Các nguyên tắc của tên lửa đã được thử nghiệm lần đầu tiên cách đây hơn 2.000 năm, nhưng thực sự chỉ trong 70 năm qua, những chiếc máy này đã được sử dụng cho các ứng dụng trong thám hiểm không gian. Ngày nay, tên lửa thường xuyên đưa tàu vũ trụ đến các hành tinh khác trong hệ mặt trời của chúng ta. Gần hơn với Trái đất, các tên lửa mang theo nguồn cung cấp lên Trạm vũ trụ quốc tế có thể trở về Trái đất, tự mình hạ cánh và được sử dụng lại.
Tên lửa sớm
Có những câu chuyện về công nghệ tên lửa được sử dụng từ hàng ngàn năm trước. Ví dụ, khoảng 400 B.C., Archytas, một nhà triết học và toán học người Hy Lạp, đã cho thấy một con chim bồ câu bằng gỗ được treo trên dây. Chim bồ câu được đẩy xung quanh bằng cách thoát hơi nước, theo NASA.
Khoảng 300 năm sau thí nghiệm chim bồ câu, Hero of Alexandria được cho là đã phát minh ra aeolipile (còn gọi là động cơ của Hero), NASA cho biết thêm. Thiết bị hình cầu nằm trên một hồ nước sôi. Khí từ nước hấp đi vào bên trong quả cầu và thoát ra qua hai ống hình chữ L ở hai phía đối diện. Lực đẩy được tạo ra bởi hơi nước thoát ra làm cho quả cầu quay.
Các nhà sử học tin rằng người Trung Quốc đã phát triển những tên lửa thực sự đầu tiên vào khoảng thế kỷ thứ nhất A.D. Chúng được sử dụng cho màn hình đầy màu sắc trong các lễ hội tôn giáo, tương tự như pháo hoa hiện đại.
Trong vài trăm năm tới, tên lửa chủ yếu được sử dụng làm vũ khí quân sự, bao gồm một phiên bản gọi là tên lửa Congreve, được phát triển bởi quân đội Anh vào đầu những năm 1800.
Cha của tên lửa
Trong kỷ nguyên hiện đại, những người làm việc trong không gian vũ trụ ngày nay thường thừa nhận ba cha đẻ của tên lửa tên lửa đã giúp đẩy những tên lửa đầu tiên vào không gian. Chỉ một trong ba người sống sót đủ lâu để thấy tên lửa được sử dụng để thám hiểm không gian.
Tạp chí Nga Konstantin E. Tsiolkovsky (1857-1935) đã công bố cái mà ngày nay được gọi là phương trình tên lửa tên lửa vào năm 1903, trên một tạp chí hàng không của Nga, theo NASA. Phương trình liên quan đến mối quan hệ giữa tốc độ và khối lượng tên lửa, cũng như tốc độ của nó khí sẽ rời đi khi nó thoát ra khỏi khí thải của hệ thống nhiên liệu và có bao nhiêu chất đẩy. Tsiolkovsky cũng công bố một lý thuyết về tên lửa đa tầng vào năm 1929.
Robert Goddard (1882-1945) là một nhà vật lý người Mỹ, người đã gửi chiếc tên lửa nhiên liệu lỏng đầu tiên ở thành phố Auburn, Massachusetts, vào ngày 16 tháng 3 năm 1926. Ông có hai bằng sáng chế của Hoa Kỳ để sử dụng tên lửa nhiên liệu lỏng và cũng cho hai hoặc Tên lửa ba giai đoạn sử dụng nhiên liệu rắn, theo NASA.
Hermann Oberth (1894-1989) sinh ra ở Romania và sau đó chuyển đến Đức. Theo NASA, anh bắt đầu hứng thú với tên lửa từ khi còn nhỏ và năm 14 tuổi, anh tưởng tượng ra một "tên lửa giật lại" có thể di chuyển trong không gian mà không cần gì ngoài khí thải của chính nó. Khi trưởng thành, các nghiên cứu của ông bao gồm tên lửa đa tầng và cách sử dụng tên lửa để thoát khỏi lực hấp dẫn của Trái đất. Di sản của ông bị vấy bẩn bởi thực tế là ông đã giúp phát triển tên lửa V-2 cho Đức Quốc xã trong Thế chiến II; Tên lửa được sử dụng để đánh bom tàn phá London. Oberth sống trong nhiều thập kỷ sau khi cuộc thám hiểm không gian bắt đầu và thấy tên lửa đưa mọi người lên mặt trăng và theo dõi các phi hành đoàn tàu con thoi không gian tái sử dụng vào không gian hết lần này đến lần khác.
Tên lửa trong không gian vũ trụ
Sau Thế chiến II, một số nhà khoa học tên lửa của Đức đã di cư sang cả Liên Xô và Hoa Kỳ, hỗ trợ các quốc gia này trong Cuộc đua không gian của thập niên 1960. Trong cuộc thi đó, cả hai nước đều tranh giành sự vượt trội về công nghệ và quân sự, sử dụng không gian làm biên giới.
Tên lửa cũng được sử dụng để thực hiện các phép đo phóng xạ trong bầu khí quyển phía trên sau các vụ thử hạt nhân. Vụ nổ hạt nhân hầu như đã chấm dứt sau Hiệp ước cấm thử hạt nhân hạn chế năm 1963.
Trong khi tên lửa hoạt động tốt trong bầu khí quyển của Trái đất, việc tìm ra cách đưa chúng vào không gian là khó khăn. Kỹ thuật tên lửa còn ở giai đoạn sơ khai và máy tính không đủ mạnh để thực hiện mô phỏng. Điều này có nghĩa là nhiều cuộc thử nghiệm chuyến bay đã kết thúc với tên lửa phát nổ đột ngột vài giây hoặc vài phút sau khi rời bệ phóng.
