شود، در سال 1923 کتابی به‌نام « موشک در فضای سیاره‌ای» نوشت. او نیز چون گادرد استفاده از سوخت مایع را به دلیل انرژی زیاد و قابل کنترل بودنشان ترجیح می‌داد. در ژوئیه 1927 به همت اُبرت، علاقه‌مندان به موشک در آلمان، «انجمن مسافرت‌های فضایی» را بنیاد نهادند. اعضای این انجمن مشتاقانه خواهان تکمیل و ساختن موشک‌های با سوخت مایع بودند.

بعد از گادرد، وینکلر دومین کسی بود که موشک با سوخت مایع ساخت و پرتاب کرد. این موشک که با متان و اکسیژن مایع کار می‌کرد، در 21 فوریه 1938 مورد آزمایش قرارگرفت و به طور نااُمید کننده‌ای فقط 3 متر بالا رفت. اما سه هفته بعد، وینکلر موشک دیگری از همین نوع را که تغییراتی در آن داده‌بود، آزمایش کرد. موشک به ارتفاع 600 متری رسید. مدل‌های کوچک دیگری نیز، که به میراک و رپالسر مشهور بودند، به وسیله‌ی اعضای این انجمن ساخته‌می‌شدند. در این هنگام جوان 18 ساله‌ای به نام ورنر فون براون به این انجمن پیوست. موشک‌های ساخته‌ی او در «میدان پرواز موشک» در حومه‌ی برلین، مورد آزمایش قرارگرفت و به زودی یه رقابت با موشک‌های انجمن پرداخت. پیشرفت‌های بعدی باعث شد مدل‌های جدیدتر رپالسر، حتی با سوخت کمتر از ظرفیت، تا ارتفاع 6/1 کیلومتر بالا بروند، اما، با این وجود، این موشک‌ها همواره درست پرواز نمی‌کردند.
بحران اقتصادی در اوایل دهه‌ی 1930 فرارسید، ارزش پول کاهش پیداکرد، و دیگر آشکار بود که بدون سرمایه‌ی اضافی، کار مؤثر انجمن امکان‌پذیر نیست. از این رو نبل، ریدر، و فون براون با ارتش آلمان وارد گفتگو شدند و کار یکی از موشک‌های رپالسر خود را در میدان مشق ارتش در کومرسدورف در 100 کیلومتری جنوب برلین نمایش دادند. اگرچه متخصصان توپخانه اظهار علاقه کردند ولی متقاعد نشدند. آن‌ها مقدار اندازه‌گیری شده‌ی پیشرانه و اطلاعات دیگری از ریدل و براون خواستند.
براون تا آنجا که می‌توانست اطلاعات جمع کرد و به کومرسدورف بازگشت، رویدادی که تغییر دهنده‌ی دوره‌ای از تاریخ بود. ارتش دریافت که موشک‌سازی بیرون از مفاد عهدنامه‌ی ورسای است، که به آلمان اجازه ساخت هواپیما نمی‌داد؛ در سال 1933 آدلف هیتلر به قدرت رسید. در آن زمان بخش ویژه‌ای از اداره‌ی تسلیحات ارتش به سرپرستی والتر دورنبـِرکِر در کوموسدرف تأسیس شد. فون براون جوان که هنوز خود را برای اخذ درجه‌ی دکتری آماده می‌کرد، به سمت مسئول توسعه‌ی موشک‌سازی انتخاب شد و به کار روی دسته‌ای از موشک‌های آزمایشی با سوخت مایع پرداخت. گروه کوچک براون، طی جند سال اول، موشک‌های تکامل یافته‌ای را به طور مخفیانه در بورکوم، در نزدیکی اِمدِن پرتاب کردند. در دسامبر 1934، دو موشکA-2 که ماکس و موریتس نامیده می‌شدند، به ارتفاع تقریبی 5/2 کیلومتری رسیدند. در این مدت انجمن مسافرت‌های فضایی، به علت مسائل مالی منحل گردید و میدان پرواز موشک‌آن‌ها انبار مهمات ارتش شد.
در آوریل 1937، یک ایستگاه بزرگ تحقیقات موشکی در نزدیکی دهکده‌ی پینه‌مونده در سواحل بالتیک برپا شد. دست‌اندرکاران پیشین انجمن مسافرت‌های فضایی اکنون می‌توانستند کار موشک‌سازی خود را در کنار فون براون از سر گیرند. در پینه مونده، موشک بزرگA-5 به عنوان یک سلاح توپخانه‌ای تکمیل شد. این موشک بعدها در سال‌های 45-1344 در بمباران لندن، آنتروپ و هدف‌های دیگر به کار رفت. این موشک را فرماندهی عالی آلمان V-2 نامید. پس از جنگ، موشک‌های وی-2، به عنوان موشک‌های پژوهشی برای مطالعه‌ی جو بالا، در آمریکا مورد استفاده قرارگرفت و موشک‌های دیگری مانند اروبی و وایکینگ از روی آن طراحی شدند.
شوروی‌ها نیز به دور از این ماجراها نبودند. در 17 اوت 1933، گروهی از پژوهشگران این کشور، به سرپرستی میخاییل تیخونراُف موشکی موسوم بهGrid 9 را پرتاب کردند که تا ارتفاع 400 متر بالا رفت. این موشک با اکسیژن مایع و ترکیبی از بتزین و کلوفونی (ماده‌ای که از تورفنتین به دست می‌آید) کار می‌کرد. یکی از سازندگان این موشک، جوانی به نام سرگئی کرولف بود که سال‌ها بعد موشک R-7 را طراحی کرد. وی یکی از دانشمندان برجسته‌ی موشکی در روسیه و جهان به شمار می‌آید.
پس از جنگ جهانی دوم و شکست آلمان‌ها موشک‌های وی-2 غنیمت گرفته شده از آن‌ها به آمریکا و روسیه منتقل شد و نیز بسیاری از دانشمندان موشکی آلمان به این دو کشور رفتند. موشک وی-2 را می‌توان پایه و اساس موشک‌های فضایی امروز دانست.