تاریخچه‌ی موشک

[sh_roshan2002 14]

موشك يك موتور درون‌سوز است كه براي كاركردن، نيازي به هواي بيرون ندارد. موشك هم سوخت و هم ماده‌ي اكسيدكننده را با خود حمل مي‌كند. اين دو ماده با هم در اتاقك احتراق مي‌سوزند و گازهاي داغي توليد مي‌كنند كه از طريق دهانه‌ي خروجي تخليه مي‌شوند. درون اتاقك احتراق، گازهاي داغ بر تمام جهات فشار مي‌آورند. اگر اتاقك كاملا مسدود باشد، فشار در تمام جهت‌ها يكسان خواهدبود و موشك حركت نخواهدكرد. اما اتاقك احتراق چنان ساخته مي‌شود كه اين گازها با سرعت زياد از دهانه‌ي خروجي تخليه شوند. اين كار باعث مي‌شود كه فشار گاز در تمام جهت‌ها يكسان نباشد؛ چون فشار واردشده به طرف جلو بسيار بيشتر از طرف عقب است، موشك به سمت جلو حركت مي‌كند. اين حركت، از قانون سوم نيوتن پيروي مي‌كند:« براي هر عمل، عكس‌العملي وجود دارد برابر و در جهت مخالف». در موشك، گازهاي در حال فوران از دهانه‌ي خروجي، عمل و فشار رو به جلو، يا پيشرانه، عكس‌العمل است. چون موشك سوخت و اكسيدكننده را با خود حمل مي‌كند، و از آن‌جا كه قانون سوم نيوتن در همه جا صدق مي‌كند، پس موشك مي‌تواند هم در جو زمين و هم در خلاء فضا حركت كند. داستان موشك: گمان مي‌رود موشك‌هاي اوليه در چين ساخته‌شدند. هنگامي كه در سال 1232 ميلادي مغولان شهر كاي‌فنگ‌فو را رد شمال چين به محاصره‌ي خود درآوردند، مردم شهر با شليك تيرهاي آتشين كه لوله‌هايي پر از باروت بودند محاصره‌ي شهر را شكستند. براساس يك دست‌نوشته‌ي قديمي اين موشك‌ها چنين توصيف شدند:« صدايي چون رعد توليدمي‌كردند و مسافت زيادي را مي‌پيمودند.» مدت زمان چندان زيادي نگذشت كه هنر موشك‌سازي به خاورميانه و اروپا كشيده‌شد. در سال 1242 ميلادي راجر بيكن كشيش، فيلسوف و دانشمند انگليسي فرمولي براي ساختن باروت يافت كه عبارت بود از 2/41% نيترات پتاسيم، 4/29% كربن و 4/29% گوگرد. وي همچنين موفق‌شد نيترات‌پتاسيم را كه جزء توليدكننده‌ي اكسيژن در باروت است را تقطير كند. اين امر باعث تسريع در سوختن باروت مي‌شد. الحسن‌الرماح متفكر سوري، در كتاب‌هاي خود جنگ سواره و ماشين‌هاي جنگي كه در حدود سال 1280 ميلادي نگارش شده‌اند طرز ساختن باروت و موشك را با عنوان «تيرهاي چيني» توضيح داده‌است. همچنين در كتاب مورخ آلماني نوشته شده در سال 1285 ميلادي، به موشك اشاره‌هايي شده‌است. مورآروتي، مورخ ايتاليايي نيز شرح مي‌دهد كه چگونه به هنگام محاصره‌ي چيوزيا (در نزديكي ونيز) در سال 1379 ميلادي يك قلعه‌ي تدافعي با موشك باروتي به آتش كشيده شد و آخرين مقاومت‌ها را در هم شكست. انگليسي‌ها براي اولين بار در جنگي‌كه با هندي‌ها داشتند موشك را ديدند. احتمالا هندي‌ها در قرن