రాకెట్

చక్రాల మీద నడిచే బండి కాని, గాలిలో ఎగిరే విమానం కాని, నీటిలో ప్రయాణం చేసే పడవ కానీ, రోదసిలోకి దూసుకుపోయే అవాయి (రాకెట్) కాని - మరే రకమైన యానం (vehicle) కాని ముందుకు వెళ్ళాలంటే దానిని వెనక నుండి ముందుకి తోసే కారకం (cause) ఉండాలి. ఇలా ముందుకి తోసే కారకాన్ని ఇంగ్లీషులో త్రస్ట్ (thrust) అంటారు; తెలుగులో తోపుడు అనొచ్చు. ఎద్దు బండిలో అయితే తోపుడుకి (push) బదులు లాగుడు (pull) ఉంటుంది. వాహనం ముందుకి కదలాలంటే లాగనయినా లాగాలి, తొయ్యనైనా తొయ్యాలి. ప్రొపెల్లర్ విమానంలో క్షేపణి (propeller) గిర్రున తిరిగి విమానాన్ని ముందుకి లాగుతుంది. జెట్ విమానంలో ఇంజను గాలిని జోరుగా వెన్కకకి వదలటం వల్ల విమానం ముందుకి తొయ్యబడుతుంది.

ప్రారంభo చైనీయుల రాకెట్.

తారాజువ్వలు ఆకాశంలోకి రివ్వున లేవటానికీ, అవాయి (rocket) ఆకాశంలోకి దూసుకు పోవటానికీ సూత్రం నూటన్ ప్రవచించిన మూడవ గమన సూత్రం: ప్రతి చర్యకీ దానితో సమానమైనటువంటి, వ్యతిరిక్తమైన (opposite) ప్రతిచర్య (reaction) ఉంటుంది. కనుక నిండుగా ఉన్న రబ్బరు బుడగ మూతిని తెరచి వదలి పెడితే మూతి గుండా గాలి జోరుగా బయటకు రావటం 'చర్య' (action) అయితే గాలి వచ్చే దిశకి వ్యతిరేక దిశలో బుడగ దూసుకుపోవటం ప్రతిచర్య అవుతుంది. తారాజువ్వలో ఉన్న మందుగుండు సామానుకి చురక అంటించినప్పుడు జువ్వలోని రసాయనాలు భగ్గున మండి, వాయుపదార్ధాలు వ్యాకోచం చెందుతాయి. ఆ దహన ప్రక్రియలో పుట్టిన పదార్దాలు జోరుగా కిందికి వస్తే జువ్వ పైకి లేస్తుంది. ఇదే విధంగా అవాయిలో ఉన్న ఇంధనాలు మండినప్పుడు నిశ్వాస వాయువులు (exhaust gases) దిగువకి వస్తే అవాయి (రాకెట్)ఎగువకి పోతుంది.

ఈ రోజులలో రాకెట్లు మనకి అనేక విధాలుగా ఉపయోగపడుతున్నాయి. యుద్ధాలలో వాడే రాకెట్లని క్షిపణులు (missiles) అంటారు. కృత్రిమ గ్రహాలని కక్ష్యలో ప్రవేశపెట్టటానికి ఉపయోగించినప్పుడు వాటిని ప్రవేశ యానాలు (launch vehicles) అనొచ్చు.

చరిత్ర

రాకెట్ల చరిత్ర కెళితే 13వ శతాబ్దంలో కెళ్ళాలి.^[1] 20వ శతాబ్దంలో, ఇవి మానవుని చంద్రయానం వరకూ తీసుకెళ్ళాయి. 21వ శతాబ్దంలో, అంతరిక్ష వ్యాపార రంగాన్ని నిజం చేయబోతున్నాయి.

రాకెట్లను టపాకాయలు,, ఆయుధాలలోనూ, లాంచ్ వాహనంగా కృతిమ ఉపగ్రహాలను అంతరిక్షంలో సంధించుటకు లాంచ్ వాహనం గానూ, మానవ అంతరిక్ష వాహనం,, ఇతర గ్రహాలకు అంతరిక్ష వాహనం గానూ ఉపయోగిస్తారు. ఇవి పలాయన వేగాన్ని కలిగి భూమ్యాకర్షణశక్తిని ఛేదించుకొంటూ అంతరిక్షంలోకి చొచ్చుకొని పోయే ప్రత్యేక వాహనాలు.

రసాయన రాకెట్లు, తమలో అత్యంత శక్తిని పోగుచేసుకొని, సులభంగా విడుదల చేసే స్థాయిని కలిగి వుంటాయి, కాని ఇవి ఎక్కువ అపాయవంతమైనవి. చాలా పకడ్బందీగా డిజైన్ చేసి, పరీక్షించి అపాయస్థాయిలను తగ్గించి మరీ తయారు చేస్తారు.

రాకెట్ల చరిత్ర

ప్రాచీన కాలం

క్రీ.పూ. 400 లో 'ఆలస్ గెల్లియస్' వ్రాతలప్రకారం 'గ్రీకు పైథాగోరియన్' అర్చిటాస్ ఒక కలపతో తయారుచేసిన పక్షిని, ఆవిరిని ఉపయోగించి ఎగురవేశాడు.^[2] దీని చిత్రంగాని, ప్లాన్ నమూనా గాని ఎటువంటి ఇతర శాస్త్రీయ ఆధారాలు లభించలేదు.

