Wann kam das Konzept der "Stufen" in die Raketentechnik?

Die erste mehrstufige Rakete ist viel älter als man denkt. Es stammt aus dem 14. Jahrhundert n . Chr. .

Huolongchushu i oder aus dem Wasser kommender Feuerdrache (chinesisch: 火龙出水; pinyin: huolóngchushui; wörtlich: „Feuerdrache aus dem Wasser“) waren die früheste Form von mehrstufigen Raketen und ballistischen Marschflugkörpern, die im mittelalterlichen China verwendet wurden. Der Name der Waffe wurde verwendet, um feindlichen Truppen Angst einzujagen. Wenn der Feind außer Reichweite war, hatte der Feuerdrache einen Notfall. Magazin mit drei raketengetriebenen Pfeilen, die sich im Mund der Rakete befinden. Es fungierte als eine der ersten mehrstufigen Raketen und ballistischen Marschflugkörper der Welt, die in Seeschlachten auf feindliche Schiffe abgefeuert wurden .

(Quelle: Wikipedia/Huolongchushui )

Der britische Wissenschaftler und Historiker Joseph Needham weist darauf hin, dass das schriftliche Material und die abgebildete Illustration dieser Rakete aus der ältesten Schicht der Huolongjing stammen, die ungefähr 1300–1350 n . Chr. Datiert werden kann (aus Teil 1 des Buches, Kapitel 3, Seite 23). .

(Quelle: Wikipedia/Multistage Rocket )

Die Texte scheinen stark zu implizieren, dass die Raketen nicht nur theoretisch, sondern tatsächlich im Kampf eingesetzt wurden.

Wenn Sie die Pfeile als separate Stufe und nicht als Nutzlast zählen, handelt es sich um eine mehrstufige Rakete.

In Europa wurde die erste mehrstufige Rakete (und die erste Beschreibung von mehr als 3 Stufen, die ich finden konnte ) im 16 “ , erschienen 1560 bei Johann vom Berg und Ulrich Neuber in Nürnberg. Es wurde 1564 nachgedruckt und 1590/1591 neu aufgelegt [1] .

Dieses Design unterscheidet sich ein wenig von früheren chinesischen Designs (die damals in Europa unbekannt waren) darin, dass es mehrere Stufen gibt, die für den Antrieb bestimmt sind, und nicht nur eine Nutzlast, die selbst raketengetrieben ist.

Die folgende Abbildung zeigt seine zwei- und dreistufigen Konzepte:

Das Werk (in der Ausgabe von 1564) ist verfügbar unter archive.org [3]

Er könnte von Ideen von Conrad Haas beeinflusst worden sein oder auch nicht, der ähnliche Gedanken hatte.

Eine gute Zusammenfassung findet sich in Doru Todericiu, 'Raketentechnik im 16. Jahrhundert' ( PDF verfügbar [4] ).

Leider sind sowohl der Originaltext als auch die Beschreibung nur in deutscher Sprache verfügbar. Ich konnte keine guten englischen Quellen finden, außer dass ihm die oben genannte Leistung von der NASA zugeschrieben wird [5] .

Ich möchte Werke von Konstantin Tsiolkovsy erwähnen . Ich glaube, er war der erste, der vorschlug, mehrstufige Raketen für Weltraumflüge einzusetzen.

Sein wichtigstes Werk, veröffentlicht im Mai 1903, war Exploration of Outer Space by Means of Rocket Devices (russisch: Исследование мировых пространств реактивными приборами).

Tsiolkovsky berechnete unter Verwendung der Tsiolkovsky-Gleichung , dass die für eine minimale Umlaufbahn um die Erde erforderliche Horizontalgeschwindigkeit 8.000 m / s (5 Meilen pro Sekunde) beträgt und dass dies mit einer mehrstufigen Rakete erreicht werden könnte, die mit flüssigem Sauerstoff und flüssigem Wasserstoff betrieben wird .

Rocket Devices" wurde zum ersten Mal bewiesen, dass eine Rakete Weltraumflüge durchführen kann. In diesem Artikel und seinen nachfolgenden Fortsetzungen (1911 und 1914) entwickelte er einige Ideen für Raketen und betrachtete die Verwendung von Flüssigkeitsraketentriebwerken.

Wichtige neue Ideen werden oft von mehr als einer Person einer einzelnen Nation gedacht. Siehe diese Seite über mehrstufige Raketen.

Im 14. Jahrhundert wurde die Idee in China und Korea mit Feststoffraketen aus Schießpulver entwickelt.

Später in Europa tauchte diese Idee wie bereits beantwortet in Österreich, Deutschland und Polen auf.

Die theoretische Arbeit wurde von mindestens vier Personen geleistet:

• Kazimieras Simonavičius vom polnisch-litauischen Commonwealth (1600–1651)
• der Russe Konstantin Ziolkowski (1857–1935)
• der Amerikaner Robert Goddard (1882–1945)
• der Deutsche Hermann Oberth (1894–1989), geboren in Hermannstadt, Siebenbürgen

Der erste Entwurf einer mehrstufigen Flüssigbrennstoffrakete wurde während des Zweiten Weltkriegs in Deutschland gestartet. Aber das Design des A9/A10 wurde nie fertig und realisiert. Es war der erste Entwurf einer interkontinentalen Militärrakete.

