Роберт Хатчингс Годдард (5 октября 1882 г. – 10 августа 1945 г.) [1] был американским инженером , профессором , физиком и изобретателем , которому приписывают создание и строительство первой в мире ракеты на жидком топливе , которая была успешно запущена 16 марта 1926 г. [2] К 1915 г. его новаторская работа значительно повысила эффективность твердотопливной ракеты, ознаменовав эру современных ракет и инноваций. Он и его команда запустили 34 ракеты между 1926 и 1941 гг., достигнув высоты до 2,6 км (1,6 мили) и скорости до 885 км/ч (550 миль/ч). [3]
Работа Годдарда как теоретика и инженера предвосхитила многие разработки, которые сделали бы возможными космические полеты. [4] Его называют человеком, который открыл космическую эру . [5] : xiii Два из 214 запатентованных изобретений Годдарда, многоступенчатая ракета (1914) и ракета на жидком топливе (1914), стали важными вехами на пути к космическим полетам. [6] Его монография 1919 года «Метод достижения экстремальных высот» считается одним из классических текстов по ракетостроению 20-го века. [7] [8] Годдард успешно разработал современные методы, такие как двухосное управление ( гироскопы и управляемая тяга ), чтобы позволить ракетам эффективно управлять своим полетом.
Хотя его работа в этой области была революционной, Годдард получил мало общественной поддержки, моральной или денежной, для своих исследований и разработок. [9] : 92, 93 Он был застенчивым человеком, и ракетные исследования не считались подходящим занятием для профессора физики. [10] : 12 Пресса и другие ученые высмеивали его теории космических полетов. В результате он стал защищать свою частную жизнь и свою работу.
Спустя годы после своей смерти, на заре космической эры, Годдард был признан одним из отцов-основателей современной ракетной техники, наряду с Робертом Эсно-Пельтри , Константином Циолковским и Германом Обертом . [11] [12] [13] Он не только рано осознал потенциал ракет для исследования атмосферы, баллистических ракет и космических путешествий , но и был первым, кто научно изучил, спроектировал, построил и запустил первые ракеты, необходимые для реализации этих идей. [14]
В 1959 году Центр космических полетов имени Годдарда при НАСА был назван в честь Годдарда. В 1966 году он также был включен в Международный зал аэрокосмической славы и Национальный зал авиационной славы , а в 1976 году — в Международный зал космической славы. [15]
Годдард родился в Вустере, штат Массачусетс, в семье Наума Дэнфорда Годдарда (1859–1928) и Фанни Луизы Хойт (1864–1920). Роберт был их единственным выжившим ребенком; младший сын, Ричард Генри, родился с деформацией позвоночника и умер до своего первого дня рождения. Его отец Наум работал на фабриках и изобрел несколько полезных инструментов. [16] У Годдарда были английские корни по отцовской линии в Новой Англии, где Уильям Годдард (1628–91) был лондонским бакалейщиком , который обосновался в Уотертауне , штат Массачусетс, в 1666 году. По материнской линии он был потомком Джона Хойта и других поселенцев Массачусетса в конце 1600-х годов. [17] [18] Вскоре после его рождения семья переехала в Бостон. С любопытством к природе он изучал небеса с помощью телескопа, полученного от отца, и наблюдал за полетом птиц. Будучи по сути деревенским парнем, он любил природу и походы с отцом в Вустер и стал отличным стрелком из винтовки. [19] : 63, 64 В 1898 году его мать заболела туберкулезом, и они вернулись в Вустер ради чистого воздуха. По воскресеньям семья посещала епископальную церковь, а Роберт пел в хоре. [16] : 16
С электрификацией американских городов в 1880-х годах молодой Годдард заинтересовался наукой, в частности, инженерией и технологиями. Когда его отец показал ему, как генерировать статическое электричество на семейном ковре, воображение пятилетнего ребенка разгорелось. Роберт экспериментировал, полагая, что сможет прыгнуть выше, если зарядить цинк от батареи, проводя ногами по гравийной дорожке. Но, держа цинк, он не мог прыгнуть выше обычного. [16] : 15 [20] Годдард прекратил эксперименты после предупреждения своей матери, что если он преуспеет, то может «уплыть и, возможно, не сможет вернуться». [21] : 9 Он экспериментировал с химикатами и создал облако дыма и взрыв в доме. [19] : 64 Отец Годдарда еще больше поощрял научный интерес Роберта, предоставив ему телескоп, микроскоп и подписку на Scientific American . [21] : 10 Роберт увлекся полетами, сначала воздушными змеями , а затем воздушными шарами . Он стал тщательно вести дневник и документировать свою работу — навык, который в значительной степени помог его дальнейшей карьере. Эти интересы соединились в возрасте 16 лет, когда Годдард попытался построить воздушный шар из алюминия , придав форму сырому металлу в своей домашней мастерской и наполнив его водородом. После почти пяти недель методичных, документированных усилий он, наконец, отказался от проекта, заметив: «... воздушный шар не поднимется. ... Алюминий слишком тяжелый. Неудача [ sic ] венчает предприятие». Однако урок этой неудачи не сдержал растущую решимость и уверенность Годдарда в своей работе. [16] : 21 Он писал в 1927 году: «Я полагаю, что врожденный интерес к механическим вещам был унаследован от ряда предков, которые были машинистами». [22] : 7
Он заинтересовался космосом, когда в 16 лет прочитал научно-фантастическую классику Герберта Уэллса «Война миров» . Его преданность космическим полетам закрепилась 19 октября 1899 года. 17-летний Годдард залез на вишневое дерево, чтобы обрезать мертвые ветки. Он был заворожён небом, и его воображение разрослось. Позже он писал:
В этот день я залез на высокое вишневое дерево позади амбара... и, глядя на поля на востоке, я представлял себе, как было бы замечательно сделать какое-нибудь устройство, которое имело бы возможность подняться на Марс, и как бы оно выглядело в небольшом масштабе, если бы его запустили с луга у моих ног. У меня есть несколько фотографий дерева, сделанных с тех пор, с маленькой лестницей, которую я сделал, чтобы забраться на него, прислоненной к нему.
Тогда мне показалось, что груз, вращающийся вокруг горизонтальной оси и движущийся вверху быстрее, чем внизу, может создать подъемную силу за счет большей центробежной силы в верхней точке траектории.
Я был другим мальчиком, когда спускался с дерева, чем когда поднимался. Существование наконец-то показалось мне очень целенаправленным. [16] : 26 [23]
Всю оставшуюся жизнь он отмечал 19 октября как «День годовщины», личное празднование дня своего величайшего вдохновения.
Молодой Годдард был худым и слабым мальчиком, почти всегда с хрупким здоровьем. Он страдал от проблем с желудком, плеврита, простуды и бронхита и отставал от своих одноклассников на два года. Он стал ненасытным читателем, регулярно посещая местную публичную библиотеку, чтобы брать книги по физическим наукам. [16] : 16, 19
Интерес Годдарда к аэродинамике привел его к изучению некоторых научных работ Сэмюэля Лэнгли в периодическом издании Smithsonian . В этих работах Лэнгли писал, что птицы машут крыльями с разной силой с каждой стороны, чтобы повернуться в воздухе. Вдохновленный этими статьями, подросток Годдард наблюдал за ласточками и стрижами с крыльца своего дома, отмечая, как тонко птицы двигают крыльями, чтобы управлять своим полетом. Он отметил, как замечательно птицы управляют своим полетом с помощью своих хвостовых перьев, которые он назвал птичьим эквивалентом элеронов . Он возразил против некоторых выводов Лэнгли и в 1901 году написал письмо в журнал St. Nicholas [21] : 5 со своими собственными идеями. Редактор St. Nicholas отказался публиковать письмо Годдарда, заметив, что птицы летают с определенной долей интеллекта и что «машины не будут действовать с таким интеллектом». [16] : 31 Годдард не согласился, полагая, что человек может управлять летательным аппаратом с помощью собственного интеллекта.
Примерно в это же время Годдард прочитал Principia Mathematica Ньютона и обнаружил, что Третий закон движения Ньютона применим к движению в пространстве. Позже он написал о своих собственных испытаниях Закона:
Я начал понимать, что в законах Ньютона все-таки что-то есть. Третий закон был соответственно проверен, как с помощью устройств, подвешенных на резинках, так и с помощью устройств на поплавках, в маленьком ручье за амбаром, и указанный закон был окончательно подтвержден. Это заставило меня понять, что если способ навигации в пространстве будет открыт или изобретен, то это будет результатом знания физики и математики. [16] : 32
По мере того, как его здоровье улучшалось, Годдард продолжил свое формальное обучение в качестве 19-летнего студента второго курса в South High Community School [24] в Вустере в 1901 году. Он преуспел в своей курсовой работе, и его сверстники дважды избирали его старостой класса. Наверстывая упущенное время, он изучал книги по математике, астрономии, механике и композиции из школьной библиотеки. [16] : 32 На церемонии выпуска в 1904 году он произнес свою классную речь в качестве прощального слова . В свою речь, озаглавленную «О принятии вещей как должное», Годдард включил раздел, который стал символом его жизни:
[Точно так же, как в науках мы узнали, что мы слишком невежественны, чтобы безопасно объявить что-либо невозможным, так и для отдельного человека, поскольку мы не можем знать, каковы его ограничения, мы вряд ли можем с уверенностью сказать, что что-либо обязательно находится в пределах или за пределами его досягаемости. Каждый должен помнить, что никто не может предсказать, до каких высот богатства, славы или полезности он может подняться, пока он честно не постарается, и он должен черпать мужество из того факта, что все науки когда-то были в том же состоянии, что и он, и что часто оказывалось верным, что мечта вчерашнего дня является надеждой сегодняшнего дня и реальностью завтрашнего дня. [21] : 19
Годдард поступил в Вустерский политехнический институт в 1904 году. [16] : 41 Он быстро произвел впечатление на заведующего физическим факультетом А. Уилмера Даффа своей жаждой знаний, и Дафф взял его на работу лаборантом и преподавателем. [16] : 42 В ВПИ Годдард вступил в братство Сигма Альфа Эпсилон и начал долгие ухаживания за одноклассницей Мириам Олмстед, отличницей, которая окончила его вместе с ним как салютатор . В конце концов, она и Годдард были помолвлены, но они расстались и разорвали помолвку около 1909 года. [16] : 51
Годдард получил степень бакалавра по физике в Вустерском политехническом институте в 1908 году [16] : 50 и, проработав там год преподавателем физики, осенью 1909 года начал обучение в аспирантуре в Университете Кларка в Вустере. [25] Во время учебы в Кларке Годдард продолжал работать в лабораториях Солсбери в WPI и, как сообщается, стал причиной разрушительного взрыва, после чего его работа была переведена в Магнитную лабораторию (сегодня она называется Гробницей Черепов). [26]
Годдард получил степень магистра физики в Университете Кларка в 1910 году, а затем остался в Кларке, чтобы получить докторскую степень по физике в 1911 году. Он провел еще год в Кларке в качестве почетного члена по физике, а в 1912 году он принял исследовательскую стипендию в Физической лаборатории Палмера Принстонского университета . [16] : 56–58
Старшеклассник изложил свои идеи о космических путешествиях в предлагаемой статье «Навигация в космосе», которую он представил в Popular Science News . Редактор журнала вернул ее, заявив, что они не смогут использовать ее «в ближайшем будущем». [16] : 34
Будучи еще студентом, Годдард написал статью, в которой предлагал метод балансировки самолетов с использованием гиростабилизации. Он представил идею в Scientific American , который опубликовал ее в 1907 году. Позднее Годдард написал в своих дневниках, что, по его мнению, его статья была первым предложением способа автоматической стабилизации самолета в полете. [16] : 50 Его предложение появилось примерно в то же время, когда другие ученые совершали прорывы в разработке функциональных гироскопов .