తుపాకి మందు లభ్యమైన కాలంలో ఘన రాకెట్ల తయారీ ప్రారంభమైనది. 9వ శతాబ్దంలో చైనీయులు, అల్కెమీ రసాయనశాస్త్రవేత్తలు తుపాకి మందు కనిపెట్టి, రాకెట్ల తయారీకి నాంది పలికారు. వీటి ఆధారంగానే బాంబులు, తారాజువ్వలు, టపాకాయ రాకెట్లు తయారీ చేశారు. లిజాంగ్ చక్రవర్తి కాలంలో ఈ తుపాకి మందును ఉపయోగించి, 1264 లో 'గ్రౌండ్ రాట్' అనబడే టపాకాయను తయారుచేశారు.^[3]

రాకెట్ పరిజ్ఞాన విస్తరణ

రాకెట్ పరిజ్ఞానాన్ని మొదటి సారిగా మంగోలులు ఉపయోగించారు. చంఘీజ్ ఖాన్, ఉగెదాయి ఖాన్లు రష్యా, తూర్పు, మధ్య ఐరోపాను కైవసం చేసుకొన్నప్పుడు ఉపయోగించారు. ఆ సమయంలో ఐరోపా వాసులకు రాకెట్ పరిజ్ఞానం మొదటిసారిగా తెలిసింది. మంగోలులకు ఈ రాకెట్ పరిజ్ఞానం చైనీయుల నుండి లభించింది.^[4] ఈ రాకెట్ పరిజ్ఞానం కొరియాకు వ్యాపించింది. కొరియన్లూ సుదూర పరిధి గల రాకెట్లను ఉపయోగించగలిగారు. ఈ రాకెట్లకు, మందుగుండును తగిలించి, ప్రత్యర్థులపై వదిలేవారు.

అదనంగా, ఈ పరిజ్ఞానం ఉస్మానియా సామ్రాజ్యం నకునూ వ్యాపించింది. 1453 లో ఉస్మానియా సుల్తానులు, కాన్స్టాంటినోపిల్ను స్వాధీనం చేసుకొన్నప్పుడు, ఈ రాకెట్లను వాడారు. యూరోప్ కు ఈ పరిజ్ఞానం ఈవిధంగా వ్యాపించింది.^[4]

నాసా వారు రాకెట్ల చరిత్రను ముద్రిస్తూ ఈ విధంగా పేర్కొన్నారు: '1268 లో ఏడవ శిలువ యుద్ధాలు జరిగిన కాలంలో, ఫ్రెంచ్ రాజు లూయీస్-9 సైన్యంపై, అరబ్బులు రాకెట్లను ఉపయోగించారు'.^[5]

'రాకెట్' అనే పేరుకు మూలం, ఇటలీ భాషా పదం రోచ్చెట్టా, అనగా ఓ చిన్న ప్రేలుడు. టపాకాయలు పేల్చినపుడు, కలిగే చిన్న శబ్దం.^[6]

"సంపూర్ణ ఫిరంగీ కళ" అనే పుస్తకాన్ని 1650 లో కజీమీర్జ్ సీమీనొవిక్జ్ అనునతను ప్రచురించాడు. దీన్ని అనేక భాషలలో అనువదించారు.^[7] దీనిని ఐరోపా వాసులు, ప్రాథమిక ఆర్టిల్లరీ మాన్యువల్ గా ఉపయోగించారు. దీనిలో చాలా విస్తారంగా రాకెట్ల గురించి చర్చ జరిగింది.

టిప్పు సుల్తాను ముఖచిత్రం, 1792

1792,లో లోహపు కవచాలు గల రాకెట్లను టిప్పూ సుల్తాన్ తన సైనికాదళంలో విజయవంతంగా ఉపయోగించాడు. బ్రిటిష్ వారితో జరిగిన స్వతంత్ర పోరాటాలలో ప్రముఖమైన మైసూరు యుద్ధాలులో వీటిని సమర్థవంతంగా ఉపయోగించాడు. వీటి గురించి తెలుసుకొన్న బ్రిటిష్ వారు, తరువాత వీటి సాంకేతిక పరిజ్ఞానాన్ని తెలుసుకొని, రాకెట్ రంగంలో తమ ప్రయోగాలను ప్రారంభించారు.^[8]

ప్రారంభ రాకెట్ల ఖచ్చితత్వం

కాంగ్రీవ్ రాకెట్

ప్రారంభ రాకెట్లు కచ్చితత్వాన్ని కలిగి లేవు. కారణం వీటి సాంకేతికత అంతంతమాత్రమే. రాను రాను విజ్ఞానం పెరిగేకొద్దీ, కచ్చితత్వము, వేగము, ఉపయోగాలూ పెరిగిపోయాయి.^[9]

ప్రారంభ మానవ రాకెట్లు

చరిత్ర గాథల ప్రకారం వాన్ హూ, చైనాలో 1232 కాలంలో నల్లమందుతో నిండిన 47 రాకెట్ల సమూహాన్ని ఉపయోగించి మానవ-సహిత రాకెట్టును ఉపయోగించారు.^[10] లేదా 16వ శతాబ్దంలో.^[11]. దీని ప్రథమ దశలోనే ఒక పెద్ద ప్రేలుడు సంభవించిందని, దాని తరువాత పైలట్ కానరాలేదని వర్ణింపబడింది.^[12].

ఉస్మానియా టర్కీ, 1633 లో, లగారి హసన్ ఖలబీ ఓ శంఖు ఆకార రాకెట్ లో ఎగిసాడు. దీనికి రెక్కలు కూడా ఉన్నాయి. ఇతను టోప్-కపి ప్యాలస్ నుండి లంగించాడు. ఇతను సురక్షితంగా భూమిపై వాలాడు కూడా. దీని వల్ల ఇతడికి సైన్యంలో ఓ పెద్ద పదవికూడా లభించింది.^[13] ఈ "నింగికెగరడం", ఉస్మానియా చక్రవర్తి మురాద్ 4 కుమార్తె జన్మించిన సందర్భంగా కూడా ఓ కార్యక్రమం జరిగింది. ఈ కార్యక్రమంలో ఓ ఉయ్యాల, దానికి రెక్కలు, దానికి 7 రాకెట్లు, 70 కి.గ్రా. ల మందుగుండును ఉపయోగించి ప్రయోగించారు. ఇది 200 సెకన్లు 300 మీటర్ల ఎత్తున ఎగిరి తిరిగీ సురక్షితంగా చేరింది. దీనిపై సుల్తాన్ ఎన్నో బహుమానాలు ప్రకటించాడు.

