Robert H. Goddard - Robert H. Goddard

Robert H. Goddard
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Robert Hutchings Goddard (1882–1945)
Nascer ( 1882-10-05 )5 de outubro de 1882
Faleceu 10 de agosto de 1945 (10/08/1945)(62 anos)
Nacionalidade americano
Educação
Ocupação Professor , engenheiro aeroespacial , físico , inventor
Conhecido por Primeiro foguete a combustível líquido
Cônjuge (s)
Esther Christine Kisk
( M.  1924⁠-⁠1945)
Prêmios

Robert Hutchings Goddard (5 de outubro de 1882 - 10 de agosto de 1945) foi um engenheiro , professor , físico e inventor americano que recebeu os créditos por criar e construir o primeiro foguete movido a combustível líquido do mundo . Goddard lançou com sucesso seu foguete em 16 de março de 1926, que deu início a uma era de voos espaciais e inovação. Ele e sua equipe lançaram 34 foguetes entre 1926 e 1941, atingindo altitudes de até 2,6 km (1,6 mi) e velocidades de até 885 km / h (550 mph).

O trabalho de Goddard como teórico e engenheiro antecipou muitos dos desenvolvimentos que tornariam o voo espacial possível. Ele foi chamado de o homem que deu início à Era Espacial . Duas das 214 invenções patenteadas de Goddard, um foguete de múltiplos estágios (1914) e um foguete de combustível líquido (1914), foram marcos importantes para o voo espacial. Sua monografia de 1919, Um método de alcançar altitudes extremas, é considerada um dos textos clássicos da ciência de foguetes do século XX. Goddard foi pioneiro com sucesso em métodos modernos, como o controle de dois eixos ( giroscópios e empuxo direcionável ), para permitir que os foguetes controlassem seu vôo com eficácia.

Embora seu trabalho no campo fosse revolucionário, Goddard recebeu pouco apoio público, moral ou monetário, para seu trabalho de pesquisa e desenvolvimento. Ele era uma pessoa tímida e a pesquisa de foguetes não era considerada uma atividade adequada para um professor de física. A imprensa e outros cientistas ridicularizaram suas teorias sobre voos espaciais. Como resultado, ele protegeu sua privacidade e seu trabalho. Ele preferia trabalhar sozinho também por causa dos efeitos colaterais de um ataque de tuberculose .

Anos após sua morte, no alvorecer da Era Espacial, Goddard passou a ser reconhecido como um dos fundadores dos foguetes modernos, junto com Robert Esnault-Pelterie , Konstantin Tsiolkovsky e Hermann Oberth . Ele não apenas reconheceu cedo o potencial dos foguetes para pesquisa atmosférica, mísseis balísticos e viagens espaciais, mas também foi o primeiro a estudar, projetar, construir e voar cientificamente os foguetes precursores necessários para implementar essas idéias.

NASA 's Goddard Space Flight Center foi nomeado em honra do Goddard em 1959. Ele também foi introduzido no Hall of Fame Aeroespacial Internacional , em 1966, eo Salão Espacial Internacional da Fama em 1976.

Vida precoce e inspiração

Goddard nasceu em Worcester, Massachusetts , filho de Nahum Danford Goddard (1859–1928) e Fannie Louise Hoyt (1864–1920). Robert foi o único filho deles a sobreviver; um filho mais novo, Richard Henry, nasceu com uma deformidade na coluna e morreu antes de seu primeiro aniversário. Nahum foi contratado por fabricantes e inventou várias ferramentas úteis. Goddard tinha raízes familiares paternas inglesas na Nova Inglaterra com William Goddard (1628-91), um dono de mercearia londrino que se estabeleceu em Watertown , Massachusetts em 1666. Por seu lado materno, ele descendia de John Hoyt e de outros colonos de Massachusetts no final do século XVII. Pouco depois de seu nascimento, a família mudou-se para Boston. Curioso pela natureza, ele estudou os céus com o telescópio de seu pai e observou os pássaros voando. Essencialmente um menino do interior, ele amava o ar livre e fazer caminhadas com o pai em viagens a Worcester e se tornou um excelente atirador com um rifle. Em 1898, sua mãe contraiu tuberculose e eles se mudaram de volta para Worcester em busca de ar puro. Aos domingos, a família frequentava a igreja episcopal e Robert cantava no coro.