Во время изучения физики в WPI Годдарду в голову приходили идеи, которые иногда казались невозможными, но он был вынужден записывать их для будущих исследований. Он писал, что «внутри было что-то, что просто не переставало работать». Он купил несколько блокнотов в тканевой обложке и начал заполнять их различными мыслями, в основном касающимися его мечты о космических путешествиях. [22] : 11–13 Он рассматривал центробежную силу, радиоволны, магнитную реакцию, солнечную энергию, атомную энергию, ионное или электростатическое движение и другие методы достижения космоса. После экспериментов с твердотопливными ракетами он к 1909 году убедился, что ответом являются химические ракетные двигатели. [10] : 11–12 Особенно сложная концепция была сформулирована в июне 1908 года: отправить камеру вокруг далеких планет, руководствуясь измерениями гравитации вдоль траектории, и вернуть ее на Землю. [22] : 14
Его первое сочинение о возможности ракеты на жидком топливе появилось 2 февраля 1909 года. Годдард начал изучать способы повышения эффективности ракеты, используя методы, отличающиеся от методов обычных ракет на твердом топливе . Он писал в своей записной книжке об использовании жидкого водорода в качестве топлива с жидким кислородом в качестве окислителя. Он считал, что с этими жидкими топливами можно достичь 50-процентной эффективности (т. е. половина тепловой энергии сгорания преобразуется в кинетическую энергию выхлопных газов). [16] : 55
В десятилетия около 1910 года радио было новой технологией, плодородной для инноваций. В 1912 году, работая в Принстонском университете, Годдард исследовал воздействие радиоволн на изоляторы. [27] Для того чтобы генерировать радиочастотную мощность, он изобрел вакуумную лампу с отклонением луча [28] , которая работала как электронно-лучевая осцилляционная трубка. Его патент на эту лампу, который предшествовал патенту Ли Де Фореста , стал центральным в иске между Артуром А. Коллинзом , чья небольшая компания производила радиопередающие трубки, и AT&T и RCA по поводу использования им технологии вакуумных ламп . Годдард принял от Коллинза только гонорар консультанта, когда иск был отклонен. В конце концов, две крупные компании разрешили растущей электронной промышленности страны свободно использовать патенты Де Фореста. [29]
К 1912 году он в свободное время, используя исчисление, разработал математику, которая позволила ему вычислить положение и скорость ракеты в вертикальном полете, учитывая вес ракеты и вес топлива и скорость (относительно корпуса ракеты) выхлопных газов. По сути, он независимо разработал уравнение Циолковского для ракеты, опубликованное десятилетием ранее в России. Циолковский, однако, не учитывал ни гравитацию, ни сопротивление. Для вертикального полета с поверхности Земли Годдард включил в свое дифференциальное уравнение эффекты гравитации и аэродинамического сопротивления. [22] : 136 Он писал: «Было обнаружено, что необходим приближенный метод... для того, чтобы избежать нерешенной проблемы в вариационном исчислении. Полученное решение выявило тот факт, что были бы необходимы удивительно малые начальные массы... при условии, что газы выбрасываются из ракеты с высокой скоростью, а также при условии, что большая часть ракеты состоит из топлива». [22] : 338–9
Его первой целью было построить зондирующую ракету, с помощью которой можно было бы изучать атмосферу. Такое исследование не только помогло бы метеорологии, но и было необходимо для определения температуры, плотности и скорости ветра как функций высоты, чтобы спроектировать эффективные космические ракеты-носители. Он очень неохотно признавал, что его конечной целью была, по сути, разработка транспортного средства для полетов в космос, поскольку большинство ученых, особенно в Соединенных Штатах, не считали такую цель реалистичной или практичной научной задачей, а общественность еще не была готова серьезно рассматривать такие идеи. Позже, в 1933 году, Годдард сказал, что «[Н]и в коем случае мы не должны позволять себе уклоняться от достижения космических путешествий, испытание за испытанием и шаг за шагом, пока однажды мы не добьемся успеха, чего бы это ни стоило». [19] : 65, 67, 74, 101
В начале 1913 года Годдард серьезно заболел туберкулезом и был вынужден покинуть свою должность в Принстоне. Затем он вернулся в Вустер, где начал длительный процесс выздоровления дома. Его врачи не ожидали, что он выживет. Он решил, что должен проводить время на свежем воздухе и ходить для упражнений, и постепенно ему стало лучше. [16] : 61–64 Когда его медсестра обнаружила некоторые из его записей в его постели, он сохранил их, утверждая: «Я должен жить, чтобы делать эту работу». [19] : 66
Однако именно в этот период выздоровления Годдард начал создавать некоторые из своих самых важных работ. Когда симптомы стали утихать, он позволил себе работать по часу в день со своими записями, сделанными в Принстоне. Он боялся, что никто не сможет прочитать его каракули, если он умрет. [16] : 63
В технологической и производственной атмосфере Вустера патенты считались необходимыми не только для защиты оригинальной работы, но и как документация первого открытия. Он начал понимать важность своих идей как интеллектуальной собственности и, таким образом, начал защищать эти идеи до того, как это сделает кто-то другой, — и ему пришлось бы платить за их использование. В мае 1913 года он написал описания, касающиеся его первых заявок на патенты на ракеты. Его отец принес их патентному юристу в Вустере, который помог ему доработать свои идеи для рассмотрения. Первая заявка на патент Годдарда была подана в октябре 1913 года. [16] : 63–70
В 1914 году были приняты и зарегистрированы его первые два знаковых патента. Первый, патент США 1,102,653 , описывал многоступенчатую ракету, работающую на твердом «взрывчатом веществе». Второй, патент США 1,103,503 , описывал ракету, работающую на твердом топливе (взрывчатом веществе) или на жидких пропеллентах (бензин и жидкая закись азота). Эти два патента в конечном итоге стали важными вехами в истории ракетной техники. [30] [31] Всего было опубликовано 214 патентов, некоторые из них посмертно его женой.
Осенью 1914 года здоровье Годдарда улучшилось, и он принял должность инструктора и научного сотрудника на неполный рабочий день в Университете Кларка. [16] : 73 Его должность в Кларке позволила ему продолжить свои исследования в области ракетостроения. Он заказал многочисленные принадлежности, которые могли быть использованы для создания прототипов ракет для запуска, и провел большую часть 1915 года в подготовке к своим первым испытаниям. Первый испытательный запуск пороховой ракеты Годдарда состоялся ранним вечером 1915 года после его дневных занятий в Кларке. [16] : 74 Запуск был достаточно громким и ярким, чтобы вызвать тревогу у уборщика кампуса, и Годдарду пришлось заверить его, что его эксперименты, хотя и являются серьезным исследованием, также совершенно безвредны. После этого инцидента Годдард перенес свои эксперименты в физическую лабораторию, чтобы ограничить любые помехи.
В физической лаборатории Кларка Годдард провел статические испытания пороховых ракет для измерения их тяги и эффективности. Он обнаружил, что его ранние оценки подтвердились; пороховые ракеты преобразовывали только около двух процентов тепловой энергии в своем топливе в тягу и кинетическую энергию. В этот момент он применил сопла Лаваля , которые обычно использовались с паровыми турбинными двигателями, и они значительно повысили эффективность. (Из нескольких определений эффективности ракеты Годдард измерил в своей лаборатории то, что сегодня называется внутренним КПД двигателя: отношение кинетической энергии выхлопных газов к доступной тепловой энергии сгорания, выраженное в процентах.) [22] : 130 К середине лета 1915 года Годдард получил среднюю эффективность в 40 процентов при скорости выхода сопла 6728 футов (2051 метр) в секунду . [16] : 75 Подключив камеру сгорания, полную пороха, к различным сходящимся-расходящимся расширительным (де Лаваля) соплам, Годдард смог в статических испытаниях достичь эффективности двигателя более 63% и скорости выхлопа более 7000 футов (2134 метра) в секунду. [16] : 78
В то время мало кто это осознавал, но этот маленький двигатель был крупным прорывом. Эти эксперименты предполагали, что ракеты можно сделать достаточно мощными, чтобы покинуть Землю и отправиться в космос. Этот двигатель и последующие эксперименты, спонсируемые Смитсоновским институтом, стали началом современной ракетной техники и, в конечном счете, исследования космоса. [32] Однако Годдард понимал, что для достижения космоса потребуются более эффективные жидкие топлива. [33]
Позже в том же году Годдард разработал сложный эксперимент в физической лаборатории Кларка и доказал, что ракета будет работать в вакууме, таком как в космосе. Он верил, что так и будет, но многие другие ученые еще не были убеждены. [34] Его эксперимент продемонстрировал, что производительность ракеты на самом деле ухудшается под атмосферным давлением.
