Raketprinciperna testades först för mer än 2000 år sedan, men det har egentligen bara varit under de senaste 70 åren eller så att dessa maskiner har använts för applikationer vid rymdutforskning. Idag tar raketer rutinmässigt rymdfarkoster till andra planeter i vårt solsystem. Närmare jorden kan raketer som transporterar leveranser till den internationella rymdstationen återvända till jorden, landa på egen hand och användas igen.
Tidig raketry
Det finns berättelser om raketeknologi som används för tusentals år sedan. Till exempel visade cirka 400 f.Kr. Archytas, en grekisk filosof och matematiker, en träduva som var upphängd på ledningar. Duvan drevs runt genom att undkomma ånga, enligt NASA.
Cirka 300 år efter duvaexperimentet sägs Hero of Alexandria ha uppfunnit aeolipilen (även kallad Heros motor), tillade NASA. Den sfärformade anordningen satt ovanpå en kokande vattenpool. Gas från det ångande vattnet gick in i sfären och undkom genom två L-formade rör på motsatta sidor. Den drivkraft som skapades av den utströmmande ångan fick sfären att rotera.
Historiker tror att kineserna utvecklade de första riktiga raketerna runt det första århundradet A.D. De användes för färgglada skärmar under religiösa festivaler, liknande moderna fyrverkerier.
Under de närmaste hundra åren användes raketer främst som militära vapen, inklusive en version som kallas Congreve-raket, utvecklad av den brittiska militären i början av 1800-talet.
Fäder till raketry
I modern tid erkänner ofta de som arbetar i rymdflukt i dag ofta tre "raketernas fäder" som hjälpte till att driva de första raketerna ut i rymden. Endast en av de tre överlevde tillräckligt länge för att se raketer användas för rymdutforskning.
Ryska Konstantin E. Tsiolkovsky (1857-1935) publicerade det som nu kallas ”raketekvationen” 1903 i en rysk flygmagasin, enligt NASA. Ekvationen avser förhållanden mellan raketens hastighet och massa, och hur snabbt gas lämnar när den lämnar drivsystemets avgaser och hur mycket drivmedel det finns. Tsiolkovsky publicerade också en teori om flerstegsraketer 1929.
Robert Goddard (1882-1945) var en amerikansk fysiker som skickade den första flytande raketen högt upp i Auburn, Massachusetts, den 16 mars 1926. Han hade två amerikanska patent för att använda en flytande eldad raket och även för en två- eller trefas raket med fast bränsle, enligt NASA.
Hermann Oberth (1894-1989) föddes i Rumänien och flyttade senare till Tyskland. Enligt NASA blev han intresserad av raketry i en tidig ålder, och vid 14 års ålder föreställde han sig en "rekyl raket" som kunde röra sig genom rymden med ingenting annat än sin egen avgaser. Som vuxen inkluderade hans studier flerstegsraketer och hur man använder en raket för att undgå jordens allvar. Hans arv är besläktad av det faktum att han hjälpte till att utveckla V-2-raketten för Nazi-Tyskland under andra världskriget; raketten användes för förödande bombningar på London. Oberth levde i decennier efter att rymdutforskningen började och såg att raketer förde människor hela vägen till månen och tittade på de återanvändbara rymdfärjans besättningar ut i rymden om och om igen.
Raketer i rymdflyg
Efter andra världskriget emigrerade flera tyska raketforskare till både Sovjetunionen och USA och hjälpte dessa länder i rymdloppet på 1960-talet. I den tävlingen, båda länderna tävlade för att visa teknisk och militär överlägsenhet, med rymden som gränsen.
Raketer användes också för att mäta strålning i den övre atmosfären efter kärnkraftsförsök. Kärnkraftsexplosionerna upphörde mestadels efter 1963: s begränsade förbud mot nukleärtestförbud.
Medan raketer fungerade bra i jordens atmosfär var det svårt att räkna ut hur de skulle skickas ut i rymden. Raketeknik var i sin barndom och datorer var inte tillräckligt kraftfulla för att utföra simuleringar. Detta medförde att många flygtest slutade med att raketerna exploderade dramatiskt sekunder eller minuter efter att de lämnat startplattan.