అంతర్-గ్రహాల రాకెట్ల సిద్ధాంతాలు

1920 లో, రాబర్ట్ గాడర్డ్ అనే శాస్త్రవేత్త "అత్యంత ఎత్తుకు ఎగిరేందుకు మార్గాలు" అనే పుస్తకం ప్రచురించాడు.^[14],

నవీన రాకెట్ల తయారీ

మొదటి ప్రపంచ యుద్ధానికి పూర్వం

రాబర్ట్ గొడ్డార్డ్ యొక్క మొదటి 'ద్రవ ఇంధన రాకెట్', ఇది 'పెండులమ్ రాకెట్ ఫాల్లసీ' ను కనుగొనుటకు ఉపయోగపడినది.

గొడ్డార్డ్, ద్రవ ఇంధన రాకెట్ ఇంజన్లకు, సూపర్ సానిక్ నాజల్ లను చేర్చి నవీన రాకెట్ల యుగానికి నాంది పలికాడు. ఈ నాజళ్ళు వేడి వాయువులను కంబష్షన్ ఛేంబరు ను కూలర్ గా మారుస్తాయి, హైపర్ సానిక్, వాయు జెట్ ను రెండింతలు జేసి, ఇంజన్ స్తోమతను 2% నుండి 64% పెంచుతాయి.^[15][16]. ప్రారంభ రాకెట్లు, తగిన స్తోమత లేనివి, కారణం, ఎక్జాస్ట్ వాయువుల వల్ల వేడిమి, శక్తి కొరగాకుండాపోయేవి. 1926 లో, రాబర్ట్ గొడ్డార్డ్, ప్రపంచపు మొదటి ద్రవ-ఇంధన రాకెట్టును ఔబర్న్, మెసాచుసెట్స్ లో ప్రయోగించాడు.

1920 కాలంలో, అమెరికా, ఆస్ట్రియా, బ్రిటన్, చెకోస్లోవేకియా, ఫ్రాన్స్, ఇటలీ, జెర్మనీ, రష్యాలో అనేక రాకెట్ పరిశోధనా సంస్థలు వెలిసాయి. 1920 మధ్య కాలంలో, వీమర్ రిపబ్లిక్, జెర్మనీ శాస్త్రజ్ఞులు, ద్రవ ప్రొపెల్లెంట్ లను ఉపయోగించి, ఎత్తులకు ఎగిరేందుకు, దూరంవరకు సాగేందుకు కావలసిన సాపేక్షతలను కలిగిన రాకెట్లను శోధించగలిగారు. ఔత్సాహిక ఇంజనీర్లను కలిగిన ఒక సమూహము, జర్మన్ రాకెట్ సొసైటీకి చెందినవారు, 1927లో, 1931లో, ఆక్సిజన్, గాసోలిన్ లను ఉపయోగించి, ద్రవ ప్రొపెల్లెంట్ రాకెట్ ను ప్రవేశపెట్టారు.^[17]

రెండవ ప్రపంచ యుద్ధం

జర్మనీకు చెందిన 'వీ-2' రాకెట్, మీల్లర్ వాగన్ పై.

వీ-2 రాకెట్ నమూనా

1943 లో, వీ-2 రాకెట్ నిర్మాణం ప్రారంభమైంది. ఈ వీ-2 రాకెట్లు తమ కార్యకలాపాల పరిధి 300 కి.మీ. (185 మైళ్ళు) ను కలిగి, 1000 కి.గ్రా. (2204 పౌండ్ల) వార్ హెడ్ లను మోసుకెళ్ళే స్తోమతను కలిగి వుండేవి. ఇవి దాదాపు 90 కి.మీ. ఎత్తువరకూ వెళ్ళగలిగే స్థాయినీ కలిగి వుండేవి. ఈ రాకెట్ కు, నవీన రాకెట్లకు తేడా వీటి టర్బో పంపులు, గైడెన్స్ సిస్టమ్. వీటిని అల్లైడ్ సైన్యాలపై ప్రయోగించారు, ముఖ్యంగా ఇంగ్లాండ్ పై. సాంకేతిక నాణ్యతా పరంగా ఇవి అంత పటుత్వం కలిగి లేవు. వీటి పరిధి కొన్ని సార్లు కొద్ది మీటర్లే, ఇంకొన్ని సార్లు ఇవి ప్రయోగించిన ప్రదేశాలలోనే పేలియోయేవి.^[18] ఈ రాకెట్ల దాడి కారణంగా ఇంగ్లాండులో 2,754 మంది ప్రజలు మరణించారు, 6,523 మంది గాయపడ్డారు.

ప్రాజెక్ట్ అమెరికా నాజీ జెర్మనీ, "జలాంతర్గామి చే సంధింపబడ్డ బాలిస్టిక్ మిసైల్" లను అభివృద్ధి, మెరుగు పరచడానికి ప్రయత్నించింది.^[19] ఈ ప్రోగ్రాం అనుసారం న్యూయార్క్, ఇతర అమెరికా నగరాలపై బాంబుల వర్షం కురిపించడం.

నాజీ జర్మనీలో గైడెడ్ మిసైల్ ప్రోగ్రాంకు సమానంగా, రాకెట్లను ఏర్ క్రాఫ్ట్ లలో కూడా ఉపయోగించారు, ఈ విధానంలో "రాపిడ్ హారిజాంటల్ టేక్ ఆఫ్", "వెర్టికల్ టేక్ ఆఫ్" కొరకు రాకెట్లను ఉపయోగించారు.

