لقد مر قرن من الزمان منذ أن أطلقت رحلة صاروخية مدتها ثانيتان في ماساتشوستس ثورة وقود الصواريخ السائلة. روبرت هـ. جودارد (1882-1945)، الذي أشرف على الرحلة، يُعتبر على نطاق واسع أحد مؤسسي علم الصواريخ الحديث، إلى جانب هيرمان أوبرث في ألمانيا و كونستانتين تسيولكوفسكي في روسيا. قام جودارد بتصميم وبناء واختبار أول صاروخ يعمل بالوقود السائل، حيث تم إطلاقه قبل 100 عام في 16 مارس 1926.
وكما سنستكشف بمزيد من التفصيل لاحقًا، الكثير من أعمال جودارد صاروخ تم دعم العمل والترويج له (بما في ذلك لمدة أربعة عقود بعد وفاته) من قبل زوجته إستير – التي احتفظت بالسجلات، وأطفأت نيران الإطلاق الحرفية، واحتفظت بها بجد بعد مكتب براءات الاختراع لعشرات التسجيلات.
قالت إيرين جريجوري، أمينة الطيران والفضاء في متحف الطيران والفضاء الكندي في أوتاوا، لموقع Space.com: “مع هذه الرحلة الأولى – رغم أنها لم تكن مثيرة للإعجاب بالنسبة للكثير من الناس وفقًا لمعايير اليوم – فقد أثبتت فكرة أنه يمكنك التحكم في صاروخ يعمل بالطاقة السائلة”. “كان هذا بمثابة أرض الاختبار؛ كان من الممكن القيام بذلك. من الواضح أن هناك تعديلات يجب القيام بها، ولكن الحقيقة (كانت) أنه يمكن القيام بها.”
يستمر المقال أدناه
من الخيال العلمي إلى الواقع
استوحى جودارد إلهامه من الخيال العلمي، حيث قرأ هربرت جورج ويلز وجولز فيرن (من بين آخرين) أثناء نشأته في ورسستر بولاية ماساتشوستس. قال كيفن شندلر، المؤرخ ومسؤول المعلومات العامة في مرصد لويل في فلاجستاف بولاية أريزونا، لموقع Space.com عبر البريد الإلكتروني: “قصة جودارد هي قصة إلهام، وهي قصة سعي المرء بلا هوادة إلى تحقيق أحلامه وتحويلها إلى حقيقة”.
وأضاف شندلر، الذي نشر مؤخراً: “ثم، في سن السابعة عشرة، وبينما كان في شجرة كرز يقلم أغصانها، كان يعيش تجربة تشبه الحلم ألهمته لبقية حياته لتطوير وسيلة للسفر إلى الفضاء”.روبرت جودارد في ماساتشوستس” مع تشارلز سلاتكين (منشورات أركاديا، ٣ مارس ٢٠٢٦).
تم تنفيذ أعمال جودارد المبكرة في مجال الصواريخ المسحوقة بالتعاون مع جامعة كلارك، حيث حصل على درجتي الماجستير والدكتوراه. تم إطلاق أول صاروخ مسحوق له هناك على نفقته الخاصة في عام 1915، على الرغم من أنه تلقى في النهاية دعمًا ماليًا من مؤسسة سميثسونيان وجامعة كلارك، من بين آخرين، وتم نشر عمله في عام 1919.
أما بالنسبة لأبحاثه حول الصواريخ السائلة، فإن أحد أبرز تصميمات جودارد، والذي لا يزال يستخدم حتى اليوم، هو السماح للأكسجين السائل البارد جدًا بتبريد غرفة احتراق الصاروخ أثناء خروج الأكسجين من خزان الوقود. شهدت رحلته التاريخية عام 1926 في أوبورن بولاية ماساتشوستس صاروخًا يحتوي على أكسجين وبنزين سائل يطير على ارتفاع 41 قدمًا ويعود إلى الأرض في حوالي 2.5 ثانية.