Experimento de infância

Com a eletrificação das cidades americanas na década de 1880, o jovem Goddard passou a se interessar pela ciência - especificamente, engenharia e tecnologia. Quando seu pai lhe mostrou como gerar eletricidade estática no tapete da família, a imaginação do menino de cinco anos despertou. Robert experimentou, acreditando que poderia pular mais alto se o zinco de uma bateria pudesse ser carregado arrastando os pés no caminho de cascalho. Mas, segurando o zinco, ele não conseguia pular mais alto do que o normal. Goddard interrompeu os experimentos após um aviso de sua mãe de que, se tivesse sucesso, poderia "ir embora e não conseguir voltar". Ele fez experiências com produtos químicos e criou uma nuvem de fumaça e uma explosão na casa. O pai de Goddard estimulou ainda mais o interesse científico de Robert, fornecendo-lhe um telescópio, um microscópio e uma assinatura da Scientific American . Robert desenvolveu um fascínio pelo vôo, primeiro com pipas e depois com balões . Ele se tornou um completo diarista e documentador de seu trabalho - uma habilidade que beneficiaria enormemente sua carreira posterior. Esses interesses se fundiram aos 16 anos, quando Goddard tentou construir um balão de alumínio , moldando o metal bruto em sua oficina doméstica e enchendo-o com hidrogênio. Depois de quase cinco semanas de esforços metódicos e documentados, ele finalmente abandonou o projeto, observando: "... o balão não sobe. ... O alumínio é muito pesado. Failior [ sic ] coroa o empreendimento." No entanto, a lição desse fracasso não restringiu a crescente determinação e confiança de Goddard em seu trabalho. Ele escreveu em 1927: "Imagino que um interesse inato pelas coisas mecânicas foi herdado de vários ancestrais que eram maquinistas".

Sonho de cerejeira

Ele se interessou pelo espaço quando leu o clássico de ficção científica de HG Wells , A Guerra dos Mundos, aos 16 anos. Sua dedicação à busca de voos espaciais foi consertada em 19 de outubro de 1899. Goddard, de 17 anos, escalou uma cerejeira para cortar galhos mortos. Ele ficou paralisado pelo céu e sua imaginação cresceu. Mais tarde, ele escreveu:

Neste dia eu escalei uma alta cerejeira na parte de trás do celeiro ... e enquanto olhava para os campos a leste, imaginei como seria maravilhoso fazer algum dispositivo que tivesse até a possibilidade de ascender a Marte, e como ficaria em pequena escala, se fosse enviado da campina aos meus pés. Tenho várias fotos da árvore, tiradas desde então, com a escadinha que fiz para subir, encostado nela.

Pareceu-me então que um peso girando em torno de um eixo horizontal, movendo-se mais rapidamente acima do que abaixo, poderia fornecer sustentação em virtude da força centrífuga maior no topo do caminho.

Eu era um menino diferente quando desci da árvore de quando subi. A existência finalmente parecia muito intencional.

Pelo resto de sua vida, ele observou 19 de outubro como o "Dia do Aniversário", uma comemoração particular do dia de sua maior inspiração.

Educação e primeiros estudos

O jovem Goddard era um menino magro e frágil, quase sempre com saúde frágil. Ele sofria de problemas de estômago, pleurisia, resfriados e bronquite, e ficou dois anos atrás de seus colegas de classe. Ele se tornou um leitor voraz, visitando regularmente a biblioteca pública local para pegar livros emprestados sobre ciências físicas.

Aerodinâmica e movimento

O interesse de Goddard pela aerodinâmica o levou a estudar alguns dos artigos científicos de Samuel Langley no periódico Smithsonian . Nesses artigos, Langley escreveu que os pássaros batem as asas com diferentes forças em cada lado para girar no ar. Inspirado por esses artigos, o Goddard adolescente observou andorinhas e andorinhas de chaminé da varanda de sua casa, notando como os pássaros moviam as asas de maneira sutil para controlar o vôo. Ele notou como os pássaros controlavam seu vôo de maneira notável com as penas da cauda, ​​que ele chamava de os equivalentes dos pássaros aos ailerons . Ele se opôs a algumas das conclusões de Langley e, em 1901, escreveu uma carta à revista St. Nicholas com suas próprias idéias. O editor do St. Nicholas se recusou a publicar a carta de Goddard, observando que os pássaros voam com certa inteligência e que "as máquinas não agem com tal inteligência". Goddard discordou, acreditando que um homem poderia controlar uma máquina voadora com sua própria inteligência.