రెండవ ప్రపంచ యుద్ధం తరువాత

రెండవ ప్రపంచ యుద్ధం ఆఖరులో, రష్యా, బ్రిటన్, అమెరికా లు, జెర్మనీకి చెందిన రాకెట్ పరిజ్ఞానాన్ని తస్కరించి, తమ తమ దేశాలలో ఈ విజ్ఞానాన్ని పెంపొందిచుటకు పోటీపడ్డాయి. రష్యా, బ్రిటన్ లు కొద్దిగా లాభపడితే, అమెరికా మాత్రం చాలా లాభపడింది. అమెరికా ఇంకో ముందడుగు వేసి, నాజీపార్టీ, జెర్మనీకి చెందిన రాకెట్ పరిజ్ఞాన శాస్త్రవేత్తలను (వాన్ బ్రాన్ తో సహా) "ఆపరేషన్ పేపర్ క్లిప్" పేరుతో బంధించి తమ దేశానికి తీసుకుపోయింది.^[20]. వీరు అమెరికాలో, అమెరికా కోసం పనిచేశారు, ఏ రాకెట్లైతే బ్రిటన్ పై సంధించారో, ఆ రాకెట్లనే, ప్రయోగాత్మకంగా, రాకెట్ పరిజ్ఞానాన్ని పెంపొందించుటకు ఉపయోగించారు.

యుద్ధం తరువాత, ఈ రాకెట్లను, ఇతర ఉపయోగాలకొరకు వాడారు. ఉదాహరణకు, ఆకాశ ఎత్తులకు ఎగరడానికి, రేడియో టెలీమెట్రీ కొరకు, వాతావరణ అధ్యయనం. అమెరికాకు లొంగిపోయిన వాన్ బ్రాన్, ఇతర జర్మనీ శాస్త్రవేత్తలు, అమెరికాలోని ఇతర శాస్త్రవేత్తలతో కలసి అమెరికా ఉపయోగాలకొరకు పనిచేశారు.

ఆర్-7 8కే72 "వోస్టోక్"

సోవియట్ యూనియన్లో స్వతంత్రంగా రాకెట్లపై పరిశోధనలు ప్రారంభమైనవి. చీఫ్ డిజైనర్ అయిన సెర్గీ కొరెలెవ్ ఆధ్వర్యంలో ఈ పరిశోధనలు ఊపందుకొన్నవి.^[21]. జర్మనీ టెక్నీషియన్ల సహాయంతో, వీ-2 రాకెట్ల డూప్లికేట్ లను తయారుచేసి, ఆర్-1, ఆర్-2,, ఆర్-5 రాకెట్లు, మిసైల్స్ అభివృద్ధి పరచసాగారు. జర్మన్ డిజైన్ లను నిలుపుదల చేసి 1940, జర్మనీ వర్కర్లకు వెనక్కు పంపారు. అలెక్సీ మిహైలోవిచ్ ఇసయెవ్ చే తయారుచేయబడ్డ కొత్త ఇంజన్లను ఉపయోగించి మొదటి ఐ.సీ.బీ.యం. ఆర్-7 లు తయారు చేశారు.^[22] ఈ ఆర్-7 ల సహాయంతోనే మొదటి కృత్రిమ ఉపగ్రహం, మొదటి అంతరిక్ష యాత్రికుడు, అంతరిక్షంలో ప్రవేశపెట్టారు. నేటికినీ ఈ ఆర్-7 లే ఉపయోగిస్తున్నారు. ఈ విజయవంతమయిన కార్యక్రమాలు ఇంకనూ పరిశోధనలకు ఊపిరినిచ్చాయి.

ప్రచ్ఛన్న యుద్ధం కారణాన, 1960 దశకం ఈ పరిశోధనలను వేగాన్నిచ్చింది. సోవియట్ యూనియన్ వోస్టోక్, సోయుజ్, ప్రోటాన్, అమెరికాకు చెందిన ఎక్స్-15^[23], ఎక్స్-20 డైనా-సోర్ ^[24] ఎయిర్ క్రాఫ్ట్, జెమినీ, ఇవన్నీ ముందుకొచ్చాయి. ఈ దేశాలే గాక, బ్రిటన్, జపాన్, ఆస్ట్రేలియా మొదలగునవి కూడా పరిశోధనలు సాగించాయి. 60 దశకంలో మానవసహిత 'చంద్రుడిపై యాత్ర' సాటర్న్-5 ద్వారా సుగమమైంది.

ఈ రోజు

ఈ రోజుల్లో రాకెట్లు, సైనిక ఆయుధ ఉపయోగాలకు ప్రసిద్ధి చెందినవి. యుద్ధమైదానాలలో వీ-2 రాకెట్లు, గైడెడ్ మిసైల్లుగా ఉపయోగపడుతున్నవి. భూ ఉపరితలాలపై అటాక్ చేయుటకు ఈ రాకెట్లను, హెలీకాప్టర్ల, తేలిక యుద్ధ విమానాల ద్వారా ఉపయోగిస్తున్నారు. ఈ రకపు రాకెట్లు మెషీన్ గన్ ల కంటే చాలా శక్తివంతమైనవి. 1950లో 'ఆకాశం నుండి ఆకాశం లోకి' ప్రయోగించబడే రాకెట్లు ఎయిర్-2 'జినీ' అణ్వాయుధ రాకెట్లుగా తయారయ్యాయి.^[25] కానీ 1960 లో ఇవి 'ఆకాశం నుండి ఆకాశంలో' ప్రయోగించబడే రాకెట్లుగానే ఎక్కువగా ఉపయోగంలోకి తేబడ్డాయి.

అంతరిక్ష నౌక-1.

ఆర్థికపరంగా చూస్తే, రాకెట్లు అంతరిక్ష విజ్ఞానాలు, మరీ ముఖ్యంగా కృత్రిమ ఉపగ్రహాలు సంధించుటకు, వీటివల్ల ప్రజల రోజువారీ జీవితాలతో ముడిపడియుండే అనేక విషయాలు ఉదాహరణ గ్లోబల్ పొజిషనింగ్ సిస్టం,^[26] కమ్మ్యూనికేషన్ల ఉపగ్రహాలూ, వాతావరణ ఉపగ్రహాలు ప్రయోగించుటకునూ అత్యంత ఉపయోగకారులుగా సేవలందిస్తున్నాయి.

