Роберт Годдард

Роберт Годдард (англ. Robert Hutchings Goddard; 5 октября 1882, Вустер, Массачусетс — 10 августа 1945, Балтимор, Мэриленд) — американский инженер, учёный и изобретатель, пионер ракетной техники, один из основоположников современной теоретической и практической космонавтики. Годдард первым в истории осуществил запуск жидкостной ракеты (16 марта 1926 года), разработал принципы многоступенчатых ракет и гироскопической стабилизации, а также внёс значительный вклад в теорию ракетного движения на основе реактивной тяги.

Биография

Ранние годы и образование

Роберт Годдард родился в семье Наума Дэнфорда Годдарда и Фанни Луизы Хойт. В детстве он увлекался чтением научно-фантастической литературы, в частности романа Герберта Уэллса «Война миров», что пробудило его интерес к космосу. В 1904 году он поступил в Вустерский политехнический институт, который окончил в 1908 году со степенью бакалавра наук по физике. Продолжил обучение в Университете Кларка (Вустер), где в 1910 году получил степень магистра, а в 1911 году — докторскую степень по физике.

Первые исследования и патенты

В 1912–1913 годах Годдард работал в Принстонском университете, где занимался экспериментами с пороховыми ракетами. В 1914 году он получил два ключевых патента на конструкции ракет: первый — на многоступенчатую ракету (U.S. Patent 1,102,653), второй — на ракету с жидкостным топливом (U.S. Patent 1,103,503). В 1915 году он опубликовал статью «Метод достижения крайних высот» (A Method of Reaching Extreme Altitudes), в которой впервые математически обосновал возможность полёта ракеты в вакууме и достижения космических скоростей.

Работа в Смитсоновском институте

В 1916 году Годдард получил грант от Смитсоновского института на проведение исследований в области ракетной техники. В 1919 году вышла его знаменитая работа «Метод достижения крайних высот», где он предложил использовать ракеты для научных исследований верхних слоёв атмосферы и даже для полёта на Луну. Эта работа вызвала скептицизм и насмешки в прессе, но привлекла внимание военных.

Первый запуск жидкостной ракеты

16 марта 1926 года в Оберне (Массачусетс) Годдард осуществил первый в истории запуск ракеты на жидком топливе. Ракета, названная «Нэлл» (Nell), имела длину 3,4 метра и массу 5,1 кг. Она работала на смеси бензина и жидкого кислорода. Полет продолжался 2,5 секунды, ракета поднялась на высоту 12,5 метров и пролетела 56 метров. Этот эксперимент стал поворотным моментом в истории ракетной техники.

Дальнейшие эксперименты и финансирование

В 1929 году Годдард провёл серию успешных запусков ракет в Оберне, но местные жители жаловались на шум и дым. После этого он переехал в Розуэлл (Нью-Мексико), где при финансовой поддержке Фонда Гуггенхайма и Военно-воздушного корпуса армии США продолжил работы. В 1930–1935 годах он построил и запустил несколько ракет, достигших высоты до 2,5 км и скорости до 800 км/ч.

Вторая мировая война и последние годы

В 1942 году Годдард перешёл на работу в Военно-морское министерство США, где занимался разработкой реактивных двигателей для самолётов и ракетных ускорителей. Он сконструировал несколько типов ракетных двигателей, но его идеи не были полностью реализованы до конца войны. Роберт Годдард скончался 10 августа 1945 года в Балтиморе от рака гортани.

Научные достижения и изобретения

Теория реактивного движения

Годдард первым математически обосновал принцип реактивного движения в вакууме, доказав, что ракета может работать без внешней среды (атмосферы). Он вывел уравнение, связывающее скорость истечения газов, массу топлива и конечную скорость ракеты (уравнение Годдарда), которое стало основой для расчётов в ракетодинамике.

Жидкостный ракетный двигатель

Годдард разработал и испытал первый в мире жидкостный ракетный двигатель (ЖРД), работающий на бензине и жидком кислороде. Он также предложил систему подачи топлива под давлением с помощью насосов и систему охлаждения камеры сгорания.