В сентябре 1906 года он записал в своей записной книжке об использовании отталкивания электрически заряженных частиц (ионов) для создания тяги. [22] : 13 С 1916 по 1917 год Годдард построил и испытал первые известные экспериментальные ионные двигатели , которые, как он считал, могли бы использоваться для движения в условиях, близких к вакууму, в открытом космосе . Небольшие стеклянные двигатели, которые он построил, были испытаны при атмосферном давлении, где они генерировали поток ионизированного воздуха. [35]
К 1916 году расходы на ракетные исследования Годдарда стали слишком велики для его скромной преподавательской зарплаты. [16] : 76 Он начал искать потенциальных спонсоров для финансовой помощи, начав со Смитсоновского института , Национального географического общества и Аэроклуба Америки .
В своем письме в Смитсоновский институт в сентябре 1916 года Годдард утверждал, что он достиг эффективности 63% и скорости сопла почти 2438 метров в секунду . Он считал, что при таких уровнях производительности ракета может вертикально поднять вес в 1 фунт (0,45 кг) на высоту 232 миль (373 км) с начальным стартовым весом всего 89,6 фунтов (40,64 кг) . [36] (Можно считать, что атмосфера Земли заканчивается на высоте от 80 до 100 миль (от 130 до 160 км), где ее влияние на орбитальные спутники становится минимальным.)
Смитсоновский институт заинтересовался и попросил Годдарда подробнее рассказать о своем первоначальном запросе. Годдард ответил подробной рукописью, которую он уже подготовил, под названием «Метод достижения экстремальных высот» . [16] : 79
В январе 1917 года Смитсоновский институт согласился предоставить Годдарду пятилетний грант на общую сумму 5000 долларов США . [16] : 84 После этого Кларк смог внести 3500 долларов США и использовать свою физическую лабораторию для проекта. Вустерский политехнический институт также разрешил ему использовать свою заброшенную лабораторию магнитотехники на окраине кампуса в это время в качестве безопасного места для испытаний. [16] : 85 WPI также изготовил некоторые детали в своем механическом цехе.
Коллеги Годдарда по Кларку были поражены необычно большим грантом Смитсоновского института на ракетные исследования, которые, по их мнению, не были настоящей наукой. [16] : 85 Спустя десятилетия ученые-ракетчики, знавшие, сколько стоит исследование и разработка ракет, заявили, что он получил незначительную финансовую поддержку. [37] [38]
Два года спустя, по настоянию Артура Г. Вебстера, всемирно известного главы физического факультета Кларка, Годдард организовал публикацию в Смитсоновском институте статьи « Метод...», в которой была задокументирована его работа. [16] : 102
В то время как в Университете Кларка, Годдард проводил исследования в области солнечной энергии, используя параболическую тарелку для концентрации солнечных лучей на обработанном куске кварца , который опрыскивался ртутью , которая затем нагревала воду и приводила в действие электрический генератор. Годдард считал, что его изобретение преодолело все препятствия, которые ранее побеждали других ученых и изобретателей, и он опубликовал свои выводы в выпуске Popular Science за ноябрь 1929 года . [39]
Не все ранние работы Годдарда были направлены на космические путешествия. Когда Соединенные Штаты вступили в Первую мировую войну в 1917 году, университеты страны начали предоставлять свои услуги военным усилиям. Годдард считал, что его ракетные исследования могут быть применены во многих различных военных приложениях, включая мобильную артиллерию, полевое оружие и морские торпеды . Он делал предложения для ВМС и армии. В его бумагах нет никаких записей о каком-либо интересе ВМС к запросу Годдарда. Однако армейское артиллерийское управление было весьма заинтересовано, и Годдард несколько раз встречался с военнослужащими. [16] : 89
В это время в начале 1918 года Годдард также связался с гражданским промышленником из Вустера по поводу возможности производства ракет для военных. Однако по мере того, как рос энтузиазм бизнесмена, росли и подозрения Годдарда. Переговоры в конечном итоге прервались, поскольку Годдард начал опасаться, что его работа может быть присвоена бизнесом. Тем не менее, офицер Корпуса связи армии попытался заставить Годдарда сотрудничать, но его отозвал генерал Джордж Сквайер из Корпуса связи, с которым связался секретарь Смитсоновского института Чарльз Уолкотт . [16] : 89–91 Годдард стал с подозрением относиться к работе с корпорациями и был осторожен в получении патентов, чтобы «защитить свои идеи». [16] : 152 Эти события привели к тому, что Корпус связи спонсировал работу Годдарда во время Первой мировой войны. [16] : 91
Годдард предложил армии идею ракетной установки на основе трубы в качестве легкого пехотного оружия. Концепция пусковой установки стала предшественником базуки . [ 16] : 92 Ракетное оружие без отдачи было детищем Годдарда как побочный проект (по контракту с армией) его работы над ракетным движением. Годдард, во время своей работы в Университете Кларка и работая в обсерватории Маунт-Вильсон по соображениям безопасности, разработал ракету с трубным запуском для военного использования во время Первой мировой войны. Он и его коллега Кларенс Н. Хикман успешно продемонстрировали свою ракету Корпусу связи армии США на Абердинском испытательном полигоне , штат Мэриленд , 6 ноября 1918 года, используя два пюпитра в качестве стартовой платформы. Армия была впечатлена, но Компьенское перемирие было подписано всего пять дней спустя, и дальнейшая разработка была прекращена с окончанием Первой мировой войны. [40]
Задержка в разработке базуки и другого оружия была результатом длительного периода восстановления, необходимого для Годдарда после серьезной схватки с туберкулезом. Годдард продолжал быть внештатным консультантом правительства США в Индиан-Хед, Мэриленд , [16] : 121 до 1923 года, но его внимание переключилось на другие исследования, связанные с ракетным движением, включая работу с жидким топливом и жидким кислородом.
Позже бывший исследователь Университета Кларка Кларенс Н. Хикман и офицеры армии полковник Лесли Скиннер и лейтенант Эдвард Уль продолжили работу Годдарда над базукой. К ракете была прикреплена кумулятивная боеголовка, что привело к созданию противотанкового оружия, использовавшегося во Второй мировой войне, и многих других мощных ракетных орудий. [16] : 305
В 1919 году Годдард посчитал, что было бы преждевременно раскрывать результаты его экспериментов, поскольку его двигатель был недостаточно развит. Вебстер понял, что Годдард проделал большую работу, и настоял, чтобы Годдард опубликовал свой прогресс на данный момент, или он сам позаботится об этом, поэтому Годдард попросил Смитсоновский институт опубликовать отчет, дополненный примечаниями, который он представил в конце 1916 года. [16] : 102
В конце 1919 года Смитсоновский институт опубликовал новаторскую работу Годдарда « Метод достижения экстремальных высот» . В отчете описываются математические теории полета ракеты Годдарда, его эксперименты с твердотопливными ракетами и возможности, которые он видел в исследовании атмосферы Земли и за ее пределами. Наряду с более ранней работой Константина Циолковского «Исследование космического пространства с помощью реактивных устройств » [41] отчет Годдарда считается одним из пионерских трудов в области науки о ракетостроении, и 1750 экземпляров были распространены по всему миру. [42] Годдард также отправлял копии отдельным лицам, которые их запрашивали, пока его личные запасы не были исчерпаны. Историк аэрокосмической отрасли Смитсоновского института Фрэнк Винтер сказал, что эта работа была «одним из ключевых катализаторов международного ракетного движения 1920-х и 30-х годов». [43]
Годдард описал обширные эксперименты с твердотопливными ракетными двигателями, сжигающими высококачественный нитроцеллюлозный бездымный порох . Решающим прорывом стало использование сопла паровой турбины, изобретенного шведским изобретателем Густавом де Лавалем . Сопло де Лаваля обеспечивает наиболее эффективное ( изоэнтропическое ) преобразование энергии горячих газов в поступательное движение. [44] С помощью этого сопла Годдард увеличил эффективность своих ракетных двигателей с двух до 64 процентов и получил сверхзвуковые скорости истечения более 7 Маха. [21] : 44 [45]
Хотя большая часть этой работы касалась теоретических и экспериментальных соотношений между топливом, массой ракеты, тягой и скоростью, в заключительном разделе под названием «Расчет минимальной массы, необходимой для подъема одного фунта на «бесконечную» высоту» обсуждались возможные варианты использования ракет не только для достижения верхних слоев атмосферы, но и для полного освобождения от земного тяготения . [46] Он определил, используя приближенный метод решения своего дифференциального уравнения движения для вертикального полета, что ракета с эффективной скоростью истечения (см. удельный импульс ) 7000 футов в секунду и начальным весом 602 фунта сможет отправить полезный груз весом в один фунт на бесконечную высоту. В качестве мысленного эксперимента была включена идея запуска ракеты на Луну и воспламенения массы пороха на ее поверхности, чтобы ее было видно в телескоп. Он серьезно обсудил этот вопрос, вплоть до оценки необходимого количества пороха. Годдард пришел к выводу, что ракета со стартовой массой 3,21 тонны может произвести вспышку, «едва видимую» с Земли, предполагая, что конечный вес полезной нагрузки составит 10,7 фунтов. [22]
Годдард избегал публичности, потому что у него не было времени отвечать на критику его работы, а его творческие идеи о космических путешествиях были доступны только частным группам, которым он доверял. Однако он публиковал и рассказывал о принципе ракеты и зондирующих ракетах , поскольку эти темы были не слишком «далекими». В письме в Смитсоновский институт, датированном мартом 1920 года, он обсуждал: фотографирование Луны и планет с помощью пролетных зондов с ракетным двигателем, отправку сообщений далеким цивилизациям на металлических пластинах с надписями, использование солнечной энергии в космосе и идею высокоскоростного ионного движения. В том же письме Годдард четко описывает концепцию абляционного теплового экрана , предлагая покрыть посадочный аппарат «слоями очень тугоплавкого твердого вещества со слоями плохого проводника тепла между ними», предназначенными для эрозии таким же образом, как поверхность метеора. [47]
Каждое видение — шутка, пока его не реализует первый человек; как только оно реализуется, оно становится обыденностью.