రకాలు

రాకెట్లు పలురకాలు, వీటిని వీటి ఇంజన్లను బట్టి, వీటి రకాలను నిర్ణయిస్తారు. వీటి పరిధులు, వీటి ఆకారాలను బట్టి వుంటాయి. ఉదాహరణకు చిన్న మాడల్ రాకెట్ నుండి అపోలో కార్యక్రమాలలో ఉపయోగించు సాటర్న్ 5 లాంటి అతి పెద్ద రాకెట్లు,, ఇతర రాకెట్ల వాహనాలైన, రాకెట్ కార్లు, రాకెట్ ప్లేన్లు.

సాటర్న్ 5, విజయంగా సంధించబడ్డ అతి పెద్ద రాకెట్

నవీన రాకెట్లు, రాసాయన శక్తుల రాకెట్లు, సాధారణంగా 'అంతర్గత జ్వలనా ఇంజన్'లను కలిగి వుంటాయి,^[27]

వినోద కార్యక్రమాలకు ఉపయోగించిన నీటి రాకెట్లు

ఆవిరి రాకెట్లు, రసాయన-రహిత రాకెట్లకు ఉదాహరణలు. ఈ రాకెట్లు అత్యంత వేడినీటిని తమ నాజల్ ద్వారా విడుదల చేస్తాయి.^[28] దీనివలన కలుగు తక్కువ వత్తిడివలన, అత్యంతవేగవంతమైన ఆవిరిని విడుదలచేసి రాకెట్ ను వేగాన్ని ఇస్తాయి. ఇవి ప్రమాదరహితమైనవి,, చౌకమూను. భూతలవాహనాలలో ఈ రాకెట్లను విరివిగా ఉపయోగిస్తున్నారు. వీటిని అంతర్-గ్రహ రాకెట్ల ఉపయోగానికి కూడా వాడడానికి సిఫారసు చేస్తున్నారు. హైడ్రోజన్ ఆధార విధానాల కంటే ఈ ఆవిరి ఆధార విధానాలే చౌక.^[29]

ఉపయోగాలు

రాకెట్లు, 'ప్రతిచర్య ఇంజన్లు లేదా ప్రతిచర్య పనిముట్లు' లాగా, తమ స్వంత 'ప్రొపెల్లెంట్'లను కలిగివుంటాయి. వీటిని, భూమి, నీరు, లేదా గాలి, లాంటి పదార్థాలు లేని చోట్ల,, శక్తులైనటువంటి, ఆకర్షణ శక్తి, అయస్కాంత శక్తి, కాంతి మొదలగునవి లేనిచోట్ల మాత్రమే వాడవలెను. అనగా శూన్య ప్రదేశంలో వాడవలెను. ఈ స్థితిలోనే ప్రొపల్షన్ ఆమోదయోగ్యమగును.

అయిననూ, కొన్ని సందర్భాలలో రాకెట్లు ఉపయోగకరం :

బోయింగ్ MIM-115 ఉపరితలం నుండి గాలిలో ప్రయోగించే క్షిపణి

ఆయుధరంగం

సైనిక ఆయుధాలలో, రాకెట్లను వార్ హెడ్ లేదా పేలోడ్ లుగా తమ లక్ష్యాలను తాకించడానికి ఉపయోగిస్తారు. ఒక రాకెట్, దాని వార్-హెడ్ లేదా పేలోడ్ లను సమగ్రంగా క్షిపణి అని వ్యవహరిస్తారు. ఈ క్షిపణి వ్యవస్థకు గైడెడ్ సిస్టం కలిగివుంటుంది.

శాస్త్రవిజ్ఞానం

శబ్ద రాకెట్లు ^[30] సాధారణంగఅ, పరికరాలను మోసుకెళ్ళడానికి ఉపయోగిస్తారు, ఇవి భూ ఉపరితలానికి పై ఎత్తులో, మూస:కి.మీ. to మైళ్ళు నుండి మూస:కి.మీ. to మైళ్ళు రీడింగ్ లను కలిగివుంటాయి. ఇవి యెగిరే ఎత్తులు, వాతావరణ బెలూన్లు, కృత్రిమ ఉపగ్రహాల ఎత్తులకు మధ్యలో వుంటాయి.

సంధించడం

అంతరిక్ష నౌక అట్లాంటిస్ సంధించు సమయం.

అత్యంత వేగాలైన (Mach ~10+) వలన, రాకెట్లు పలాయన వేగాలతో సమానంగా వేగాలను కలిగివుంటాయి. నిర్ణీత కక్ష్యలలో స్పేస్ క్రాఫ్ట్ లను సంధించేందుకు ఉపయోగపడుతాయి.^[31] స్పేస్-క్రాఫ్ట్ లను వేగవంతంగా కదిలించేందుకు, కక్ష్యలలో ప్రవేశపెట్టేందుకు ఉపయోగిస్తారు.

అలవాట్లు, క్రీడలు, వినోదం

టపాకాయల రాకెట్లు, 'మాడల్-రాకెట్లు' వినోద కార్యక్రమాలకు ఉపయోగించే రాకెట్లు దీనికి ఉదాహరణలు.

రాకెట్ భాగాలు

రాకెట్ లోని ముఖ్య భాగాలు, ప్రొపెల్లెంట్ ట్యాంక్, ఒకటి లేదా ఎక్కువ రాకెట్ ఇంజన్లు, నాజల్లు, డైరెక్షన్ స్టెబిలైజేషన్ డివైస్లు, ఆట్టిట్యూడ్ జెట్లు, గింబాల్లు, మొదలగునవి. రాకెట్లను ఏరోడైనమిక్ విధానాలతో నడుపుతారు.