تلقى جودارد بعد ذلك دعمًا ماليًا من الطيار تشارلز ليندبيرغ وعائلة غوغنهايم والجيش الأمريكي، وانتقل أيضًا إلى روزويل، نيو مكسيكو – حيث كانت ذات كثافة سكانية منخفضة في الثلاثينيات، وكان ذلك أفضل لرحلات الصواريخ. لقد أطلق أكثر من عشرين صاروخًا قبل وفاته بسرطان الحنجرة عام 1945، أي قبل 12 عامًا سبوتنيك كان أول قمر صناعي يصل إلى الفضاء، وليس من قبيل الصدفة، على صاروخ يعمل بالوقود السائل. تم ربط اسم جودارد لاحقًا باسم ناسا مركز جودارد لرحلات الفضاء في ولاية ماريلاند، من بين الأوسمة الأخرى.
صواريخ روبرت جودارد
بعض الابتكارات التي لاحظ جودارد أنها تشمل:
- استخدام الخيال العلمي والتجارب الفكرية: يرسم العديد من العلماء تصميماتهم من الخيال، وغالبًا ما تكون مستوحاة من الأشياء التي يقرؤونها أو من خلال اللعب بالفيزياء (أحيانًا عن طريق محاولة تحويل ما هو سخيف إلى واقع عملي). وبعبارة أخرى، أشار جريجوري إلى أن جودارد “كان متأثرًا حقًا بالخيال العلمي، لكنه كان يفكر في ذلك بطريقة علمية للغاية”. على سبيل المثال، استبعد جودارد بحلول عام 1908 طرق الإطلاق بما في ذلك “المغناطيسي، والذري، والمدفع، والحدافة، والوقود الصلب” المعهد الأمريكي للملاحة الجوية والفضائية (AIAA). وأشار. وأضاف جريجوري أن التخلص من فكرة المدفع (لأنه ينتج قوى جاذبية سخيفة على رواد الفضاء) كان جديرًا بالملاحظة بشكل خاص، لأنه اشتهر باستخدامه لإطلاق رواد فضاء إلى القمر في كتاب الخيال العلمي لجول فيرنيس عام 1865 “من الأرض إلى القمر”. — محك الخيال العلمي الرئيسي لجيل جودارد.
- تجربة استقرار الصاروخ: في أول رحلة صاروخية له بالوقود السائل، حاول جودارد وضع المحرك فوق خزانات الوقود والمؤكسد معتقدًا أن ذلك سيخلق المزيد من الاستقرار. وفقا لوكالة ناسا. بعد اختبارات الطيران، قام جودارد بنقل المحركات أسفل خزانات الوقود، مما “بسّط التصميم العام”، وبدلاً من ذلك أضاف دوارات متحركة إلى عادم المحرك والجيروسكوبات لتحقيق الاستقرار. وقال غريغوري: “لقد كان من أوائل الأشخاص الذين أخذوا الأفكار النظرية حول الصواريخ، وحولوها فعليًا إلى تجربة وطبقوا الأساليب العلمية والتجريب”. وأشارت إلى أن جودارد لم يكن ذلك فحسب، بل كان “منهجيًا جدًا في هذا الأمر، حيث وضع ذلك موضع التنفيذ”.
- تطوير مفهوم الصواريخ متعددة المراحل: يبدو الأمر بسيطًا وواضحًا اليوم، حيث إنه عنصر أساسي في صناعة الصواريخ، ولكن الصواريخ متعددة المراحل قد تم بحثها بشكل مكثف من قبل جودارد عندما كانت الفكرة جديدة. وقال شندلر: “شمل ذلك خزانات وقود متعددة وليس خزانًا واحدًا”. “نظرًا لاستنفاد الوقود في الخزان، سيتم التخلص منه، وبالتالي التخلص من صاروخ الدبابات الثقيلة ولكن الفارغة. وبالتالي، كان الصاروخ الأخف يحمل وزنًا أقل ويمكنه تحقيق رحلة أطول وأعلى.”