–Ответ на вопрос репортера после критики в The New York Times , 1920. [48] [49]
Публикация документа Годдарда привлекла к нему внимание американских газет, в основном негативное. Хотя обсуждение Годдардом цели на Луну было лишь небольшой частью всей работы (восемь строк на предпоследней странице из 69 страниц) и было задумано как иллюстрация возможностей, а не как декларация намерений, газеты сенсационизировали его идеи до степени искажения и насмешек. Даже Смитсоновскому институту пришлось воздержаться от рекламы из-за количества нелепой корреспонденции, полученной от широкой общественности. [21] : 113 Дэвид Лассер, один из основателей Американского ракетного общества (ARS), писал в 1931 году, что Годдард подвергся в прессе «самым яростным нападкам». [50]
12 января 1920 года в статье на первой странице The New York Times под названием «Believes Rocket Can Reach» сообщалось о пресс-релизе Смитсоновского института о «многозарядной, высокоэффективной ракете». Главным предполагаемым применением была «возможность отправки регистрирующей аппаратуры на умеренные и экстремальные высоты в пределах атмосферы Земли», преимуществом перед приборами, перевозимыми на воздушных шарах, была простота восстановления, поскольку «новый ракетный аппарат будет подниматься прямо вверх и опускаться прямо вниз». Но в нем также упоминалось предложение «[отправить] в темную часть новой Луны достаточно большое количество самого яркого пороха, который, воспламенившись при ударе, будет ясно виден в мощный телескоп. Это был бы единственный способ доказать, что ракета действительно покинула притяжение Земли, поскольку аппарат никогда не вернется назад, как только он выйдет из этого притяжения». [51]
13 января 1920 года, на следующий день после первой страницы статьи о ракете Годдарда, неподписанная редакционная статья New York Times в разделе «Темы Times» высмеяла это предложение. Статья, которая носила название «Серьезное напряжение доверчивости» [52] , началась с явного одобрения, но вскоре перешла к серьезным сомнениям:
Как метод отправки ракеты в более высокую и даже самую высокую часть атмосферной оболочки Земли, многозарядная ракета профессора Годдарда является осуществимым и, следовательно, многообещающим устройством. Такая ракета также могла бы нести самопишущие приборы, которые будут сбрасываться на пределе ее полета, а предполагаемые парашюты доставили бы их безопасно на землю. Однако не очевидно, что приборы вернутся в точку отправления; на самом деле, очевидно, что они этого не сделают, поскольку парашюты дрейфуют точно так же, как это делают воздушные шары. [53]
В статье более подробно рассматривается предложение Годдарда о запуске ракет за пределы атмосферы:
[A]После того, как ракета покидает наш воздух и действительно начинает свой более долгий путь, ее полет не будет ни ускорен, ни поддержан взрывом зарядов, которые она тогда могла бы оставить. Утверждать, что это будет, значит отрицать фундаментальный закон динамики, и только доктор Эйнштейн и его избранная дюжина, столь немногие и подходящие, имеют лицензию на это. ... Конечно, [Годдарду] только, кажется, не хватает знаний, которые ежедневно выдают в старших классах. [54]
Однако тяга возможна в вакууме. [55]
Через неделю после редакционной статьи в New York Times Годдард опубликовал подписанное заявление для Associated Press , пытаясь вернуть разум к тому, что стало сенсационной историей:
Слишком много внимания было уделено предлагаемому эксперименту по вспышке мощности и слишком мало — исследованию атмосферы. ... Какие бы интересные возможности ни содержались в предложенном методе, помимо цели, для которой он был предназначен, ни одна из них не может быть реализована без предварительного исследования атмосферы. [56]
В 1924 году Годдард опубликовал статью «Как моя скоростная ракета может двигаться в вакууме» в Popular Science , в которой он объяснил физику и привел подробности вакуумных экспериментов, которые он провел, чтобы доказать теорию. [57] Но, как бы он ни пытался объяснить свои результаты, большинство его не понимало. После одного из экспериментов Годдарда в 1929 году местная газета Вустера вышла с насмешливым заголовком «Лунная ракета промахнулась мимо цели на 238 799 1 ⁄ 2 миль». [58]
Хотя лишенная воображения публика посмеивалась над «лунным человеком», его новаторскую работу серьезно читали многие ракетчики в Америке, Европе и России, которые были взволнованы идеей построить свои собственные ракеты. Эта работа была его самым важным вкладом в стремление «нацелиться на звезды». [59] : 50
Годдард много лет работал один, только со своей командой механиков и машинистов. Это было результатом жесткой критики со стороны СМИ и других ученых, а также его понимания военных приложений, которые могли бы использовать иностранные державы. Годдард становился все более подозрительным к другим и часто работал в одиночку, за исключением периода двух мировых войн, что ограничило влияние большей части его работы. Другим ограничивающим фактором было отсутствие поддержки со стороны американского правительства, военных и академических кругов, которые не понимали ценности ракеты для изучения атмосферы и ближнего космоса, а также для военных приложений.
Тем не менее, Годдард имел некоторое влияние и находился под влиянием европейских пионеров ракетной техники, таких как Герман Оберт и его ученик Макс Валье , по крайней мере, как сторонник идеи космической ракетной техники и источник вдохновения, хотя каждая сторона развивала свою технологию и ее научную основу независимо. В Европе ракетчики были в основном теоретиками и визионерами. Годдард был выдающимся экспериментатором, и его отчет был ответственным за то, чтобы вдохновить многих строить свои собственные ракеты.
Поскольку Германия становилась все более воинственной, Годдард отказывался общаться с немецкими ракетными экспериментаторами, хотя он получал все больше и больше их корреспонденции. [16] : 131 Оберт перевел статью Годдарда 1919 года, и Вернер фон Браун прочитал ее. Поэтому они знали, что с конструкцией двигателя Годдарда можно достичь эффективности, по крайней мере в тридцать раз большей, чем у обычных ракет. Таким образом, через фон Брауна и его команду, присоединившихся к послевоенным программам США, существует косвенная линия научной и технологической традиции от НАСА к Годдарду.
Сорок девять лет спустя после своей редакционной статьи, высмеивающей Годдарда, 17 июля 1969 года — на следующий день после запуска Аполлона-11 — The New York Times опубликовала короткую статью под заголовком «Исправление». Заявление из трех абзацев резюмировало редакционную статью 1920 года и заканчивалось:
Дальнейшие исследования и эксперименты подтвердили выводы Исаака Ньютона в 17 веке, и теперь точно установлено, что ракета может функционировать как в вакууме, так и в атмосфере. The Times сожалеет об ошибке. [60]
Годдард начал рассматривать жидкие топлива, включая водород и кислород, еще в 1909 году. Он знал, что водород и кислород были наиболее эффективной комбинацией топлива/окислителя. Однако жидкий водород не был легкодоступен в 1921 году, и он выбрал бензин как самое безопасное топливо для работы. [22] : 13
Годдард начал экспериментировать с жидким окислителем и жидкотопливными ракетами в сентябре 1921 года и успешно испытал первый жидкостный ракетный двигатель в ноябре 1923 года. [22] : 520 Он имел цилиндрическую камеру сгорания , в которой для смешивания и распыления жидкого кислорода и бензина использовались встречные струи . [22] : 499–500
В 1924–25 годах у Годдарда возникли проблемы с разработкой поршневого насоса высокого давления для подачи топлива в камеру сгорания. Он хотел расширить масштаб экспериментов, но его финансирование не позволяло такого роста. Он решил отказаться от насосов и использовать систему подачи топлива под давлением, прикладывая давление к топливному баку из бака с инертным газом , — эта технология используется и сегодня. Жидкий кислород, часть которого испарялась, обеспечивал собственное давление.
6 декабря 1925 года он испытал более простую систему подачи под давлением. Он провел статические испытания на огневом стенде в физической лаборатории Университета Кларка. Двигатель успешно поднял собственный вес в 27-секундном испытании в статической стойке. Это был крупный успех для Годдарда, доказавший, что ракета на жидком топливе возможна. [16] : 140 Испытание приблизило Годдарда на важный шаг к запуску ракеты с жидким топливом.
Годдард провел дополнительное испытание в декабре, а затем еще два в январе 1926 года. После этого он начал подготовку к возможному запуску ракетной системы.
Годдард запустил первую в мире ракету на жидком топливе ( бензин и жидкий кислород ) 16 марта 1926 года в Оберне, штат Массачусетс . На запуске присутствовали его бригадир Генри Сакс, Эстер Годдард и Перси Руп, который был доцентом Кларка на кафедре физики. Запись в дневнике Годдарда об этом событии примечательна своей сдержанностью:
16 марта. Утром отправился в Оберн с С[аксом]. Э[стер] и г-н Руп вышли в 13:00. Испытал ракету в 14:30. Она поднялась на 41 фут и пролетела 184 фута за 2,5 секунды после того, как сгорела нижняя половина сопла. Привез материалы в лабораторию. ... [16] : 143
Запись в его дневнике на следующий день гласила:
17 марта 1926 года. Первый полет ракеты с использованием жидкого топлива был совершен вчера на ферме тети Эффи в Оберне. ... Несмотря на то, что спуск был нажат, ракета сначала не поднялась, но вырвалось пламя, и раздался ровный рев. Через несколько секунд она поднялась, медленно, пока не пролетела мимо рамы, а затем со скоростью экспресса, повернув влево и ударившись о лед и снег, все еще двигаясь с большой скоростью. [16] : 143
Ракета, которая позже была названа «Нелл», поднялась всего на 41 фут (12,5 метра) во время 2,5-секундного полета, который закончился в 184 футах (56 метрах) на капустном поле, [61] но это была важная демонстрация того, что жидкое топливо и окислители являются возможными пропеллентами для более крупных ракет. Стартовая площадка теперь является Национальным историческим памятником , местом запуска ракет Годдарда .
