Moderne vuurpyle en ruimtevaart
Sedert die vroegste tye van ontdekking en eksperimentasie het vuurpyle ontwikkel van eenvoudige toestelle gevul met buskruit tot reusagtige vaartuie wat in staat is om na die buitenste ruimte te reis. Maar hoe het vuurpyle die kosmos vir die mens oopgestel sodat hy dit regstreeks kan verken? Lees hieronder verder oor hierdie boeiende geskiedenis...
Vuurpyle maak die hemelruim ’n deel van die mens se wêreld
BO: 'n Saturn V-lanseringsvuurpyl stuur die ruimtetuig Apollo 15 weg Maan toe.
Krediet: NASA (foto gewysig)
(Artikel deur die Amerikaanse ruimte-agentskap NASA)
Moderne vuurpylontwikkeling begin
IN 1898 het ’n Russiese skoolmeester, Konstantin Tsiolkofski (1857-1935), voorgestel dat die ruimte deur middel van vuurpyle verken word. In ’n verslag wat hy in 1903 gepu­bliseer het, het Tsiolkofski aan die hand gedoen dat vloeistof-aandrywers vir vuurpyle gebruik word om hulle verder te laat beweeg. Tsiolkofski het gemeld dat die spoed en reikwydte van ’n vuurpyl slegs deur die uitlaatsnelheid van ontsnappende gasse beperk word. Tsiolkofski is al die vader van moderne ruimtevaart genoem.
BO: Konstantin Tsiolkofski.
Krediet: Openbare besit (“PD”) in Rusland
Vroeg in die twintigste eeu het ’n Amerikaner, Robert H. Goddard (1882-1945), praktiese proefnemings met vuurpyle gedoen. Hy het geïnteresseerd begin raak in pogings om hoër in die lug op te styg as wat gedoen kon word met ballonne wat ligter as lug is. In 1919 het hy ’n geskrif met die titel A Method of Reaching Extreme Altitudes gepubliseer.
Goddard se eerste proefnemings met vuurpyle was met vaste (soliede) aandrywers. In 1915 het hy verskeie soorte vaste brandstowwe begin beproef en die uitlaatsnelhede van die brandende gasse gemeet.
Terwyl hy met vuurpyle met vaste aandrywers gewerk het, het Goddard oortuig begin raak dat ’n vuurpyl met vloeibare brandstof beter sou werk. Niemand het ooit voorheen ’n geslaagde vuurpyl gebou wat met vloeibare brandstof aangedryf is nie. Dit was ’n baie moeiliker taak as om vuurpyle met vaste brandstowwe te bou. Brandstof- en suurstof­tenks, turbines en ontbrandingskamers sou nodig wees.
BO: Dr. Robert Hutchings Goddard, die vader van die Amerikaanse vuurpylkunde.
Krediet: VIPs-People at NASA-NACA
Ondanks probleme het Goddard daarin geslaag om op 16 Maart 1926 die eerste geslaagde vlug te bewerkstellig van ’n vuurpyl wat met vloeistof-aandrywing gewerk het. Aangedryf deur vloeibare suurstof en petrol, het die vuurpyl slegs twee en ’n halwe sekonde lank gevlieg, tot 12,5 meter opgestyg en 56 meter verder in ’n koolakker geland. Gemeet aan vandag se standaarde was die vlug onindrukwekkend, maar soos die eerste krag­aangedrewe vlug van ’n vliegtuig deur die broers Wright in 1903, was Goddard se petrol­vuurpyl die voorloper in ’n hele nuwe era van vuurpylvlugte.
Goddard se proefnemings met vuurpyle met vloeistof-aandrywers het baie jare lank voortgeduur. Sy vuurpyle het groter en hoër geraak. Hy het onder meer ’n giroskoop-stelsel vir vlugbeheer ontwikkel, en vanweë sy prestasies is hy al die vader van moderne vuurpylkunde genoem.
’n Ander groot baanbreker in die ontwikkeling van ruimtevaart was Hermann Oberth, wat in 1894 in Hermannstadt (in Transsilvanië, ’n historiese gebied in Sentraal- en Wes-Roemenië) gebore en in 1989 in Neurenberg, Duitsland, oorlede is. Hy het in 1923 ’n boek oor vuurlpylvaart na die buitenste ruimte die lig laat sien.
BO: Hermann Oberth, nog een van die baanbrekers op die gebied van vuurpyl- en ruimtevaart.
Foto: Hank Walker / NASA
Oberth se geskrifte was belangrik. As gevolg daarvan is talle klein verenigings van belangstellendes in vuurpyle om die wêreld heen gestig. In Duitsland het die totstand­koming van een so ’n genootskap, die Verein für Raumschiffahrt (Genootskap vir Ruimtevaart) gelei tot die ontwikkeling van die V-2-vuurpyl, wat die Duitsers in die Tweede Wêreldoorlog teen Londen gebruik het.