هفدهم ميلادي موشك‌سازي را از بازرگانان عرب فراگرفته‌بودند. هنگامي كه در حدود سال‌1770 اولين نمونه‌هاي موشك‌هاي هندي به انگلستان رسيد ناخدا تامس دساليير ساختمان آن‌ها را مورد آزمايش قرارداد، اما نتوانست موشك‌هايي با همان برد و دقت توليد كند. موضوع موشك تا سال 1804 در بوته‌ي فراموشي ماند؛ تا اين‌كه ويليام كانگريو افسر انگليسي تلاش جديدي براي ساختن موشك آغازكرد. او توانست در مدت يك‌سال موشكي 24 پوندي با برد 1800 متر بسازد. موشك‌هاي او در 8 اكتبر 1806 در جنگ با ناپلئون به‌كار گرفته‌شد. در سال 1810 و.مور مقاله‌اي درباره‌ي حركت موشك‌ها منتشر كرد. اين اولين نوشته‌اي بود كه به طور علمي به مطالعه‌ي رياضي موتورهاي موشك و مسير پرتابه‌ها مي‌پرداخت. در سال 1844 ويليام هيل انگليسي موشك‌هايي اختراع كرد كه ضمن چرخيدن قادر به حفظ تعادل خود نيز بودند. اما، موشك‌ها مي‌بايست نيم‌قرني در انتظار پيشرفت‌هاي بزرگ سپري مي‌كردند، پيشرفت‌هايي كه ماهيت نظري داشتند. كنستانتين تسيلوفسكي اهل روسيه، كه معلم مدرسه بود، در سال 1883 ثابت كرد كه موشك‌ها در خلاء فضا نيز مي‌توانند كار كنند. او در سال 1903 نخستين مقاله‌ي خود را درباره‌ي مسافرت‌هاي فضايي، بر مبناي استفاده از پيشران مايع، منتشركرد. يادداشت‌هاي او در ربع اول قرن بيستم حاوي طرح‌هايي از سفينه‌هاي فضايي است كه سوخت آن‌ها اكسيژن و هيدروژن مايع يا اكسيژن و نفت سفيد در نظر گرفته شده‌است. در طرح‌هاي او دريچه‌هايي براي كنترل جريان سوخت به طرف اتاقك احتراق، و پره‌هايي در دهانه‌ي خروجي براي كنترل مسير ديده مي‌شود. محتويات موشك به نحوي جاي گرفته‌اند كه نيروي شتاب را كاملا تحمل كنند. و اتاقك تحت فشار داراي ديواره‌اي دو جداره براي حفاظت در برابر شهابواره‌هاست. تسيلوفسكي علاقه‌مند به موشك‌هاي چند مرحله‌اي بود. او دستيابي به سرعت‌هاي زياد براي قراردادن ماهواره‌ها در مدار تنها از اين راه امكان‌پذير مي‌دانست. وي استفاده از ژيروسكوپ‌ها و موشك‌هاي موازنه را (موشك‌هاي فرعي كه تعادل موشك‌اصلي را حفظ مي‌كند) را پيشنهاد كرد و حتي تا جايي پيش رفت كه به توصيف محل‌هاي مسكوني واقع در مدار پرداخت؛ جايي كه انسان تحت نيروي گرانش مصنوعي زندگي كند و غذا و اكسيژن لازم را از سيستم‌هاي بسته‌ي زيست‌شناختي به دست آورد. اما هنوز راه درازي در پيش بود تا موشك در اهدافي چنين بلند پروازانه به كار گرفته‌شود. بعدها تسيلوفسكي پدر صنعت موشك‌سازي در روسيه لقب گرفت. در گوشه‌ي ديگر دنيا، رابرت هيچنگز گودارد، بنيان‌گذار موشك‌سازي در آمريكا، نوعي موشك شبيه به بازوكا كه سوخت جامد داشت، در خلال جنگ جهاني اول اختراع كرد. او در سال 1919 كتابي به نام «روش