Med tid och erfarenhet gjordes dock framsteg. En raket användes för första gången för att skicka något ut i rymden på Sputnik-uppdraget, som lanserade en sovjetisk satellit den 4 oktober 1957. Efter några misslyckade försök använde Förenta staterna en Jupiter-C-raket för att häcka sin Explorer 1 satellit ut i rymden 1 februari 1958.
Det tog flera år innan någon av länderna kände sig tillräckligt säkra för att använda raketer för att skicka människor ut i rymden; båda länderna började med djur (apor och hundar, till exempel). Den ryska kosmonauten Yuri Gagarin var den första människan i rymden och lämnade jorden den 12 april 1961, ombord på en Vostok-K-raket för en flygning med flera banor. Cirka tre veckor senare gjorde Alan Shepard den första amerikanska suborbitalflygningen på en Redstone-raket. Några år senare i NASA: s Mercury-program bytte byrån till Atlas-raketer för att uppnå bana, och 1963 blev John Glenn den första amerikanen som kretsade runt jorden.
När man siktade mot månen använde NASA Saturn V-raketten, som, på 363 fot hög, inkluderade tre etapper - den sista som var utformad för att vara tillräckligt kraftfull för att bryta sig loss från jordens allvar. Raketen lanserade framgångsrikt sex månlandningsuppdrag mellan 1969 och 1972. Sovjetunionen utvecklade en månraket som heter N-1, men dess program stängdes permanent efter flera förseningar och problem, inklusive en dödlig explosion.
NASA: s rymdfärjeprogram (1981 till 2011) använde fasta raketer för första gången för att öka människor i rymden, vilket är anmärkningsvärt, eftersom de till skillnad från flytande raketer inte kan stängas av. Själva skytteln hade tre vätskeeldrivna motorer, med två solida raketförstärkare fastspända på sidorna. 1986 misslyckades en solid raketbooster O-ring och orsakade en katastrofal explosion och dödade sju astronauter ombord på rymdfärjan Challenger. De solida raketförstärkarna designades om efter incidenten.
Raketer har sedan dess använts för att skicka rymdfarkoster längre in i vårt solsystem: förbi månen, Venus och Mars i början av 1960-talet, som senare expanderade till utforskning av dussintals månar och planeter. Raketer har transporterat rymdskepp i hela solsystemet så att astronomer nu har bilder av varje planet (liksom dvärgplaneten Pluto), många månar, kometer, asteroider och mindre föremål. Och på grund av kraftfulla och avancerade raketer kunde rymdskeppet Voyager 1 lämna vårt solsystem och nå interstellarutrymme.
Framtidens raketer
Flera företag i många länder tillverkar nu obrutna raketer - USA, Indien, Europa och Ryssland, för att nämna några - och skickar rutinmässigt militära och civila nyttolaster ut i rymden.
Och forskare och ingenjörer arbetar kontinuerligt med att utveckla ännu mer sofistikerade raketer. Stratolaunch, flygindustriföretag som stöds av Paul Allen och Burt Rutan, syftar till att starta satelliter med civila flygplan. SpaceX och Blue Origin har också utvecklat återanvändbara raketer i första steget; SpaceX har nu återanvändbara Falcon 9-raketer som rutinmässigt gör lastkörningar till den internationella rymdstationen. [På foton: SpaceX: s första Falcon Heavy Rocket-lansering!]
Experter förutspår att framtidens raketer kommer att kunna transportera större satelliter ut i rymden och kanske kan transportera flera satelliter samtidigt, rapporterade Los Angeles Times. Dessa raketer kunde använda nya kompositmaterial, framsteg inom elektronik eller till och med artificiell intelligens för att utföra sina arbeten. Framtida raketer kan också använda olika bränslen - t.ex. metan - som är hälsosammare för miljön än den mer traditionella fotogen som används i raketer idag.