Многоступенчатые ракеты

В 1914 году Годдард запатентовал конструкцию многоступенчатой ракеты, в которой отдельные ступени последовательно отделяются после выработки топлива, что позволяет значительно увеличить конечную скорость. Эта идея стала основой для всех современных космических ракет-носителей.

Гироскопическая стабилизация

Для управления полётом ракеты Годдард впервые применил гироскопическую систему стабилизации, которая автоматически корректировала направление с помощью реактивных рулей. Это изобретение стало прообразом современных систем наведения.

Системы охлаждения

Годдард разработал систему регенеративного охлаждения камеры сгорания, при которой топливо (бензин) циркулирует по рубашке вокруг камеры, охлаждая её перед подачей в форсунку. Этот принцип используется в большинстве современных ЖРД.

Классификация ракет Годдарда

Пороховые ракеты (1914–1925)

Первые эксперименты Годдарда проводились с пороховыми ракетами, которые он использовал для отработки принципов стабилизации и многоступенчатости. Эти ракеты имели небольшую дальность и высоту (до 300 метров).

Жидкостные ракеты (1926–1941)

Основные достижения Годдарда связаны с жидкостными ракетами. Они делились на несколько серий:

• Серия A (1926) — первые экспериментальные ракеты, высота полёта до 12,5 м.
• Серия B (1929) — более мощные ракеты с улучшенной системой охлаждения, высота до 2 км.
• Серия C (1930–1935) — ракеты с гироскопической стабилизацией и реактивными рулями, высота до 2,5 км.
• Серия D (1935–1941) — ракеты с насосной подачей топлива и увеличенной тягой, высота до 3 км.

Реактивные двигатели для самолётов (1942–1945)

В годы войны Годдард разрабатывал ракетные ускорители для взлёта самолётов (JATO) и жидкостные двигатели для военных нужд, но эти проекты не вышли за стадию прототипов.

Применение и наследие

Влияние на космонавтику

Работы Годдарда оказали прямое влияние на развитие ракетной техники в США и других странах. Его идеи были использованы при создании ракет «Фау-2» (V-2) в Германии (хотя Вернер фон Браун признавал, что изучал патенты Годдарда), а затем — при разработке американских ракет «Редстоун», «Атлас» и «Сатурн-5».

Признание

При жизни Годдард не получил широкого признания; его работы часто высмеивались в прессе. После смерти он был удостоен множества наград, в том числе Золотой медали Конгресса США (1959) и премии имени Роберта Годдарда (1960). В его честь названы кратер на Луне, астероид 9252 Goddard, а также Центр космических полётов Годдарда (NASA Goddard Space Flight Center) в Гринбелте (Мэриленд).

Критика

Некоторые исследователи отмечают, что Годдард был чрезмерно осторожен в публикациях и не делился своими разработками с научным сообществом, что замедлило прогресс ракетной техники в США. Кроме того, его ранние эксперименты страдали от недостатка финансирования и технических ограничений.

Интересные факты

• Годдард был заядлым радиолюбителем и самостоятельно собрал несколько радиоприёмников.
• В 1920 году газета The New York Times высмеяла его идею полёта на Луну, назвав её «фантастической». В 1969 году, после посадки «Аполлона-11», газета опубликовала извинения.
• Годдард страдал от туберкулёза в юности, что подорвало его здоровье, но не помешало научной работе.
• Его жена Эстер Годдард помогала ему в экспериментах, вела записи и фотографировала запуски.

Источники

• Goddard, R. H. (1919). A Method of Reaching Extreme Altitudes. Smithsonian Miscellaneous Collections, Vol. 71, No. 2.
• Goddard, R. H. (1936). Liquid-Propellant Rocket Development. Smithsonian Miscellaneous Collections, Vol. 95, No. 3.
• Lehman, M. (1963). This High Man: The Life of Robert H. Goddard. Farrar, Straus and Giroux.
• NASA (2020). Robert H. Goddard: American Rocket Pioneer. NASA History Series.
• Clary, D. A. (2003). Rocket Man: Robert H. Goddard and the Birth of the Space Age. Hyperion.