رسيدن به بالاترين ارتفاعات» نوشت، و دو سال بعد آزمايش‌هايي با سوخت مايع آغاز كرد. گادرد بر خلاف تسيلوفسكي بيشتر اهل آزمايش بود. او در 16 مارس 1926 نخستين موشك سوخت مايع را در شهر اُبرن در ماساچوست به پرواز درآورد. موشك با اكسيژن مايع و بنزين كار مي‌كرد، تا ارتفاع 5/12 متر بالا رفت و به حداكثر سرعت 100 كيلومتر در ساعت رسيد و سپس 56 متر دورتر از سكوي پرتاب فرود آمد. گرچه عده‌ي بسيار كمي، چنان‌كه بايد اهميت اين كار را درك كردند، اما آزمايش گادرد نقطه‌ي عطفي در تاريخ بود. چند سال بعد، او به تنهايي در ايستگاه موشكي خود در روزول (در نيومكزيكو) موفق شد كه موكي را به ارتفاع 2300 متر و حداكثر سرعت 1100 كيلومتر در ساعات برساند (مه 1935). دهانه‌ي خروجي گاز اين موشك داراي پره‌هايي با كنترل ژيروسكوپ بود، كه يكي از چندين اختراع گادرد در صنعت موشك‌سازي است. در آلمان نيز وضع تقريبا بدين منوال بود. هرمان اُبرت كه پايه‌گذار صنعت موشك‌سازي آلمان محسوب مي‌شود، در سال 1923 كتابي به‌نام « موشك در فضاي سياره‌اي» نوشت. او نيز چون گادرد استفاده از سوخت مايع را به دليل انرژي زياد و قابل كنترل بودنشان ترجيح مي‌داد. در ژوئيه 1927 به همت اُبرت، علاقه‌مندان به موشك در آلمان، «انجمن مسافرت‌هاي فضايي» را بنياد نهادند. اعضاي اين انجمن مشتاقانه خواهان تكميل و ساختن موشك‌هاي با سوخت مايع بودند. بعد از گادرد، وينكلر دومين كسي بود كه موشك با سوخت مايع ساخت و پرتاب كرد. اين موشك كه با متان و اكسيژن مايع كار مي‌كرد، در 21 فوريه 1938 مورد آزمايش قرارگرفت و به طور نااُميد كننده‌اي فقط 3 متر بالا رفت. اما سه هفته بعد، وينكلر موشك ديگري از همين نوع را كه تغييراتي در آن داده‌بود، آزمايش كرد. موشك به ارتفاع 600 متري رسيد. مدل‌هاي كوچك ديگري نيز، كه به ميراك و رپالسر مشهور بودند، به وسيله‌ي اعضاي اين انجمن ساخته‌مي‌شدند. در اين هنگام جوان 18 ساله‌اي به نام ورنر فون براون به اين انجمن پيوست. موشك‌هاي ساخته‌ي او در «ميدان پرواز موشك» در حومه‌ي برلين، مورد آزمايش قرارگرفت و به زودي يه رقابت با موشك‌هاي انجمن پرداخت. پيشرفت‌هاي بعدي باعث شد مدل‌هاي جديدتر رپالسر، حتي با سوخت كمتر از ظرفيت، تا ارتفاع 6/1 كيلومتر بالا بروند، اما، با اين وجود، اين موشك‌ها همواره درست پرواز نمي‌كردند. بحران اقتصادي در اوايل دهه‌ي 1930 فرارسيد، ارزش پول كاهش پيداكرد، و ديگر آشكار بود كه بدون سرمايه‌ي اضافي، كار مؤثر انجمن امكان‌پذير نيست. از اين رو نبل، ريدر، و فون براون با ارتش آلمان وارد گفتگو شدند و كار يكي از موشك‌هاي رپالسر خود را در ميدان مشق ارتش در كومرسدورف در 100 كيلومتري جنوب برلين نمايش