Por volta dessa época, Goddard leu os Principia Mathematica de Newton e descobriu que a Terceira Lei do Movimento de Newton se aplicava ao movimento no espaço. Ele escreveu mais tarde sobre seus próprios testes da Lei:

Comecei a perceber que pode haver algo afinal nas Leis de Newton. Nesse sentido, a Terceira Lei foi testada, tanto com dispositivos suspensos por elásticos como por dispositivos em flutuadores, no riacho posterior do celeiro, e a referida lei foi verificada de forma conclusiva. Isso me fez perceber que se uma maneira de navegar no espaço fosse descoberta, ou inventada, seria o resultado de um conhecimento de física e matemática.

Acadêmicos

À medida que sua saúde melhorava, Goddard continuou sua educação formal como um estudante do segundo ano de 19 anos na South High Community School em Worcester em 1901. Ele se destacou em seu curso e seus colegas o elegeram duas vezes como presidente de classe. Recuperando o tempo perdido, estudou livros de matemática, astronomia, mecânica e composição na biblioteca da escola. Em sua cerimônia de formatura em 1904, ele deu sua palestra como orador da turma . Em seu discurso, intitulado "On Taking Things For Outed", Goddard incluiu uma seção que se tornaria emblemática de sua vida:

[Apenas] como nas ciências aprendemos que somos muito ignorantes para pronunciar com segurança qualquer coisa impossível, então para o indivíduo, uma vez que não podemos saber exatamente quais são suas limitações, dificilmente podemos dizer com certeza que algo está necessariamente dentro ou além seu aperto. Cada um deve lembrar que ninguém pode prever a que alturas de riqueza, fama ou utilidade ele pode subir até que tenha se esforçado honestamente, e ele deve derivar coragem do fato de que todas as ciências estiveram, em algum momento, na mesma condição que ele, e que muitas vezes se provou verdade que o sonho de ontem é a esperança de hoje e a realidade de amanhã.

Goddard matriculou-se no Worcester Polytechnic Institute em 1904. Ele rapidamente impressionou o chefe do departamento de física, A. Wilmer Duff, com sua sede de conhecimento, e Duff o contratou como assistente de laboratório e tutor. No WPI, Goddard se juntou à fraternidade Sigma Alpha Epsilon e começou um longo namoro com a colega de escola Miriam Olmstead, uma estudante de honra que se graduou com ele como salutatorian . Eventualmente, ela e Goddard ficaram noivos, mas eles se separaram e encerraram o noivado por volta de 1909.

Goddard na Clark University

Goddard recebeu seu diploma de BS em física da Worcester Polytechnic em 1908, e depois de servir lá por um ano como instrutor de física, ele começou seus estudos de graduação na Clark University em Worcester no outono de 1909. Goddard recebeu seu diploma de MA em física de Clark University em 1910 e, em seguida, permaneceu em Clark para concluir seu Ph.D. em física em 1911. Ele passou mais um ano em Clark como membro honorário em física, e em 1912 ele aceitou uma bolsa de pesquisa na Universidade de Princeton 's Palmer Physical Laboratory .

Primeiros escritos científicos

O estudante do ensino médio resumiu suas idéias sobre viagens espaciais em um artigo proposto, "A Navegação do Espaço", que ele submeteu ao Popular Science News . O editor da revista o devolveu, dizendo que não poderia usá-lo "no futuro próximo".

Enquanto ainda era estudante de graduação, Goddard escreveu um artigo propondo um método para equilibrar aviões usando giro-estabilização. Ele submeteu a ideia à Scientific American , que publicou o artigo em 1907. Goddard escreveu posteriormente em seus diários que acreditava que seu artigo era a primeira proposta de uma forma de estabilizar automaticamente aeronaves em vôo. Sua proposta surgiu na mesma época em que outros cientistas estavam fazendo descobertas no desenvolvimento de giroscópios funcionais .