In 1937 het Duitse ingenieurs en wetenskaplikes, onder wie Oberth, in Peenemunde aan die Oossee byeengekom. Die mees gevorderde vuurpyl van sy tyd sou daar gebou en gelanseer word onder die leiding van Wernher von Braun.
Die V-2-vuurpyl (in Duitsland die A-4 genoem) was klein vergeleke met vandag se vuurpyle. Die groot stuwing van die vuurpyl is verkry deur ’n mengsel van vloeibare suurstof en alkohol in ’n tempo van een ton elke sewe sekondes te laat verbrand. As die V-2 eers gelanseer was, was dit ’n gedugte wapen wat hele stadsblokke kon verwoes.
Gelukkig vir Londen en die Geallieerde magte het die V-2 sy opwagtng te laat in die oorlog gemaak om die uiteinde daarvan te verander. Nogtans het Duitse vuurpyl­wetenskaplikes en -ingenieurs teen die einde van die oorlog reeds planne op die tafel gehad vir gevorderde missiele wat die Atlantiese Oseaan sou kon oorsteek om die grondgebied van die Verenigde State van Amerika te tref.
Toe Duitsland val, is baie ongebruikte V2-vuurpyle en -onderdele deur die Geallieerdes gebuit. Baie Duitse vuurpylwetenskaplikes het na Amerika gekom. Ander het na die Sowjet-Unie gegaan. Die Duitse wetenskaplikes in Amerika, onder wie Wernher von Braun, was verbaas oor die vordering wat Goddard gemaak het.
Sowel die VSA as die Sowjet-Unie het die potensiaal van die vuurpyl as militêre wapen besef en met verskeie eksperimentele programme begin. Amerika se aanvanklike en latere proewe het tot die Amerikaanse ruimteprogram gelei. Missiele soos die Redstone, Atlas en Titan sou uiteindelik ruimtevaarders na die ruimte lanseer.
Op 4 Oktober 1957 is die wêreld verbyster deur die nuus dat die Sowjet-Unie die eerste kunsmatige satelliet in ’n baan om die Aarde geplaas het. Dit was die begin van die sogenaamde ruimtewedloop waarin Amerika en die Sowjet-Unie verbete om septer van die oppermagtige in die ruimte gewedywer het. Die groot prestasie wat hul superioriteit bo alle twyfel sou bevestig, sou volgens die Amerikaners wees om mense op die Maan te laat loop en hulle weer veilig terug te bring Aarde toe. Omdat die Kommunistiese Sowjet-Unie juis in hierdie tyd die een prestasie ná die ander in die ruimte behaal het, het die persepsie bestaan dat hulle die Amerikaners in die wedloop na die Maan kon klop. Dit moes tot elke prys verhinder word. Meer hieroor word in spesiale afdeling op hierdie CD-ROM vertel.
Vandag kan teruggekyk word op ’n era waarin baie mense en masjiene reeds na die ruimte gelanseer is. Ruimtevaarders het om die Aarde gewentel en op die Maan geland. Onbemande snuffeltuie het na die planete gereis. Skielik was die ruimte oop vir verkenning en kommersiële benutting. Satelliete het wetenskaplikes in staat gestel om ons wêreld te ondersoek, die weer te voorspel en oombliklik om die Aardbol te kommu­nikeer. Namate die vraag na meer en groter vuurpylladings vermeerder het, moes ’n hele reeks kragtige en veelsydige vuurpyle gebou word.
Sedert die vroegste tye van ontdekking en eksperimentasie het vuurpyle ontwikkel van eenvoudige toestelle vol buskruit tot reusagtige vaartuie wat in staat is om na die buitenste ruimte te reis. Vuurpyle het die kosmos vir die mens oopgestel sodat hy dit regstreeks kan verken.
Flou perd maar wat ’n langasem! Bleeksiel van ’n aandrywer wat op lang ruimtevlugte net aanhou om stuwing aan die ruimtetuig te verskaf
BO: ’n Betreklik nuwe ontwikkeling op die gebied van aandrywing is die ioon-enjin. Anders as die ontsaglike vuurwerk van die meeste chemiese vuurpyle wat slegs vaste of vloeibare brandstowwe gebruik, vertoon die ioon-aandrywingsmeganisme slegs ’n spook­agtige blou gloed terwyl geïoniseerde atome van die gas xenon uit die enjin gestoot word.
Die ioon-enjin is ’n bleeksiel en allermins kragtig, maar hy is ’n besondere langasem wat hom as ’n staatmaker op maandelange vlugte in die Sonnestelsel kan bewys omdat hy soveel tyd tot sy beskikking het om ’n ruimtetuig in die wye ruimte te laat voortsnel.
Die aandrywer is getoets in die hoogs suksesvolle verkenningstuig Deep Space 1, wat in 1998 gelanseer is.
Krediet: Great Images in NASA