دادند. اگرچه متخصصان توپخانه اظهار علاقه كردند ولي متقاعد نشدند. آن‌ها مقدار اندازه‌گيري شده‌ي پيشرانه و اطلاعات ديگري از ريدل و براون خواستند. براون تا آنجا كه مي‌توانست اطلاعات جمع كرد و به كومرسدورف بازگشت، رويدادي كه تغيير دهنده‌ي دوره‌اي از تاريخ بود. ارتش دريافت كه موشك‌سازي بيرون از مفاد عهدنامه‌ي ورساي است، كه به آلمان اجازه ساخت هواپيما نمي‌داد؛ در سال 1933 آدلف هيتلر به قدرت رسيد. در آن زمان بخش ويژه‌اي از اداره‌ي تسليحات ارتش به سرپرستي والتر دورنبـِركِر در كوموسدرف تأسيس شد. فون براون جوان كه هنوز خود را براي اخذ درجه‌ي دكتري آماده مي‌كرد، به سمت مسئول توسعه‌ي موشك‌سازي انتخاب شد و به كار روي دسته‌اي از موشك‌هاي آزمايشي با سوخت مايع پرداخت. گروه كوچك براون، طي جند سال اول، موشك‌هاي تكامل يافته‌اي را به طور مخفيانه در بوركوم، در نزديكي اِمدِن پرتاب كردند. در دسامبر 1934، دو موشكA-2 كه ماكس و موريتس ناميده مي‌شدند، به ارتفاع تقريبي 5/2 كيلومتري رسيدند. در اين مدت انجمن مسافرت‌هاي فضايي، به علت مسائل مالي منحل گرديد و ميدان پرواز موشك‌آن‌ها انبار مهمات ارتش شد. در آوريل 1937، يك ايستگاه بزرگ تحقيقات موشكي در نزديكي دهكده‌ي پينه‌مونده در سواحل بالتيك برپا شد. دست‌اندركاران پيشين انجمن مسافرت‌هاي فضايي اكنون مي‌توانستند كار موشك‌سازي خود را در كنار فون براون از سر گيرند. در پينه مونده، موشك بزرگA-5 به عنوان يك سلاح توپخانه‌اي تكميل شد. اين موشك بعدها در سال‌هاي 45-1344 در بمباران لندن، آنتروپ و هدف‌هاي ديگر به كار رفت. اين موشك را فرماندهي عالي آلمان V-2 ناميد. پس از جنگ، موشك‌هاي وي-2، به عنوان موشك‌هاي پژوهشي براي مطالعه‌ي جو بالا، در آمريكا مورد استفاده قرارگرفت و موشك‌هاي ديگري مانند اروبي و وايكينگ از روي آن طراحي شدند. شوروي‌ها نيز به دور از اين ماجراها نبودند. در 17 اوت 1933، گروهي از پژوهشگران اين كشور، به سرپرستي ميخاييل تيخونراُف موشكي موسوم بهGrid 9 را پرتاب كردند كه تا ارتفاع 400 متر بالا رفت. اين موشك با اكسيژن مايع و تركيبي از بتزين و كلوفوني (ماده‌اي كه از تورفنتين به دست مي‌آيد) كار مي‌كرد. يكي از سازندگان اين موشك، جواني به نام سرگئي كرولف بود كه سال‌ها بعد موشك R-7 را طراحي كرد. وي يكي از دانشمندان برجسته‌ي موشكي در روسيه و جهان به شمار مي‌آيد. پس از جنگ جهاني دوم و شكست آلمان‌ها موشك‌هاي وي-2 غنيمت گرفته شده از آن‌ها به آمريكا و روسيه منتقل شد و نيز بسياري از دانشمندان موشكي آلمان به اين دو كشور رفتند. موشك وي-2 را مي‌توان پايه و اساس موشك‌هاي فضايي امروز دانست. منبع: دانشجویان هوا فضا اکراین_خارکف