శబ్దం

ఇవి పుట్టించే శబ్దాలు హైపర్ సోనిక్ శబ్దాలు. వీటి షాక్ తరంగాలు, వీటి ఆకారాలపై ఆధారపడి వుంటాయి. దగ్గరి పరిధిలో, పెద్ద రాకెట్ శబ్ద తీవ్రతలు చంపివేస్తాయి.^[32]

స్పేస్ షటిల్ 200 (dB (A)) ల కంటే ఎక్కువ శబ్దాన్ని, తన బేస్ వద్ద జనియిస్తుంది. ఒక సాటర్న్ 5 యొక్క సంధించడాన్ని, సరియైన దూరం నుండి సీస్మోమీటర్ నుండి గమనిస్తారు.

భౌతిక శాస్త్రం

నడిపే విధానం

ప్రతీ రాకెట్టూ వాటిలో ఉంచిన ఇంధనాలు మండించడం ద్వారా ఏర్పడిన వాయువుల మీదే ఆధారపడతాయి.రాకెట్ యొక్క కదలికా బలం, ఆ రాకెట్ యొక్క ఇంజన్ మీద ఆధారపడి ఉంటుంది.ఆ ఇంజనే ఇంధనాలను మందించడం ద్వారా వచ్చే వాయువులను అతి వేగంగా వెనుక వైపు నుండి వెలువరించడం ద్వారా రాకెట్ ను ముందుకు నడిపిస్తుంది. అన్ని వైపులా మూసి ఉన్న ఒక పాత్రలో ఉండే ఒత్తిడి అన్ని వైపులా సమంగా ఉంటుంది.ఆ పాత్రకి క్రిందివైపు ఒక రంధ్రం చేస్తే ఆ పక్క అసలు ఒత్తిడే ఉండదు. దీనితో మిగతా వైపుల ఉన్న ఒత్తిడి మొత్తం ఆ రంధ్రానికి వ్యతిరేక దిశలో పనిచేస్తుంది. లోపల ఇంధనం మండించగా వచ్చిన వాయువులు తప్పించుకోటానికి ఒక మార్గంగా ఈ రంధ్రం ఉపయోగపడుతుంది.ఈ రంధ్రానికి బదులు ఒక నాజిల్ (పద్ధతిగా మలచబడిన సన్నని గొట్టము)ఉన్నట్లైతే ఆ పక్క వెలుపలికి వచ్చే వాయువుల వేగం కొన్నిరెట్లు ఎక్కువవుతుంది. న్యూటన్ మూడవ సిద్ధాంతము ప్రకారం ఇలా వేగంగా వెలుపలికి వచ్చేవాయువులు వాటి వ్యతిరేక దిశలో కొంత ఒత్తిడి కలిగిస్తాయి. ఈ ఒత్తిడే ఆ వస్తువును ఎంతో వేగంగా ముందుకు నడిపిస్తుంది.

రాకెట్ ఎగిరే సమయంలో పనిచేసే బలాలు

రాకెట్ పై పనిచేసే బలాల అధ్యయనాన్ని ఆస్ట్రో డైనమిక్స్ అని వ్యవహరిస్తారు.

ఎగిరే రాకెట్లు ప్రాథమికంగా ఈ క్రింది శక్తుల వల్ల ప్రభావితం అవుతాయి:^[33]

• ఇంజన్ల నుండి తోపుడు బలం
• అంతరిక్ష శరీరాల ఆకర్షణ శక్తి
• లాగుట వాతావరణంలో తిరుగుతుంటే
• లేపుట; రాకెట్ చోదిత విమానాల తప్ప సాధారణంగా తక్కువ మొత్తం

In addition, the inertia/centrifugal pseudo-force can be significant due to the path of the rocket around the center of a celestial body; when high enough speeds in the right direction and altitude are achieved a stable orbit or escape velocity is obtained.

During a rocket launch, there is a point of maximum aerodynamic drag called Max Q. This determines the minimum aerodynamic strength of the vehicle.

మొత్తం తోపుడు శక్తి

The thrust of a rocket is often deliberately varied over a flight, to provide a way to control the airspeed of the vehicle so as to minimise aerodynamic losses but also so as to limit g-forces that would otherwise occur during the flight as the propellant mass decreases, which could damage the vehicle, crew or payload.

Below is an approximate equation for calculating the gross thrust of a rocket:

${\displaystyle F_{n}={\dot {m}}\;V_{e}+A_{e}(P_{e}-P_{amb})}$^[34]

where:

${\displaystyle {\dot {m}}=\,}$ ప్రొపెల్లెంట్ ప్రవాహం (kg/s or lb/s)

${\displaystyle V_{e}=\,}$ నాజల్ ఎక్జిట్ ప్లేన్ వద్ద జెట్ వేగం (m/s or s)

${\displaystyle A_{e}=\,}$ నాజల్ ఎక్జిట్ ప్లేన్ వద్ద ప్రవాహ ప్రాంతం (m² or ft²)

${\displaystyle P_{e}=\,}$ నాజల్ ఎక్జిట్ ప్లేన్ వద్ద స్టాటిక్ పీడనం (Pa or lb/ft²)

${\displaystyle P_{amb}=\,}$ ఏంబియెంట్ లేదా వాతావరణ పీడనం (Pa or lb/ft²)

Since, unlike a jet engine, a conventional rocket motor lacks an air intake, there is no 'ram drag' to deduct from the gross thrust. Consequently the net thrust of a rocket motor is equal to the gross thrust.

The ${\displaystyle {\dot {m}}V_{e}\,}$ term represents the momentum thrust, which remains constant at a given throttle setting, whereas the ${\displaystyle A_{e}(P_{e}-P_{amb})\,}$ term represents the pressure thrust term. At full throttle, the net thrust of a rocket motor improves slightly with increasing altitude, because the reducing atmospheric pressure increases the pressure thrust term.

Specific impulse

As can be seen from the thrust equation the effective speed of the exhaust, Ve, has a large impact on the amount of thrust produced from a particular quantity of fuel burnt per second. The thrust-seconds (impulse) per unit of propellant is called Specific Impulse (Isp) or effective exhaust velocity and this is one of the most important figures that describes a rocket's performance.