Зрителям, знакомым с более современными конструкциями ракет, может быть трудно отличить ракету от ее пускового аппарата на известной картине «Нелл». Полная ракета значительно выше, чем Годдард, но не включает в себя пирамидальную опорную конструкцию, которую он держит. Камера сгорания ракеты — это небольшой цилиндр наверху; сопло видно под ним. Топливный бак, который также является частью ракеты, — это больший цилиндр напротив туловища Годдарда. Топливный бак находится прямо под соплом и защищен от выхлопа двигателя асбестовым конусом . Алюминиевые трубки, обернутые асбестом, соединяют двигатель с баками, обеспечивая как поддержку, так и транспортировку топлива. [62] Эта компоновка больше не используется, поскольку эксперимент показал, что она не более устойчива, чем размещение камеры сгорания и сопла у основания. К маю, после ряда модификаций для упрощения сантехники, камера сгорания и сопло были размещены в теперь уже классическом положении, в нижнем конце ракеты. [63] : 259
Годдард рано определил, что одних только плавников недостаточно для стабилизации ракеты в полете и удержания ее на желаемой траектории перед лицом ветров на высоте и других возмущающих сил. Он добавил подвижные лопасти в выхлопной трубе, управляемые гироскопом, для управления и направления своей ракеты. (Немцы использовали эту технику в своем V-2.) Он также представил более эффективный поворотный двигатель в нескольких ракетах, в основном метод, используемый для управления большими жидкостными ракетами и пусковыми установками сегодня. [63] : 263–6
После запуска одной из ракет Годдарда в июле 1929 года, снова привлекшей внимание газет, [64] Чарльз Линдберг узнал о его работе из статьи в New York Times . В то время Линдберг начал задаваться вопросом, что станет с авиацией (даже космическими полетами) в далеком будущем, и остановился на реактивном движении и ракетном полете как на вероятном следующем шаге. После проверки в Массачусетском технологическом институте (MIT) и получения заверений, что Годдард был добросовестным физиком, а не сумасшедшим, он позвонил Годдарду в ноябре 1929 года. [21] : 141 Вскоре после этого Годдард встретился с летчиком в его офисе в Университете Кларка. [65] После встречи с Годдардом Линдберг был немедленно впечатлен его исследованиями, а Годдард был также впечатлен интересом летчика. Он открыто обсуждал свою работу с Линдбергом, образовав союз, который продлился до конца его жизни. Хотя Годдард уже давно не хотел делиться своими идеями, он проявил полную открытость с теми немногими, кто разделял его мечту и кому, как он чувствовал, он мог доверять. [65]
К концу 1929 года Годдард привлекал дополнительную известность с каждым запуском ракеты. Ему становилось все труднее проводить свои исследования без нежелательных отвлекающих факторов. Линдберг обсуждал поиск дополнительного финансирования для работы Годдарда и дал свое знаменитое имя работе Годдарда. В 1930 году Линдберг сделал несколько предложений промышленности и частным инвесторам о финансировании, которое оказалось практически невозможным после недавнего краха фондового рынка США в октябре 1929 года. [65]
Весной 1930 года Линдберг наконец нашел союзника в семье Гуггенхаймов . Финансист Дэниел Гуггенхайм согласился финансировать исследования Годдарда в течение следующих четырех лет на общую сумму 100 000 долларов (~2,2 миллиона долларов сегодня). Семья Гуггенхаймов, особенно Гарри Гуггенхайм , продолжала поддерживать работу Годдарда в последующие годы. Вскоре Годдарды переехали в Розуэлл, штат Нью-Мексико [65]
Из-за военного потенциала ракеты Годдард, Линдберг, Гарри Гуггенхайм, Смитсоновский институт и другие пытались в 1940 году, до того, как США вступили во Вторую мировую войну, убедить армию и флот в ее ценности. Услуги Годдарда были предложены, но поначалу интереса не было. Два молодых, изобретательных офицера в конечном итоге получили услуги, чтобы попытаться заключить контракт с Годдардом как раз перед войной. Флот опередил армию и обеспечил его услугами по созданию жидкотопливных ракетных двигателей с переменной тягой для взлета с помощью реактивных двигателей (JATO) самолетов. [16] : 293–297 Эти ракетные двигатели были предшественниками более крупных дросселируемых ракетных двигателей для самолетов, которые помогли запустить космическую эру. [66]
Астронавт Базз Олдрин писал, что его отец, Эдвин Олдрин-старший, «был одним из первых сторонников Роберта Годдарда». Старший Олдрин был студентом физики у Годдарда в Кларке и работал с Линдбергом, чтобы получить помощь от Гуггенхаймов. Базз считал, что если бы Годдард получил военную поддержку, как команда Вернера фон Брауна в Германии, американская ракетная техника развивалась бы гораздо быстрее во Второй мировой войне. [67]
До Второй мировой войны в Соединенных Штатах отсутствовало видение и серьезный интерес к потенциалу ракетной техники, особенно в Вашингтоне . Хотя Бюро погоды с 1929 года интересовалось ракетой Годдарда для исследования атмосферы, Бюро не могло обеспечить государственное финансирование. [22] : 719, 746 В период между мировыми войнами Фонд Гуггенхайма был основным источником финансирования исследований Годдарда. [68] : 46, 59, 60 По словам историка аэрокосмической отрасли Юджина Эмма , жидкотопливная ракета Годдарда была проигнорирована его страной, но была замечена и развита другими странами, особенно немцами. [42] : 63 В 1923 году Годдард проявил замечательное провидение в письме в Смитсоновский институт. Он знал, что немцы очень интересуются ракетной техникой, и сказал, что «не удивится, если исследования станут чем-то вроде гонки», и он задавался вопросом, как скоро европейские «теоретики» начнут строить ракеты. [16] : 136 В 1936 году военный атташе США в Берлине попросил Чарльза Линдберга посетить Германию и узнать, что он мог, об их прогрессе в авиации. Хотя Люфтваффе показали ему свои заводы и открыто говорили о своей растущей военной мощи, они молчали о ракетной технике. Когда Линдберг рассказал Годдарду об этом поведении, Годдард сказал: «Да, у них должны быть планы на ракету. Когда же наши люди в Вашингтоне прислушаются к голосу разума?» [16] : 272
Большинство крупнейших университетов США также не спешили осознавать потенциал ракетной техники. Незадолго до Второй мировой войны глава отделения аэронавтики в MIT на встрече, проведенной Корпусом армейской авиации для обсуждения финансирования проекта, сказал, что Калифорнийский технологический институт (Caltech) «может взять на себя работу Бака Роджерса [исследование ракет]». [69] В 1941 году Годдард попытался нанять инженера для своей команды из MIT, но не смог найти ни одного заинтересованного. [16] : 326 Были некоторые исключения: MIT, по крайней мере, преподавал основы ракетной техники, [16] : 264 и Caltech имел курсы по ракетной технике и аэродинамике. После войны Джером Хансакер из MIT, изучив патенты Годдарда, заявил, что «Каждая летающая ракета на жидком топливе — это ракета Годдарда». [16] : 363
Находясь в Розуэлле, Годдард все еще возглавлял физический факультет в Университете Кларка, и Кларк позволил ему посвятить большую часть своего времени ракетным исследованиям. Аналогичным образом, Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе (UCLA) разрешил астроному Сэмюэлю Херрику продолжить исследования в области управления и контроля космических аппаратов, а вскоре после войны — преподавать курсы по управлению космическими аппаратами и определению орбиты. Херрик начал переписываться с Годдардом в 1931 году и спросил, стоит ли ему работать в этой новой области, которую он назвал астродинамикой . Херрик сказал, что у Годдарда было видение, чтобы консультировать и поощрять его в использовании небесной механики «для предвосхищения основной проблемы космической навигации». Работа Херрика внесла существенный вклад в готовность Америки управлять полетами спутников Земли и отправлять людей на Луну и обратно. [70]
С новой финансовой поддержкой Годдард в конце концов переехал на испытательный полигон Иден-Вэлли в Розуэлле, штат Нью-Мексико , летом 1930 года, [59] : 46 где он работал со своей командой техников в почти полной изоляции и относительной секретности в течение многих лет. Он консультировался с метеорологом относительно лучшего места для своей работы, и Розуэлл показался ему идеальным. Здесь они не будут подвергать никого опасности, их не будут беспокоить любопытные и они будут находиться в более умеренном климате (что также было лучше для здоровья Годдарда). [16] : 177 Местные жители ценили личную конфиденциальность, знали, что Годдард желает своего, и когда путешественники спрашивали, где находятся объекты Годдарда, их, скорее всего, неправильно направляли. [16] : 261
К сентябрю 1931 года его ракеты приобрели привычный вид гладкого корпуса с хвостовыми плавниками. Он начал экспериментировать с гироскопическим наведением и провел летные испытания такой системы в апреле 1932 года. Гироскоп, установленный на карданном подвесе, управлял электрически управляемыми рулевыми лопатками в выхлопной трубе, подобно системе, использовавшейся в немецком V-2 более 10 лет спустя. Хотя ракета разбилась после короткого подъема, система наведения работала, и Годдард посчитал испытание успешным. [16] : 193–5
Временная потеря финансирования от Гуггенхаймов в результате депрессии вынудила Годдарда весной 1932 года вернуться к своим ненавистным профессорским обязанностям в Университете Кларка. [71] Он оставался в университете до осени 1934 года, когда финансирование возобновилось. [72] Из-за смерти старшего Дэниела Гуггенхайма управление финансированием взял на себя его сын Гарри Гуггенхайм. [72] По возвращении в Розуэлл он начал работу над своей серией ракет A, длиной от 4 до 4,5 метров, работающих на бензине и жидком кислороде под давлением азота. Гироскопическая система управления была размещена в середине ракеты, между топливными баками. [5] : xv, 15–46