Enquanto estudava física no WPI, ideias vieram à mente de Goddard que às vezes pareciam impossíveis, mas ele foi compelido a registrá-las para investigação futura. Ele escreveu que "havia algo dentro que simplesmente não parava de funcionar". Ele comprou alguns cadernos cobertos de tecido e começou a enchê-los com uma variedade de pensamentos, principalmente sobre seu sonho de viagem espacial. Ele considerou a força centrífuga, as ondas de rádio, a reação magnética, a energia solar, a energia atômica, a propulsão iônica ou eletrostática e outros métodos para alcançar o espaço. Depois de fazer experiências com foguetes de combustível sólido, ele se convenceu em 1909 de que os motores de propelente químico eram a resposta. Um conceito particularmente complexo foi estabelecido em junho de 1908: enviar uma câmera ao redor de planetas distantes, guiada por medidas de gravidade ao longo da trajetória, e retornar à Terra.

Seu primeiro texto sobre a possibilidade de um foguete de combustível líquido veio em 2 de fevereiro de 1909. Goddard havia começado a estudar maneiras de aumentar a eficiência de um foguete usando métodos diferentes dos foguetes convencionais de combustível sólido . Ele escreveu em seu caderno sobre o uso de hidrogênio líquido como combustível com o oxigênio líquido como oxidante. Ele acreditava que 50% de eficiência poderia ser alcançada com esses propelentes líquidos (isto é, metade da energia térmica da combustão convertida em energia cinética dos gases de exaustão).

Primeiras patentes

Nas décadas por volta de 1910, o rádio era uma tecnologia nova, fértil para inovação. Em 1912, enquanto trabalhava na Universidade de Princeton, Goddard investigou os efeitos das ondas de rádio em isoladores. Para gerar energia de radiofrequência, ele inventou um tubo de vácuo com deflexão de feixe que funcionava como um tubo oscilador de raios catódicos. Sua patente sobre este tubo, que antecedeu a de Lee De Forest , tornou-se central no processo entre Arthur A. Collins , cuja pequena empresa fazia tubos transmissores de rádio, e a AT&T e RCA sobre o uso da tecnologia de tubo a vácuo . Goddard aceitou apenas o pagamento de um consultor de Collins quando o processo foi arquivado. Por fim, as duas grandes empresas permitiram que a crescente indústria de eletrônicos do país usasse as patentes De Forest livremente.

Matemática foguete

Em 1912 ele tinha em seu tempo livre, usando cálculo, desenvolvido a matemática que lhe permitia calcular a posição e a velocidade de um foguete em vôo vertical, dado o peso do foguete e o peso do propelente e a velocidade (em relação ao foguete) dos gases de escape. Na verdade, ele havia desenvolvido de forma independente a equação do foguete Tsiolkovsky publicada uma década antes na Rússia. Tsiolkovsky, no entanto, não levou em consideração a gravidade nem o arrasto. Para o vôo vertical da superfície da Terra, Goddard incluiu em sua equação diferencial os efeitos da gravidade e do arrasto aerodinâmico. Ele escreveu: "Um método aproximado foi considerado necessário ... a fim de evitar um problema não resolvido no cálculo das variações. A solução que foi obtida revelou o fato de que massas iniciais surpreendentemente pequenas seriam necessárias ... desde que os gases fossem ejetados do foguete em alta velocidade, e também desde que a maior parte do foguete consistisse em material propelente. "

Seu primeiro objetivo era construir um foguete para estudar a atmosfera. Essa investigação não apenas ajudaria na meteorologia, mas era necessária para determinar a temperatura, a densidade e a velocidade do vento como funções da altitude para projetar veículos lançadores espaciais eficientes. Ele estava muito relutante em admitir que seu objetivo final era, na verdade, desenvolver um veículo para voos ao espaço, uma vez que a maioria dos cientistas, especialmente nos Estados Unidos, não considerava tal objetivo uma busca científica realista ou prática, nem era o público ainda pronto para considerar seriamente tais idéias. Mais tarde, em 1933, Goddard disse que "em nenhum caso devemos nos permitir ser dissuadidos de realizar viagens espaciais, teste por teste e passo a passo, até que um dia tenhamos sucesso, custe o que custar."