Vacuum Isp

Due to the specific impulse varying with pressure, a quantity that is easy to compare and calculate with is useful. Because rockets choke at the throat, and because the supersonic exhaust prevents external pressure influences travelling upstream, it turns out that the pressure at the exit is ideally exactly proportional to the propellant flow ${\displaystyle {\dot {m}}}$, provided the mixture ratios and combustion efficiencies are maintained. It is thus quite usual to rearrange the above equation slightly:

${\displaystyle Fvac=C_{f}{\dot {m}}c^{*}}$^[35]

and so define the vacuum Isp to be:

${\displaystyle V_{evac}=C_{f}c^{*}}$

Where:

${\displaystyle c^{*}=\,}$ the speed of sound constant at the throat

${\displaystyle C_{f}=\,}$ the thrust coefficient constant of the nozzle (typically between 0.8 and 1.9)

And hence:

${\displaystyle F_{n}={\dot {m}}V_{evac}-A_{e}P_{amb}}$

A map of approximate Delta-v's around the solar system between Earth and Mars^[36][37]

Delta-v (rocket equation)

The delta-v capacity of a rocket is the theoretical total change in velocity that a rocket can achieve without any external interference (without air drag or gravity or other forces).

The delta-v that a rocket vehicle can provide can be calculated from the Tsiolkovsky rocket equation::^[38] ${\displaystyle \Delta v\ =v_{e}\ln {\frac {m_{0}}{m_{1}}}}$

where:

${\displaystyle m_{0}}$ is the initial total mass, including propellant, in kg (or lb)

${\displaystyle m_{1}}$ is the final total mass in kg (or lb)

${\displaystyle v_{e}}$ is the effective exhaust velocity in m/s or (ft/s) or ${\displaystyle V_{e}=I_{sp}\cdot g_{0}}$

${\displaystyle \Delta v\ }$ is the delta-v in m/s (or ft/s)

Delta-v can also be calculated for a particular manoeuvre; for example the delta-v to launch from the surface of the Earth to Low earth orbit is about 9.7 km/s, which leaves the vehicle with a sideways speed of about 7.8 km/s at an altitude of around 200 km. In this manoeuvre about 1.9 km/s is lost in air drag, gravity drag and gaining altitude.

దశలు

తరచుగా, రాకెట్ కు కావలసిన వేగాన్ని (డెల్టా-వీ) ఒక్క ఇంజన్ ద్వారా పొందలేము, ఎందుచేతనంటే ప్రొపెల్లెంట్, ట్యాంకేజి, ఆకృతి, గైడెన్స్, కవాటములు, ఇంజన్లు, బరువులను మోసుకొని 'టేక్-ఆఫ్' చేయలేవు. బరువుల నిష్పత్తి ప్రకారం మాత్రమే టేక్-ఆఫ్ చేయగలవు. రాకెట్ స్టేజింగ్ Archived 2013-12-06 at the Wayback Machine</ref>

అపోలో-6 ఇంటర్-స్టేజి రింగులను వదులుతూ.

రాకెట్ 'ప్రొపల్సివ్ నైపుణ్యత'.

జాగ్రత్తలు, నమ్మదగిన అంశాలు , దుర్ఘటనలు

ప్రధాన వ్యాసం: విశ్వంలో దుర్ఘటనలు

ఛాలెంజర్ సంధించబడిన 73 సెకన్లలోనే గిరికీలు కొట్టి నేలరాలినది.

రాకెట్లు స్వతహాగా అపాయకరమైనవి. సైనిక ఉపయోగాలలోనూ తగినంత నమ్మకం కలిగినవి కావు.

వీటిలో అత్యంత రసాయనిక శక్తి, రాకెట్ ప్రొపెల్లెంట్లకు ఉపయోగమైనది, (మహా ప్రేలుళ్ళను కలుగజేసే ప్రేలుడు పదార్థాల కన్నా ఎక్కువ శక్తివంతమైన) ఈ శక్తి వలన దుర్ఘటనల రేటు చాలా ఎక్కువ. అయిననూ ప్రమాదాల బారిన పడి మరణించినవారి సంఖ్య తక్కువే, కారణం అత్యంత జాగరూకతలు వహించి, ప్రయోగించడం.

ఇవీ చూడండి

• అంతరిక్ష నౌక
• అంతరిక్ష నౌకల జాబితా
• రాకెట్ల జాబితా
• భారతదేశ రాకెట్ల జాబితా
• రోహిణి రాకెట్
• ఇస్రో
• షార్ సెంటర్
• క్షిపణి
• చంద్రయాన్

సాధారణ రాకెట్లు జాబితా :

• రెండు ఇంధనాల రాకెట్టు - two-part liquid or gaseous fuelled rocket
• మూడు ఇంధనాల రాకెట్టు - variable propellant mixes can improve performance
• వేడి నీళ్ళ రాకెట్టు - powered by boiling water
• సంకర రకపు రాకెట్టు - solid rocket burnt by second fluid propellant
• పల్స్ద్ రాకెట్ మోటార్లు - solid rocket that burns in segments
• రాకెట్ ఇంధనం
• రాకెట్ వదులుట
• రాకెట్ వదిలే క్షేత్రము
• రాకెట్ ఇంజను యొక్క నాజిళ్ళు - De Laval nozzles
• ఘన ఇంధన రాకెట్టు
• తియొల్కొవ్ స్కి రాకెట్ సమీకరణం - equation describing rocket performance

వినోదపు రాకెట్లు

• నమూనా రాకెట్లు - small hobby rocket
• ఎక్కువ శక్తిగల రాకెట్లు
• నీటి రాకెట్లు - toy rocket launched for recreational purposes using water as propellant
• బుడగ రాకెట్లు