A-4 использовал более простую маятниковую систему для наведения, пока ремонтировалась гироскопическая система. 8 марта 1935 года он поднялся на высоту 1000 футов, затем повернул против ветра и, как сообщил Годдард, «проревел в мощном снижении через прерию, на скорости, близкой или равной скорости звука». 28 марта 1935 года A-5 успешно взлетел вертикально на высоту (0,91 мили; 4800 футов), используя его гироскопическую систему наведения. Затем он развернулся на почти горизонтальную траекторию, пролетел 13 000 футов и достиг максимальной скорости 550 миль в час. Годдард был в восторге, потому что система наведения так хорошо удерживала ракету на вертикальной траектории. [16] : 208 [22] : 978–9
В 1936–1939 годах Годдард начал работу над ракетами серий K и L, которые были намного массивнее и были предназначены для достижения очень большой высоты. Серия K состояла из статических стендовых испытаний более мощного двигателя, достигшего тяги 624 фунта в феврале 1936 года. [68] Эта работа была осложнена проблемами с прогоранием камеры. В 1923 году Годдард построил двигатель с регенеративным охлаждением , который циркулировал жидкий кислород вокруг внешней стороны камеры сгорания, но он посчитал эту идею слишком сложной. Затем он использовал метод охлаждения завесой, который включал распыление избытка бензина, который испарялся вокруг внутренней стенки камеры сгорания, но эта схема не работала хорошо, и более крупные ракеты потерпели неудачу. Годдард вернулся к меньшей конструкции, и его L-13 достигла высоты 2,7 километра (1,7 мили; 8900 футов), самой высокой из всех его ракет. Вес был снижен за счет использования тонкостенных топливных баков, обмотанных высокопрочной проволокой. [5] : 71–148
Годдард экспериментировал со многими особенностями современных больших ракет, такими как несколько камер сгорания и сопел. В ноябре 1936 года он запустил первую в мире ракету (L-7) с несколькими камерами, надеясь увеличить тягу без увеличения размера одной камеры. Она имела четыре камеры сгорания, достигала высоты 200 футов и корректировала свою вертикальную траекторию с помощью лопастей струи, пока одна камера не сгорала. Этот полет продемонстрировал, что ракета с несколькими камерами сгорания может летать стабильно и легко управляться. [5] : 96 В июле 1937 года он заменил направляющие лопатки подвижной хвостовой частью, содержащей одну камеру сгорания, как будто на карданном подвесе ( управление вектором тяги ). Полет был на небольшой высоте, но большое возмущение, вероятно, вызванное изменением скорости ветра, было исправлено обратно на вертикальное. В августовском испытании траектория полета была скорректирована семь раз подвижным хвостом и была запечатлена на пленку миссис Годдард. [5] : 113–116
С 1940 по 1941 год Годдард работал над серией ракет P, в которых использовались турбонасосы (также работавшие на бензине и жидком кислороде). Легкие насосы создавали более высокое давление топлива, что позволяло использовать более мощный двигатель (большую тягу) и более легкую конструкцию (более легкие баки и отсутствие бака наддува), но два запуска закончились авариями после достижения высоты всего в несколько сотен футов. Однако турбонасосы работали хорошо, и Годдард был доволен. [5] : 187–215
Когда Годдард упомянул о необходимости турбонасосов, Гарри Гуггенхайм предложил ему связаться с производителями насосов, чтобы они помогли ему. Никто не проявил интереса, поскольку стоимость разработки этих миниатюрных насосов была непомерно высокой. Поэтому команда Годдарда была предоставлена сама себе и с сентября 1938 года по июнь 1940 года проектировала и испытывала небольшие турбонасосы и газогенераторы для работы турбин. Эстер позже сказала, что испытания насосов были «самой сложной и обескураживающей фазой исследования». [16] : 274–5
Годдард смог провести летные испытания многих своих ракет, но многие из них закончились тем, что непосвященные назвали бы неудачами, обычно из-за неисправности двигателя или потери управления. Однако Годдард не считал их неудачами, поскольку чувствовал, что всегда чему-то учился в ходе испытаний. [59] : 45 Большая часть его работы включала статические испытания, которые сегодня являются стандартной процедурой перед летными испытаниями. Он написал корреспонденту: «Непросто отличить неудачные эксперименты от успешных. ... [Большинство] работ, которые в конечном итоге оказываются успешными, являются результатом серии неудачных испытаний, в которых трудности постепенно устраняются». [16] : 274
Джимми Дулиттл был представлен в области космической науки на раннем этапе ее истории. Он вспоминает в своей автобиографии: «Я заинтересовался разработкой ракет в 1930-х годах, когда встретил Роберта Х. Годдарда, который заложил основу. ... Работая с Shell Oil, я работал с ним над разработкой типа топлива. ... » [73] Гарри Гуггенхайм и Чарльз Линдберг организовали для (тогдашнего майора) Дулиттла обсуждение с Годдардом специальной смеси бензина. Дулиттл сам полетел в Розуэлл в октябре 1938 года и был осмотрен в мастерской Годдарда и прошёл «краткий курс» по ракетостроению. Затем он написал меморандум, включавший довольно подробное описание ракеты Годдарда. В заключение он сказал: «межпланетные перевозки, вероятно, являются мечтой очень далекого будущего, но с Луной всего в четверти миллиона миль — кто знает!» В июле 1941 года он написал Годдарду, что он все еще заинтересован в своих исследованиях в области ракетного движения. Армия в тот момент интересовалась только JATO. Однако Дулиттл и Линдберг были обеспокоены состоянием ракетной техники в США, и Дулиттл оставался в контакте с Годдардом. [22] : 1208–16, 1334, 1443
Вскоре после Второй мировой войны Дулиттл выступил с речью о Годдарде на конференции Американского ракетного общества (ARS), на которой присутствовало большое количество людей, заинтересованных в ракетной технике. Позже он заявил, что в то время «мы [в области аэронавтики] не придавали большого значения огромному потенциалу ракетной техники». [74] В 1956 году он был назначен председателем Национального консультативного комитета по аэронавтике (NACA), поскольку предыдущий председатель, Джером К. Хансейкер , считал, что Дулиттл более других симпатизировал ракетам, которые приобретали все большее значение как научный инструмент, а также как оружие. [73] : 516 Дулиттл сыграл важную роль в успешном переходе NACA в Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) в 1958 году. [75] Ему предложили должность первого администратора NASA, но он отказался. [74]
В период с 1926 по 1941 год было запущено 35 ракет: [3]
Как инструмент для достижения экстремальных высот, ракеты Годдарда не были очень успешными; они не достигли высоты более 2,7 км в 1937 году, в то время как зонд на воздушном шаре уже достиг 35 км в 1921 году. [22] : 456 Напротив, немецкие ученые-ракетчики достигли высоты 2,4 км с ракетой А-2 в 1934 году, [33] : 138 8 км к 1939 году с А-5, [76] : 39 и 176 км в 1942 году с А-4 ( Фау-2 ), запущенной вертикально, достигшей внешних границ атмосферы и выведенной в космос. [77] : 221
Темпы Годдарда были медленнее, чем у немцев, потому что у него не было тех ресурсов, которые были у них. Просто достижение больших высот не было его главной целью; он пытался, используя методичный подход, усовершенствовать свой жидкостный двигатель и подсистемы, такие как наведение и управление, чтобы его ракета могла в конечном итоге достичь больших высот, не кувыркаясь в разреженной атмосфере, обеспечивая устойчивое транспортное средство для экспериментов, которые она в конечном итоге будет проводить. Он построил необходимые турбонасосы и был на грани создания более крупных, легких и надежных ракет для достижения экстремальных высот с научными приборами, когда вмешалась Вторая мировая война и изменила ход американской истории. Он надеялся вернуться к своим экспериментам в Розуэлле после войны. [16] : 206, 230, 330–1 [22] : 923–4
Хотя к концу периода Розуэлла большая часть его технологий была независимо воспроизведена другими, он внес новые разработки в ракетную технику, которые использовались в этом новом начинании: легкие турбонасосы, двигатель с переменной тягой (в США), двигатель с несколькими камерами сгорания и соплами, а также завесное охлаждение камеры сгорания.
Хотя Годдард и привлек внимание армии США к своей работе в области ракетостроения , между мировыми войнами он получил отпор, поскольку армия в значительной степени не смогла понять военное применение больших ракет и заявила, что у нее нет денег на новое экспериментальное оружие. [16] : 297 Немецкая военная разведка, напротив, обратила внимание на работу Годдарда. Годдарды заметили, что часть почты была вскрыта, а некоторые отправленные отчеты пропали. Аккредитованный военный атташе в США Фридрих фон Беттихер отправил четырехстраничный отчет в Абвер в 1936 году, а шпион Густав Геллих отправил смесь фактов и выдуманной информации, утверждая, что посетил Розуэлл и был свидетелем запуска. Абвер был очень заинтересован и ответил еще несколькими вопросами о работе Годдарда. [78] : 77 [21] : 227–8 Отчеты Гюллиха включали информацию о топливных смесях и важной концепции охлаждения с помощью топливной завесы, [79] : 39–41 но впоследствии немцы получили очень мало информации о Годдарде.