Doença

No início de 1913, Goddard adoeceu gravemente com tuberculose e teve que deixar seu cargo em Princeton. Ele então voltou para Worcester, onde iniciou um processo prolongado de recuperação em casa. Seus médicos não esperavam que ele vivesse. Ele decidiu que deveria passar um tempo ao ar livre ao ar livre e caminhar para se exercitar, e foi melhorando gradualmente. Quando sua enfermeira descobriu algumas de suas anotações em sua cama, ele as guardou, argumentando: "Tenho que viver para fazer este trabalho."

Foi durante esse período de recuperação, no entanto, que Goddard começou a produzir alguns de seus trabalhos mais importantes. À medida que seus sintomas diminuíam, ele se permitiu trabalhar uma hora por dia com suas anotações feitas em Princeton. Ele temia que ninguém fosse capaz de ler seus rabiscos caso ele sucumbisse.

Patentes fundamentais

Na atmosfera tecnológica e de manufatura de Worcester, as patentes eram consideradas essenciais, não apenas para proteger o trabalho original, mas como documentação da primeira descoberta. Ele começou a ver a importância de suas ideias como propriedade intelectual e, assim, começou a garantir essas ideias antes que outra pessoa o fizesse - e ele teria que pagar para usá-las. Em maio de 1913, ele escreveu descrições sobre seus primeiros pedidos de patente de foguete. Seu pai os levou a um advogado de patentes em Worcester, que o ajudou a refinar suas ideias para consideração. O primeiro pedido de patente de Goddard foi apresentado em outubro de 1913.

Em 1914, suas duas primeiras patentes históricas foram aceitas e registradas. A primeira, a patente US 1.102.653 , descreveu um foguete de múltiplos estágios alimentado com um "material explosivo" sólido. A segunda, a patente US 1.103.503 , descrevia um foguete movido a combustível sólido (material explosivo) ou a propelentes líquidos (gasolina e óxido nitroso líquido). As duas patentes acabariam se tornando marcos importantes na história dos foguetes. Ao todo, 214 patentes foram publicadas, algumas postumamente por sua esposa.

Pesquisa inicial de foguetes

Clipes de vídeo dos lançamentos de Goddard e outros eventos de sua vida

No outono de 1914, a saúde de Goddard melhorou e ele aceitou um cargo de meio período como instrutor e pesquisador na Clark University. Sua posição na Clark permitiu que ele aprofundasse suas pesquisas em foguetes. Ele encomendou vários suprimentos que poderiam ser usados ​​para construir protótipos de foguetes para lançamento e passou grande parte de 1915 se preparando para seus primeiros testes. O primeiro lançamento de teste de Goddard de um foguete de pólvora veio no início da noite em 1915, após suas aulas diurnas na Clark. O lançamento estava alto e claro o suficiente para despertar o alarme do zelador do campus, e Goddard teve de tranquilizá-lo de que seus experimentos, embora fossem um estudo sério, também eram inofensivos. Após este incidente, Goddard levou seus experimentos para dentro do laboratório de física para limitar qualquer perturbação.

No laboratório de física de Clark, Goddard conduziu testes estáticos de foguetes de pólvora para medir seu empuxo e eficiência. Ele descobriu que suas estimativas anteriores foram verificadas; foguetes de pólvora estavam convertendo apenas cerca de 2% da energia térmica de seu combustível em empuxo e energia cinética. Nesse ponto, ele aplicou os bicos de Laval , que geralmente eram usados ​​com motores de turbina a vapor, e aumentaram muito a eficiência. (Das várias definições de eficiência de foguete, Goddard mediu em seu laboratório o que hoje é chamado de eficiência interna do motor: a relação entre a energia cinética dos gases de escapamento e a energia térmica de combustão disponível, expressa em porcentagem.) meados do verão de 1915, Goddard obteve uma eficiência média de 40% com uma velocidade de saída do bico de 6.728 pés (2.051 metros) por segundo . Conectando uma câmara de combustão cheia de pólvora a vários bocais de expansão convergente-divergente (de Laval), Goddard conseguiu em testes estáticos alcançar eficiências do motor de mais de 63% e velocidades de escape de mais de 7.000 pés (2.134 metros) por segundo.