Nach dem Zweiten Weltkrieg wurden in den USA die ersten Flugtests einer großen zweistufigen Flüssigtreibstoffrakete mit der deutschen A4-V2-Rakete und dem US WAC Corporal als Zweitstufe durchgeführt. Die Kombination hieß Bumper . Rekorde in Höhe und Reichweite wurden erzielt. Die erste Rakete, die von Cape Canaveral gestartet wurde, war Bumper 8.

Die erste Nutzlast im Orbit wurde von der russischen Sputnik -Rakete gestartet. Diese Rakete verwendete eine parallele Inszenierung anstelle einer seriellen. Alle Triebwerke konnten an der Startrampe gezündet werden und das Triebwerk der zweiten Stufe funktionierte vor und nach der Trennung der Booster. Eine weitere Variante der R-7-Raketenfamilie, die Wostok , wurde für die erste bemannte Umlaufbahn verwendet. Sogar die ersten Mondmissionen wurden mit einer Wostok-Variante durchgeführt.

Cyrano de Bergerac schrieb 1657 über eine Reise zum Mond mit einem inszenierten Raumflug und erwähnte sogar, dass die Anziehungskraft des Mondes die der Erde übersteigen würde, nachdem er den größten Teil des Weges dorthin zurückgelegt hatte!

Quellen:

• BBC World Service Radio: Der echte Cyrano de Bergerac

Philip Ball enthüllt den echten Cyrano de Bergerac – vergessen Sie die fiktionale Figur mit der großen Nase – und seine Verbindungen zur Raumfahrt des 17. Jahrhunderts. Cyrano war ein Soldat, Spieler und Duellant, der sich wegen seiner Verwundungen um 1639 im hohen Alter von 20 Jahren von militärischen Heldentaten zurückzog. Aber er studierte an der Universität und nach den Büchern, die er später schrieb, ging es ihm gut versiert in den philosophischen und wissenschaftlichen Debatten seiner Zeit. Er entwarf Raumschiffe, die zum Mond und zur Sonne reisen sollten. Philip spricht mit Mary Baine Campbell von der Brandeis University in Massachusetts über das Leben und die Zeit von Cyrano.

Reisen in die Neue Welt im 17. Jahrhundert waren Handelsreisen – und letztlich Kolonialisierungsreisen. Heute ist das Profitmotiv in die Raumfahrt zurückgekehrt. Bemühungen, Raumfahrzeuge zu entwickeln und Menschen in den Weltraum zu schicken, werden zunehmend nicht nur von Regierungsbehörden, sondern auch von privaten Unternehmen auf der Suche nach Land und Mineralien durchgeführt. Philip diskutiert mit Patricia Lewis von ICAN, der Internationalen Kampagne zur Abschaffung von Atomwaffen, über die Kontrolle der Ausbeutung des Weltraums.

• Wikiquote: Cyrano de Bergerac siehe auch Wikipedia: The Other World: Comical History of the States and Empires of the Moon (Französisch: L'Autre monde ou les états et empires de la Lune) (1657)

Ich rannte und packte den Arm des Soldaten, der das Feuer anzündete. Ich riss ihm die Lunte weg und stürzte mich wütend in meine Maschine, um die sie umgebende Vorrichtung zu zerstören. Aber ich war zu spät. Kaum hatte ich es betreten, als ich in die Wolken geschleudert wurde. Ich war entsetzt, aber mein Verstand war nicht zu aufgewühlt, um mich an all das zu erinnern, was in diesem Moment passiert war. Ich kann Ihnen also sagen, dass das Feuer eine Reihe von Raketen ausbrannte (die in Sechserreihen mit einem Haken am Rand jedes halben Dutzends verbunden waren).Eine weitere Stufe zündete, dann noch eine, so dass die Gefahr im Schießpulver beim Verbrennen zurückblieb. Als das Material aufgebraucht war, war das Gerüst weg. Ich dachte, dass ich nur noch meinen Kopf gegen einen Berg rammen müsste, als ich spürte (ohne mich im Geringsten zu bewegen), dass ich immer noch nach oben ging. Meine Maschine löste sich von mir, und ich sah sie auf die Erde zurückfallen.

• Deep Space Propulsion: Eine Roadmap zum interstellaren Flug von KF Long

Im Laufe der Jahrhunderte haben sich viele Gedanken über die Perspektiven der Raumfahrt gemacht. Im Jahr 1657 schrieb Cyrano de Bergerac eine Geschichte mit dem Titel „Voyage dans la Lune“, in der eine Maschine nach dem Prinzip der Raketeninszenierung zum Mond fliegt (siehe unten). Das war ein bemerkenswertes Konzept und seiner Zeit weit voraus.