У Советского Союза была шпионка в Бюро аэронавтики ВМС США. В 1935 году она передала им отчет, который Годдард написал для ВМС в 1933 году. Он содержал результаты испытаний и полетов, а также предложения по военному использованию его ракет. Советы посчитали это очень ценной информацией. Он содержал мало подробностей о конструкции, но давал им направление и знания о прогрессе Годдарда. [80] : 386–7
Лейтенант ВМС Чарльз Ф. Фишер, который ранее посетил Годдарда в Розуэлле и завоевал его доверие, считал, что Годдард делает ценную работу, и смог убедить Бюро аэронавтики в сентябре 1941 года, что Годдард может построить желаемый ВМС блок JATO. Еще находясь в Розуэлле и до вступления в силу контракта ВМС, Годдард в сентябре начал применять свою технологию для создания двигателя переменной тяги, который можно было бы прикрепить к гидросамолетам PBY . К маю 1942 года у него был блок, который мог удовлетворить требования ВМС и мог запускать тяжело загруженные самолеты с короткой взлетно-посадочной полосы. В феврале он получил часть PBY с пулевыми отверстиями, очевидно, полученными во время атаки на Перл-Харбор . Годдард написал Гуггенхайму, что «я не могу придумать ничего, что дало бы мне большее удовлетворение, чем возможность внести вклад в неизбежное возмездие». [16] : 322, 328–9, 331, 335, 337
В апреле Фишер уведомил Годдарда, что ВМС хотят проводить все свои ракетные работы на Инженерной экспериментальной станции в Аннаполисе. Эстер, обеспокоенная тем, что переезд в климат Мэриленда приведет к более быстрому ухудшению здоровья Роберта, возразила. Но патриотичный Годдард ответил: «Эстер, разве ты не знаешь, что идет война?» Фишер также усомнился в этом переезде, поскольку Годдард мог бы работать так же хорошо в Розуэлле. Годдард просто ответил: «Мне было интересно, когда ты меня попросишь». Фишер хотел предложить ему что-то большее — ракету большой дальности — но JATO — это все, на что он мог рассчитывать, надеясь на более масштабный проект позже. [16] : 338, 9 По словам разочарованного Годдарда, это был случай квадратного колышка в круглом отверстии. [21] : 209
Годдард и его команда уже месяц находились в Аннаполисе и испытывали свой двигатель JATO с постоянной тягой, когда он получил телеграмму ВМС, пересланную из Розуэлла, с приказом прибыть в Аннаполис. Лейтенант Фишер запросил экстренную попытку. К августу его двигатель выдавал 800 фунтов тяги в течение 20 секунд, и Фишер с нетерпением ждал возможности испытать его на PBY. На шестом испытательном запуске, после устранения всех ошибок, PBY, пилотируемый Фишером, был поднят в воздух с реки Северн. Фишер приземлился и приготовился к новому запуску. Годдард хотел проверить установку, но радиосвязь с PBY была потеряна. На седьмой попытке двигатель загорелся. Самолет находился на высоте 150 футов, когда полет был прерван. Поскольку Годдард установил предохранительное устройство в последнюю минуту, взрыва не произошло, и никто не погиб. Причиной проблемы стали поспешная установка и грубое обращение. Более дешевые и безопасные двигатели JATO на твердом топливе в конечном итоге были выбраны вооруженными силами. Позже один инженер сказал: «Поместить ракету [Годдарда] на гидросамолет было все равно, что привязать орла к плугу». [16] : 344–50
Первый биограф Годдарда Милтон Леман отмечает:
В 1942 году, в ходе краховой попытки усовершенствовать ускоритель самолета, ВМС начали изучать свой путь в ракетостроении. В аналогичных усилиях армейский воздушный корпус также исследовал эту область [с GALCIT ]. По сравнению с масштабной программой Германии, эти начинания были небольшими, но необходимыми для последующего прогресса. Они помогли создать ядро обученных американских ракетных инженеров, первых из нового поколения, которые последовали за профессором в космическую эпоху. [16] : 350
В августе 1943 года президент Этвуд в Кларке написал Годдарду, что университет теряет исполняющего обязанности главы физического факультета, берет на себя «чрезвычайную работу» для армии, и он должен «явиться на службу или объявить должность вакантной». Годдард ответил, что, по его мнению, он нужен флоту, приближается к пенсионному возрасту и не может читать лекции из-за проблем с горлом, которые не позволяли ему говорить громче шепота. Он с сожалением ушел с поста профессора физики и выразил свою глубочайшую признательность за все, что Этвуд и попечители сделали для него и косвенно для военных усилий. [22] : 1509–11 В июне он отправился к специалисту по горлу в Балтиморе, который порекомендовал ему вообще не разговаривать, чтобы дать горлу отдохнуть. [22] : 1503
Станция под командованием лейтенанта-коммандера Роберта Труакса в 1942 году разрабатывала еще один двигатель JATO, который использовал гиперголические топлива , что исключало необходимость в системе зажигания. Химик-энсин Рэй Стифф в феврале обнаружил в литературе, что анилин и азотная кислота немедленно яростно воспламеняются при смешивании. [22] : 1488 [33] : 172 Команда Годдарда построила насосы для анилинового топлива и окислителя азотной кислоты и приняла участие в статических испытаниях. [22] : 1520, 1531 Военно-морской флот доставил насосы компании Reaction Motors (RMI) для использования в разработке газогенератора для турбин насосов. Годдард отправился в RMI, чтобы наблюдать за испытаниями насосной системы и пообедать с инженерами RMI. [22] : 1583 (RMI была первой фирмой, созданной для создания ракетных двигателей, и построила двигатели для ракетоплана Bell X-1 [10] : 1 и Viking (ракета) . [10] : 169 RMI предложила Годдарду одну пятую часть акций компании и партнерство после войны. [22] : 1583 ) Годдард отправился с военно-морскими людьми в декабре 1944 года, чтобы обсудить с RMI разделение труда, и его команда должна была предоставить систему насосов топлива для перехватчика с ракетным двигателем, поскольку у них было больше опыта в работе с насосами. [10] : 100 Он консультировался с RMI с 1942 по 1945 год. [63] : 311 Хотя ранее они были конкурентами, у Годдарда были хорошие рабочие отношения с RMI, по словам историка Фрэнка Х. Винтера. [81]
Военно-морской флот поручил Годдарду построить насосную систему для использования в Калтехе с кислотно-анилиновыми пропеллентами. Команда построила двигатель тяги 3000 фунтов, используя кластер из четырех двигателей тяги 750 фунтов. [22] : 1574, 1592 Они также разработали 750-фунтовые двигатели для управляемой ракеты-перехватчика Gorgon ВМС (экспериментальный проект Gorgon ). Годдард продолжил разработку двигателя переменной тяги с бензином и жидким кислородом из-за опасностей, связанных с гиперголиками. [22] : 1592 [16] : 355, 371
Несмотря на усилия Годдарда убедить ВМС, что жидкотопливные ракеты имеют больший потенциал, он сказал, что ВМС не заинтересованы в ракетах большой дальности. [22] : 1554 Однако ВМС попросили его усовершенствовать дроссельный двигатель JATO. Годдард внес улучшения в двигатель, и в ноябре он был продемонстрирован ВМС и некоторым официальным лицам из Вашингтона. Фишер пригласил зрителей поработать с органами управления; двигатель вылетел над Северном на полном газу без колебаний, работал на холостом ходу и снова ревел на разных уровнях тяги. Испытание прошло идеально, превзойдя требования ВМС. Устройство можно было остановить и перезапустить, и оно производило среднюю тягу в 600 фунтов в течение 15 секунд и полную тягу в 1000 фунтов в течение более 15 секунд. Командующий ВМС прокомментировал, что «это было похоже на Тора, играющего с молниями». Годдард создал необходимую систему управления движением ракетного самолета. Годдарды отпраздновали это событие, посетив футбольный матч между армией и флотом и коктейльную вечеринку Фишеров. [22] : 350–1
Этот двигатель стал основой двухкамерного двигателя Curtiss-Wright XLR25-CW-1 с переменной тягой и массой 15 000 фунтов, который устанавливался на исследовательский ракетный самолет Bell X-2 . После Второй мировой войны команда Годдарда и некоторые патенты перешли в корпорацию Curtiss-Wright . «Хотя его смерть в августе 1945 года помешала ему принять участие в фактической разработке этого двигателя, он был прямым потомком его конструкции». [22] : 1606 Университет Кларка и Фонд Гуггенхайма получили гонорары за использование патентов. [82] В сентябре 1956 года X-2 стал первым самолетом, достигшим высоты 126 000 футов, и в своем последнем полете превысил скорость 3 Маха (3,2), прежде чем потерял управление и потерпел крушение. Программа X-2 продвинула технологии в таких областях, как стальные сплавы и аэродинамика при высоких числах Маха. [83]
Разве вы не знаете о своем пионере ракетостроения? Доктор Годдард опередил нас всех.
– Вернер фон Браун , когда его спросили о его работе после Второй мировой войны [43]
Весной 1945 года Годдард увидел захваченную немецкую баллистическую ракету V-2 в военно-морской лаборатории в Аннаполисе, штат Мэриленд, где он работал по контракту. Незапущенная ракета была захвачена армией США на заводе Mittelwerk в горах Гарц в Германии, и образцы начали отправляться Special Mission V-2 22 мая 1945 года. [76]
После тщательного осмотра Годдард убедился, что немцы «украли» его работу. Хотя детали конструкции не были точно такими же, базовая конструкция V-2 была похожа на одну из ракет Годдарда. Однако V-2 была технически намного более продвинутой, чем самая успешная из ракет, спроектированных и испытанных Годдардом. Ракетная группа Пенемюнде под руководством Вернера фон Брауна, возможно, извлекла выгоду из контактов до 1939 года в ограниченной степени, [16] : 387–8 , но также начала с работы своего собственного пионера космоса Германа Оберта ; они также имели преимущество в виде интенсивного государственного финансирования, крупномасштабных производственных мощностей (с использованием рабского труда) и повторных летных испытаний, которые позволили им усовершенствовать свои конструкции. Оберт был теоретиком космических полетов и никогда не строил ракеты, но он испытывал небольшие камеры тяги на жидком топливе в 1929–30 годах, которые не были достижениями в «современном состоянии техники». [63] : 273, 275 В 1922 году Оберт попросил у Годдарда копию своей статьи 1919 года и получил ее, хотя Годдард с недоверием относился к милитаристским немцам. [21] : 96 Позже Оберт ошибочно полагал, что Годдарду не хватало дальновидности, что его интересовало только изучение атмосферы, и он не понимал будущего ракетной техники для исследования космоса.
Тем не менее, в 1963 году фон Браун, размышляя об истории ракетной техники, сказал о Годдарде: «Его ракеты... могли быть довольно грубыми по современным стандартам, но они проложили путь и включили в себя многие особенности, используемые в наших самых современных ракетах и космических аппаратах». [84] Однажды он вспоминал, что «эксперименты Годдарда с жидким топливом сэкономили нам годы работы и позволили нам усовершенствовать V-2 на годы раньше, чем это стало бы возможным». [85] После Второй мировой войны фон Браун просмотрел патенты Годдарда и счел, что они содержат достаточно технической информации для создания большой ракеты. [86]
Три особенности, разработанные Годдардом, появились в V-2: (1) турбонасосы использовались для впрыска топлива в камеру сгорания; (2) гироскопически управляемые лопатки в сопле стабилизировали ракету до тех пор, пока внешние лопатки в воздухе не могли сделать это; и (3) избыточный спирт подавался вокруг стенок камеры сгорания, так что слой испаряющегося газа защищал стенки двигателя от тепла сгорания. [87]
Немцы следили за успехами Годдарда до войны и убедились, что большие жидкотопливные ракеты осуществимы. Генерал Вальтер Дорнбергер , руководитель проекта V-2, использовал идею о том, что они соревнуются с США и что Годдард «исчез» (чтобы работать с ВМС), как способ убедить Гитлера повысить приоритет V-2.