- تقنيات تبريد المحرك. وقال شندلر: “وجد جودارد أن غرف الاحتراق تميل إلى السخونة الزائدة والذوبان، لذلك طور عدة تقنيات لتبريد المحرك لمنع ذلك”. “الطريقة الأولى أطلق عليها اسم التبريد الستاري، والمعروفة أيضًا بنوع التبريد الغشائي، وتضمنت هذه التقنية رش الوقود – استخدم جودارد البنزين – على الجدران الداخلية للغرفة، وبالتالي خلق طبقة تبريد واقية تقلل من فرص ارتفاع درجة حرارة الغرفة. لم تكن هذه الطريقة موثوقة، وطور جودارد لاحقًا تقنية ثانية، تُعرف باسم التبريد المتجدد. وهذا يتضمن ضخ الوقود الدافع عبر تجاويف في جدران الغرفة قبل أن يدخل الغرفة. وهذا له نتيجة مزدوجة لتبريد جدران الغرفة. وبالتالي تقليل فرص ارتفاع درجة حرارة الجدران وذوبانها، مع التسخين المسبق للوقود، مما يؤدي إلى احتراق أكثر كفاءة.”
- آخر تجارب لإثبات التصميم: وقال شندلر إن ذلك شمل عروضًا توضيحية توضح أن الصاروخ سيعمل في الفراغ (1916) وإطلاق أول صاروخ بحمولة علمية (1929). شمل عمل جودارد أيضًا تحسين التوجيه والتحكم، وتطوير أنظمة تغذية الدفع: “في صواريخ جودارد المبكرة التي تعمل بالوقود السائل، قام بتغذية الوقود الدافع في غرفة الاحتراق بنظام تغذية بالضغط. وأجبر ضغط الغاز – في البداية، استخدم جودارد الأكسجين السائل – الوقود الدافع على الدخول إلى الغرفة. لاحقًا، عندما طور جودارد صواريخ أكبر، لم تتمكن هذه التقنية من توفير الضغط الكافي، لذلك قام بعد ذلك بتجربة صاروخ الطرد المركزي المضخات – التي سبقت المضخات التوربينية الضخمة الموجودة اليوم – والتي تستخدم الطاقة المولدة من قرص سريع الدوران لإجبار الوقود الدافع على الدخول إلى الغرفة.
تراث روبرت جودارد
تمكن جودارد من التغلب على العديد من العقبات في مسيرته، معظمها يتعلق بالتمويل ونقص المواد الصاروخية الحديثة التي اعتدنا عليها. كان يعمل في متجر صغير مع عدد قليل من الموظفين، حيث كان يقوم بمعظم التصميم ويختبر بنفسه. وقال شندلر: “لم يرغب جودارد عمومًا في التعاون مع أي شخص خارج دائرته الصغيرة. ولو فعل ذلك، لكان لديه إمكانية الوصول إلى أفكار ومواد ومرافق أخرى، والتي ربما كانت ستسرع من جهوده في تطوير الصواريخ”. ومع ذلك، فقد واجه جودارد السخرية بسبب بعض أفكاره المبكرة (أشهرها سخرت منها صحيفة نيويورك تايمز في افتتاحية عام 1920 تم التراجع عنها فقط خلال أبولو 11 في عام 1969)، وربما يكون ذلك قد لعب دورًا في قراره بالعمل بمفرده.
ونشأت عقبات فنية، غالبًا بسبب نقص المواد أو التكلفة. قال شندلر إن جودارد لم يستطع استخدام هياكل خفيفة الوزن، أو الوقود الدافع الذي يفضله (الهيدروجين السائل) بسبب توفره وتكلفته. كان من الصعب أيضًا هندسة مضخات الوقود، ويرجع ذلك في الغالب إلى مشكلة المواد (مرة أخرى). وقال شندلر: “غالباً ما تنفجر محركاته أو تحترق بسبب الاحتراق غير المتساوي”.