Với thời gian và kinh nghiệm, tuy nhiên, tiến độ đã được thực hiện. Một tên lửa đã được sử dụng lần đầu tiên để gửi một thứ gì đó vào vũ trụ trong nhiệm vụ Sputnik, đã phóng một vệ tinh Liên Xô vào ngày 4 tháng 10 năm 1957. Sau một vài lần thất bại, Hoa Kỳ đã sử dụng tên lửa Jupiter-C để vượt qua Explorer 1 vệ tinh vào không gian vào ngày 1 tháng 2 năm 1958.
Phải mất vài năm nữa trước khi một trong hai quốc gia cảm thấy đủ tự tin để sử dụng tên lửa để đưa mọi người vào vũ trụ; cả hai quốc gia bắt đầu với động vật (ví dụ như khỉ và chó). Nhà du hành vũ trụ người Nga Yuri Gagarin là người đầu tiên lên vũ trụ, rời Trái đất vào ngày 12 tháng 4 năm 1961, trên một tên lửa Vostok-K cho chuyến bay đa vũ trụ. Khoảng ba tuần sau, Alan Shepard thực hiện chuyến bay siêu âm đầu tiên của Mỹ trên một tên lửa Redstone. Vài năm sau trong chương trình Sao Thủy của NASA, cơ quan này đã chuyển sang sử dụng tên lửa Atlas để đạt được quỹ đạo và năm 1963, John Glenn trở thành người Mỹ đầu tiên quay quanh Trái đất.
Khi nhắm mặt trăng, NASA đã sử dụng tên lửa Saturn V, cao 363 feet, bao gồm ba giai đoạn - giai đoạn cuối cùng được thiết kế đủ mạnh để tách khỏi lực hấp dẫn của Trái đất. Tên lửa đã phóng thành công sáu nhiệm vụ hạ cánh trên mặt trăng từ năm 1969 đến năm 1972. Liên Xô đã phát triển một tên lửa mặt trăng có tên N-1, nhưng chương trình của nó đã bị đình chỉ vĩnh viễn sau nhiều lần trì hoãn và gặp sự cố, bao gồm cả vụ nổ chết người.
Chương trình tàu con thoi của NASA (1981 đến 2011) lần đầu tiên sử dụng tên lửa rắn để đẩy con người lên vũ trụ, điều đáng chú ý, vì không giống như tên lửa lỏng, chúng không thể bị tắt. Bản thân tàu con thoi có ba động cơ chạy bằng nhiên liệu lỏng, với hai tên lửa đẩy mạnh mẽ được buộc ở hai bên. Năm 1986, vòng chữ O của một tên lửa đẩy mạnh đã thất bại và gây ra vụ nổ thảm khốc, giết chết bảy phi hành gia trên tàu con thoi Challenger. Tên lửa đẩy mạnh đã được thiết kế lại sau vụ việc.
Tên lửa đã được sử dụng để đưa tàu vũ trụ đi xa hơn vào hệ mặt trời của chúng ta: qua mặt trăng, sao Kim và sao Hỏa vào đầu những năm 1960, sau đó mở rộng sang việc khám phá hàng chục mặt trăng và hành tinh. Tên lửa đã mang tàu vũ trụ đi khắp hệ mặt trời để các nhà thiên văn học hiện có hình ảnh của mọi hành tinh (cũng như hành tinh lùn Pluto), nhiều mặt trăng, sao chổi, tiểu hành tinh và các vật thể nhỏ hơn. Và, nhờ tên lửa mạnh mẽ và tiên tiến, tàu vũ trụ Voyager 1 đã có thể rời khỏi hệ mặt trời của chúng ta và tiếp cận không gian giữa các vì sao.
Tên lửa của tương lai
Một số công ty ở nhiều quốc gia hiện đang sản xuất tên lửa không có tên lửa - Hoa Kỳ, Ấn Độ, Châu Âu và Nga, để đặt tên cho một số ít - và thường xuyên gửi tải trọng quân sự và dân sự vào không gian.
Và các nhà khoa học và kỹ sư đang tiếp tục làm việc để phát triển các tên lửa thậm chí tinh vi hơn. Stratolaunch, công ty thiết kế hàng không vũ trụ được hỗ trợ bởi Paul Allen và Burt Rutan, nhằm mục đích phóng các vệ tinh sử dụng máy bay dân sự. SpaceX và Blue Origin cũng đã phát triển các tên lửa giai đoạn đầu có thể tái sử dụng; SpaceX hiện có các tên lửa Falcon 9 có thể tái sử dụng thường xuyên khiến hàng hóa chạy đến Trạm vũ trụ quốc tế. [Trong ảnh: Thành công tên lửa hạng nặng Falcon đầu tiên của SpaceX!]
Các chuyên gia dự đoán rằng tên lửa của tương lai sẽ có thể mang các vệ tinh lớn hơn vào vũ trụ và có thể mang nhiều vệ tinh cùng một lúc, Los Angeles Times đưa tin. Những tên lửa này có thể sử dụng vật liệu composite mới, những tiến bộ trong thiết bị điện tử hoặc thậm chí là trí tuệ nhân tạo để thực hiện công việc của chúng. Các tên lửa trong tương lai cũng có thể sử dụng các loại nhiên liệu khác nhau - như khí mê-tan - có lợi cho môi trường hơn so với dầu hỏa truyền thống được sử dụng trong tên lửa ngày nay.