Годдард избегал делиться подробностями своей работы с другими учеными и предпочитал работать в одиночку со своими техниками. [88] Фрэнк Малина , который тогда изучал ракетную технику в Калифорнийском технологическом институте , посетил Годдарда в августе 1936 года. Годдард не решался обсуждать какие-либо свои исследования, кроме тех, которые уже были опубликованы в Liquid-Propellant Rocket Development . Теодор фон Карман , наставник Малины в то время, был недоволен отношением Годдарда и позже писал: «Естественно, мы в Калтехе хотели получить от Годдарда как можно больше информации для нашей общей выгоды. Но Годдард верил в секретность. ... Проблема с секретностью в том, что можно легко пойти в неправильном направлении и никогда об этом не узнать». [89] : 90 Однако ранее фон Карман сказал, что Малина был «крайне воодушевлен» после его визита и что Калтех внес изменения в свою жидкостную ракету, основываясь на работе и патентах Годдарда. Малина запомнил его визит как дружественный и что он увидел все, за исключением нескольких компонентов, в магазине Годдарда. [21] : 178
Опасения Годдарда по поводу секретности привели к критике за неспособность сотрудничать с другими учеными и инженерами. В то время его подход заключался в том, что независимое развитие его идей без вмешательства принесет более быстрые результаты, даже если он получит меньшую техническую поддержку. Джордж Саттон, который стал ученым-ракетчиком, работая с командой фон Брауна в конце 1940-х годов, сказал, что он и его коллеги не слышали о Годдарде или его вкладе и что они сэкономили бы время, если бы знали подробности его работы. Саттон признает, что это, возможно, была их вина, что они не искали патенты Годдарда и зависели от немецкой команды в плане знаний и руководства; он писал, что информация о патентах не была широко распространена в США в тот ранний период после Второй мировой войны, хотя у Германии и Советского Союза были копии некоторых из них. (Патентное ведомство не выдавало патенты на ракеты во время Второй мировой войны.) [63] Однако корпорация Aerojet Engineering, ответвление Авиационной лаборатории Гуггенхайма в Калифорнийском технологическом институте (GALCIT), в сентябре 1943 года подала две патентные заявки, ссылаясь на патент США 1 102 653 Годдарда на многоступенчатую ракету.
К 1939 году GALCIT фон Кармана получил финансирование от Корпуса армейской авиации на разработку ракет для помощи при взлете самолетов. Годдард узнал об этом в 1940 году и открыто выразил свое недовольство тем, что его кандидатуру не рассматривали. [89] Малина не мог понять, почему армия не организовала обмен информацией между Годдардом и Калтехом, поскольку оба института одновременно работали по государственному контракту. Годдард не думал, что сможет оказать Калтеху такую уж большую помощь, поскольку они проектировали ракетные двигатели в основном на твердом топливе, в то время как он использовал жидкое топливо.
Годдард был озабочен тем, чтобы избежать публичной критики и насмешек, с которыми он столкнулся в 1920-х годах, которые, как он считал, нанесли ущерб его профессиональной репутации. Он также не интересовался дискуссиями с людьми, которые разбирались в ракетной технике меньше, чем он сам, [16] : 171 чувствуя, что его время было крайне ограничено. [16] : 23 Здоровье Годдарда часто было плохим из-за его раннего приступа туберкулеза, и он не был уверен в том, сколько ему осталось жить. [16] : 65, 190 Поэтому он чувствовал, что у него нет времени на споры с другими учеными и прессой о своей новой области исследований или на помощь всем любителям ракетной техники, которые писали ему. [16] : 61, 71, 110–11, 114–15 В 1932 году Годдард писал Герберту Уэллсу:
Сколько еще лет я смогу работать над этой проблемой, я не знаю; надеюсь, пока я жив. Не может быть и речи о завершении, поскольку «стремление к звездам», как в прямом, так и в переносном смысле, является проблемой, которая занимает поколения, так что независимо от того, насколько далеко мы продвинулись, всегда есть волнение от того, что мы только начинаем. [19]
Годдард общался с профессиональными группами, публиковал статьи и доклады и патентовал свои идеи; но хотя он и обсуждал основные принципы, он не желал раскрывать детали своих проектов, пока не запустил ракеты на большие высоты и тем самым не доказал свою теорию. [16] : 115 Он был склонен избегать любого упоминания о космических полетах и говорил только о высотных исследованиях, поскольку считал, что другие ученые считали этот предмет ненаучным. [16] : 116 GALCIT видел проблемы Годдарда с рекламой и то, что слово «ракета» имело «настолько плохую репутацию», что они использовали слово «реактивный самолет» в названии JPL и связанной с ним корпорации Aerojet Engineering. [90]
Многие авторы, пишущие о Годдарде, упоминают его секретность, но пренебрегают ее причинами. Некоторые причины были отмечены выше. Большая часть его работы была для военных и была засекречена. [22] : 1541 В США до Второй мировой войны были некоторые, кто призывал к ракетам дальнего действия, и в 1939 году майор Джеймс Рэндольф написал «провокационную статью», отстаивая ракету дальностью 3000 миль. Годдард был «раздражен» несекретной статьей, поскольку он считал, что тема оружия должна «обсуждаться в строгой секретности». [91]
Однако склонность Годдарда к секретности не была абсолютной, и он не был полностью неспособным к сотрудничеству. В 1945 году GALCIT строил WAC Corporal для армии. Но у них возникли проблемы с производительностью их жидкостного ракетного двигателя (своевременное, плавное зажигание и взрывы). Фрэнк Малина отправился в Аннаполис в феврале и проконсультировался с Годдардом и Стиффом, и они пришли к решению проблемы (гиперголическое топливо: азотная кислота и анилин), что привело к успешному запуску высотной исследовательской ракеты в октябре 1945 года. [92]
Во время Первой и Второй мировых войн Годдард предлагал свои услуги, патенты и технологии военным и внес значительный вклад. Незадолго до Второй мировой войны несколько молодых офицеров армии и несколько высокопоставленных офицеров считали, что исследования Годдарда важны, но не смогли собрать средства на его работу. [93]
Ближе к концу своей жизни Годдард, понимая, что он больше не сможет добиться значительного прогресса в одиночку в своей области, присоединился к Американскому ракетному обществу и стал его директором. Он планировал работать в начинающей американской аэрокосмической промышленности (в компании Curtiss-Wright), взяв с собой большую часть своей команды. [16] : 382, 385
21 июня 1924 года Годдард женился на Эстер Кристин Киск (31 марта 1901 г. – 4 июня 1982 г.), [94] секретарше в офисе президента Университета Кларка, с которой он познакомился в 1919 году. Она увлеклась ракетостроением и сфотографировала некоторые из его работ, а также помогала ему в его экспериментах и работе с документами, включая бухгалтерский учет. Они любили ходить в кино в Розуэлле и участвовали в общественных организациях, таких как Rotary и Woman's Club. Он рисовал пейзажи Нью-Мексико, иногда с художником Питером Хердом , и играл на пианино. Она играла в бридж, пока он читал. Эстер сказала, что Роберт участвовал в жизни общества и охотно принимал приглашения выступить в церкви и группах по обслуживанию. У пары не было детей. После его смерти она разобралась с бумагами Годдарда и получила 131 дополнительный патент на его работу. [95]
Что касается религиозных взглядов Годдарда, то он был воспитан как епископал , хотя внешне не был религиозным. [96] Годдарды были связаны с епископальной церковью в Розуэлле, и он иногда ее посещал. Однажды он выступил перед молодежной группой о взаимоотношениях науки и религии. [16] : 224
Тяжелая болезнь Годдарда с туберкулезом ослабила его легкие, что повлияло на его способность работать, и это было одной из причин, по которой он любил работать в одиночку, чтобы избежать споров и конфронтации с другими и плодотворно использовать свое время. Он трудился с перспективой более короткой, чем обычно, продолжительности жизни. [16] : 190 После прибытия в Розуэлл Годдард подал заявление на страхование жизни, но когда врач компании осмотрел его, он сказал, что Годдарду место в постели в Швейцарии (где он мог получить наилучший уход). [16] : 183 Здоровье Годдарда стало еще больше ухудшаться после переезда во влажный климат Мэриленда для работы на флоте. В 1945 году у него диагностировали рак горла. Он продолжал работать, будучи в состоянии говорить только шепотом, пока не потребовалась операция, и он умер в августе того же года в Балтиморе, штат Мэриленд . [16] : 377, 395 [97] Он был похоронен на кладбище Хоуп в своем родном городе Вустер, штат Массачусетс. [98]
Годдард получил 214 патентов на свою работу, из которых 131 были выданы после его смерти. [99] Среди наиболее влиятельных патентов были:
Фонд Гуггенхайма и наследники Годдарда подали иск в 1951 году против правительства США за предшествующее нарушение трех патентов Годдарда. [99] В 1960 году стороны урегулировали иск, и вооруженные силы США и НАСА выплатили компенсацию в размере 1 миллиона долларов: половина компенсации досталась его жене Эстер. На тот момент это была самая крупная компенсация, когда-либо выплаченная правительством по патентному делу. [99] [16] : 404 Сумма компенсации превысила общую сумму всего финансирования, которое Годдард получил за свою работу за всю свою карьеру.
Washington, January 11, 1920. Announcement was authorized by the Smithsonian Institution tonight that Professor Robert H. Goddard of Clark College had invented and tested a new type of multiple-charge, high[-]efficiency rocket of entirely new design for exploring the unknown regions of the upper air.
As a method of sending a missile to the higher, and even highest, part of the earth's atmospheric envelope, Professor Goddard's multiple-charge rocket is a practicable, and therefore promising device.
As a method of sending a missile to the higher, and even highest, part of the earth's atmospheric envelope, Professor Goddard's multiple-charge rocket is a practicable, and therefore promising device.
Goddard was not personally religious; his most immediate and consistent motivation was a desire for recognition as the founding genius of rocket science.
Baltimore, August 10, 1945. Dr. Robert H. Goddard, internationally known pioneer in rocket propulsion and chief of Navy research on jet-propelled planes, died today at University Hospital.