ومع ذلك، أشاد شندلر بابتكار جودارد، الذي لا يزال يستخدم حتى اليوم: “لقد أخذ المهندسون أفكاره، كما طوروا أفكارهم الخاصة، وكذلك استفادوا من مواد غير متوفرة لدى جودارد، لبناء صواريخ اليوم المتقدمة”. وقال شندلر إن مستكشفي الفضاء الأوائل عرفوا ذلك باعتبارهم شخصًا لا يقل عنهم باز ألدرين– ثاني شخص يمشي على القمر خلال رحلة أبولو 11 –أخذ السيرة الذاتية لروبرت جودارد معه إلى سطح القمر في يوليو 1969.
إستير جودارد: مؤرخة، مصورة فوتوغرافية، مسجلة براءة اختراع لروبرت جودارد
يعتمد إرث جودارد أيضًا بشكل كبير على عمل زوجته إستير. “قامت إستر بفك رموز ملاحظاته – التي كانت تستطيع قراءتها وحدها – وصورت أعماله، وأخمدت حرائق الغابات التي كانت نتيجة لعمليات إطلاقه، واحتفظت بدفاتر حساباته، وخاطت المظلات التي استخدمها في عمليات إطلاقه ولم تتزعزع أبدًا في علاقة الدعم التي استمرت مدى الحياة”. ذكرت جمعية جودارد التذكارية.
وكان أيضًا بفضل إستير أن لدينا صورًا لروبرت وصواريخه. “التقطت إستير الغالبية العظمى من هذه الصور الفوتوغرافية. كانت إستير مصورة ومصورة فوتوغرافية متعطشة، وخلال حياة روبرت قامت بتوثيق مسيرته المهنية في مجال الصواريخ بدقة – من التجارب والأدوات إلى العمليات ومساحات العمل،” جامعة كلارك ذكرت عملها.
بعد وفاة روبرت، واصلت زوجته الدفاع عن إرثه، الذي أصبح مهمًا مع بداية عصر الفضاء. تحول الاهتمام، إلى حد كبير، إلى علماء الصواريخ الألمان الذين كانوا نشطين في الحرب العالمية الثانية واستمروا في مساعدة برامج الفضاء السوفيتية والأمريكية المبكرة. وقال غريغوري: “لقد كانت تتأكد فقط من عدم نسيان إرثه بعد الحرب العالمية الثانية، وهو ما كان من الممكن أن يكون بسبب – بالطبع – أن العلماء الألمان احتلوا مركز الصدارة بعد ذلك فيما يتعلق بالصواريخ”.
تبرعت إستر بأكثر من 60 قطعة لمؤسسة سميثسونيان، ونظمت أوراقه وقدمت براءات اختراع بعد وفاته لعمله، مؤسسة سميثسونيان. وذكر المتحف الوطني للطيران والفضاء. في الواقع، تشير جمعية جودارد التذكارية إلى أن إستير حصلت على الأغلبية العظمى بعد وفاة روبرت: حصلت إستير على الموافقة على 131 خلال هذه الفترة، من إجمالي 214.
وقال غريغوري إن الذكرى المئوية لتأسيسه هي الوقت المناسب ليس فقط للتفكير في روبرت، ولكن أيضًا الفريق الذي كان لديه مع زوجته والذي جعل العمل ممكنًا. قال غريغوري إن الاستشهاد باسم إستير يساعد في مواجهة “تأثير ماتيلدا”، وهو عبارة عن “تأثير ماتيلدا”. شرط سميت من قبل المؤرخة مارغريت روسيتر في إشارة إلى كيفية تجاهل مساهمات المرأة في التاريخ. (“ماتيلدا” هي إشارة إلى المنادية بحق المرأة في التصويت ماتيلدا جوسلين غيج.)
وقال غريغوري إن الاستشهاد بالفرق الأكبر التي تقف خلف شخصيات علمية مشهورة غالبًا ما يكون فرصة لتسليط الضوء على الأصوات الجديدة. وقالت: “آمل أن يكون هذا قد بدأ في تصحيحه بالنسبة للكثيرين منهم. القليل من التبرير”.
التعليقات