వినోదపు పైరోటెక్నిక్ రాకెట్లు

• సీసా రాకెట్లు - small firework type rocket often launched from bottles
• స్కై రాకెట్లు - fireworks that typically explode at apogee

యుద్ధసామగ్రి

• రాకెట్ చోదిత గ్రనేడు - military use of rockets
• అగ్ని బాణం - one of the earliest types of rocket
• షిన్ కి చోన్ Korean variation of the Chinese fire arrow
• కత్యూష రాకెట్ లాంచర్ - rack mounted rocket
• VA-111 ష్క్వాల్ - Russian rocket propelled supercavitation torpedo

పరిశోధనల కొరకు రాకెట్లు

• అదృశ్యమయ్యే రాకెట్లు - rocket that disintegrate if fired from the ground for safety reasons
• రాకెట్ చోదిత విమానము - winged aircraft powered by rockets
• రాకెట్ చోదిత స్లెడ్జ్ - used for high speeds along ground
• సబ్దం చేసే రాకెట్టు - suborbital rocket used for atmospheric and other research

తదితరములు

• రాకెట్ తపాలా - an ill-fated attempt to commercialise rocketry
• పల్స్ జెట్ ఇంజన్ - an airbreathing jet engine

బయటి లింకులు

Governing agencies

• FAA Office of Commercial Space Transportation
• National Aeronautics and Space Administration (NASA)
• National Association of Rocketry (USA)
• Tripoli Rocketry Association
• United Kingdom Rocketry Association
• Canadian Association of Rocketry
• Indian Space Research OrganisationArchived 2012-02-05 at the Wayback Machine

Information sites

• Encyclopedia Astronautica - Rocket and Missile Alphabetical Index
• Gunter's Space Page - Complete Rocket and Missile Lists
• Rocketdyne Technical Articles

మూలాలు

1. "Rockets in Ancient Times (100 B.C. to 17th Century)". Archived from the original on 2009-07-09. Retrieved 2008-04-17.
2. Leofranc Holford-Strevens, Aulus Gellius: An Antonine Author and his Achievement (Oxford University Press; revised paperback edn. 2005
3. Crosby, Alfred W. (2002). Throwing Fire: Projectile Technology Through History. Cambridge: Cambridge University Press. pp. 100–103. ISBN 0-521-79158-8.
4. "NASA Spacelink - "A brief history of rocketry"". Archived from the original on 2006-08-05. Retrieved 2006-08-19.
5. A Brief History of Rocketry
6. Von Braun, Wernher & Frederick I. Ordway, III. HISTORY OF ROCKETRY AND SPACE TRAVEL, 1966
7. Tadeusz Nowak "Kazimierz Siemienowicz, ca.1600-ca.1651", MON Press, Warsaw 1969, p.182
8. Stephen Leslie (1887) Dictionary of National Biography, Vol.XII, p.9, Macmillan & Co., New York Congreve, Sir William,
9. Marine Corps Artillery Rockets: Back Through The Future
10. "Fundamentals of Jet Propulsion with Applications". Archived from the original on 2008-04-17. Retrieved 2008-04-17.
11. Rockets and Jets by American author Herbert S. Zim in 1945
12. Amazon.com: Rockets and jets,: Herbert Spencer Zim: Books
13. Winter, Frank H. (1992). "Who First Flew in a Rocket?", Journal of the British Interplanetary Society 45 (July 1992), p. 275-80
14. A Method of Reaching Extreme Altitudes- Goddard 1919
15. Goddard, Robert H., Rockets [Mineola, N.Y.: Dover Publications, 2002], pp. 2, 15.
16. Clary, David A., Rocket Man: Robert H. Goddard and the Birth of the Space Age [N.Y., N.Y.: Hyperion, 2003], pp. 44-45.
17. HISTORY OF ROCKETRY: Verein für Raumschiffahrt (VfR)
18. A4/V2 Mobile Firing Operations 1944-45
19. "A9/A10". Archived from the original on 2008-07-06. Retrieved 2008-04-17.
20. Joint Intelligence Objectives Agency. U.S. National Archives and Records Administration
21. "International Space Hall of Fame: Sergei Korolev". Archived from the original on 2017-06-30. Retrieved 2008-04-17.
22. "Rocket R-7". S.P.Korolev RSC Energia. Archived from the original on 2020-03-30. Retrieved 2008-04-17.
23. "(PDF) Hypersonics Before the Shuttle: A Concise History of the X-15 Research Airplane (NASA SP-2000-4518, 2000)" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2018-05-25. Retrieved 2008-04-17.
24. Houchin, Roy (2006). U.S. Hypersonic Research and Development: The Rise and Fall of Dyna-Soar, 1944–1963. New York: Routledge. ISBN 0-415-36281-4.
25. "Mcdonnell Douglas AIR-2A "Genie" rocket". Archived from the original on 2007-09-28. Retrieved 2008-04-17.
26. "GLOBAL POSITIONING SYSTEMS WING". Archived from the original on 2008-02-17. Retrieved 2008-04-17.
27. "Concise Britannica- internal combustion engines". Archived from the original on 2008-01-14. Retrieved 2008-04-17.
28. "tecaeromex- steam rockets". Archived from the original on 2019-11-24. Retrieved 2008-04-17.
29. Neofuel-new fuel: Near Earth Object fuel
30. Marconi, Elaine M. (April 12, 2004). "What is a Sounding Rocket?". Research Aircraft. NASA.
31. Spaceflight Now-worldwide launch schedule
32. NASA CR-566
33. "NASA- Four forces on a model rocket". Archived from the original on 2012-11-29. Retrieved 2008-04-17.
34. Rocket Propulsion Elements seventh edition eq-2-14
35. Rocket Propulsion Elements seventh edition eq-3-33
36. "table of cislunar/mars delta-vs". Archived from the original on 2007-07-01. Retrieved 2008-04-17.
37. cislunar delta-vs
38. "Choose Your Engine". Archived from the original on 2010-05-29. Retrieved 2008-04-17.