Poucos o reconheceriam na época, mas este pequeno motor foi um grande avanço. Esses experimentos sugeriram que os foguetes poderiam se tornar poderosos o suficiente para escapar da Terra e viajar para o espaço. Esse motor e os experimentos subsequentes patrocinados pela Smithsonian Institution foram o início da moderna construção de foguetes e, em última análise, da exploração espacial. Goddard percebeu, no entanto, que seriam necessários os propelentes líquidos mais eficientes para alcançar o espaço.

Mais tarde naquele ano, Goddard projetou um experimento elaborado no laboratório de física de Clark e provou que um foguete funcionaria em um vácuo como o do espaço. Ele acreditava que sim, mas muitos outros cientistas ainda não estavam convencidos. Seu experimento demonstrou que o desempenho de um foguete realmente diminui sob a pressão atmosférica.

Em setembro de 1906, ele escreveu em seu caderno sobre o uso da repulsão de partículas eletricamente carregadas (íons) para produzir impulso. De 1916 a 1917, Goddard construiu e testou os primeiros propulsores iônicos experimentais conhecidos , que ele pensou que poderiam ser usados ​​para propulsão nas condições de quase vácuo do espaço sideral . Os pequenos motores de vidro que ele construiu foram testados à pressão atmosférica, onde geraram uma corrente de ar ionizado.

Patrocínio da Smithsonian Institution

Em 1916, o custo da pesquisa de foguetes de Goddard havia se tornado muito alto para ser suportado por seu modesto salário de professor. Ele começou a solicitar patrocinadores em potencial para assistência financeira, começando com o Smithsonian Institution , a National Geographic Society e o Aero Club of America .

Em sua carta ao Smithsonian em setembro de 1916, Goddard afirmou ter alcançado uma eficiência de 63% e uma velocidade de bico de quase 2.438 metros por segundo . Com esses níveis de desempenho, ele acreditava que um foguete poderia erguer verticalmente um peso de 1 lb (0,45 kg) a uma altura de 232 milhas (373 km) com um peso inicial de lançamento de apenas 89,6 lbs (40,64 kg) . (Pode-se considerar que a atmosfera da Terra termina em 80 a 100 milhas (130 a 160 km) de altitude, onde seu efeito de arrasto sobre os satélites em órbita se torna mínimo.)

O Smithsonian ficou interessado e pediu a Goddard que elaborasse sua investigação inicial. Goddard respondeu com um manuscrito detalhado que já havia preparado, intitulado A Method of Reaching Extreme Altitudes .

Em janeiro de 1917, o Smithsonian concordou em fornecer a Goddard um subsídio de cinco anos, totalizando US $ 5.000 . Posteriormente, Clark pôde contribuir com US $ 3.500 e o uso de seu laboratório de física para o projeto. O Worcester Polytechnic Institute também permitiu que ele usasse seu Laboratório Magnético abandonado nos limites do campus durante esse tempo, como um local seguro para testes. A WPI também fez algumas peças em sua oficina mecânica.

Os colegas cientistas de Goddard na Clark ficaram surpresos com a grande doação do Smithsonian para pesquisas de foguetes, que eles pensaram não ser ciência real. Décadas depois, cientistas de foguetes que sabiam quanto custava pesquisar e desenvolver foguetes disseram que ele recebeu pouco apoio financeiro.

Dois anos depois, por insistência do Dr. Arthur G. Webster, o mundialmente conhecido chefe do departamento de física de Clark, Goddard conseguiu que o Smithsonian publicasse o artigo, A Method ..., que documentava seu trabalho.

Enquanto estava na Clark University, Goddard fez pesquisas sobre energia solar usando um prato parabólico para concentrar os raios do Sol em um pedaço de quartzo usinado , que foi borrifado com mercúrio , que então aqueceu água e acionou um gerador elétrico. Goddard acreditava que sua invenção havia superado todos os obstáculos que antes haviam derrotado outros cientistas e inventores, e publicou suas descobertas na edição de novembro de 1929 da Popular Science .

Foguete militar de Goddard

Goddard carregando uma bazuca em 1918

Nem todo o trabalho inicial de Goddard foi voltado para viagens espaciais. Quando os Estados Unidos entraram na Primeira Guerra Mundial em 1917, as universidades do país começaram a prestar seus serviços ao esforço de guerra. Goddard acreditava que sua pesquisa com foguetes poderia ser aplicada a muitas aplicações militares diferentes, incluindo artilharia móvel, armas de campo e torpedos navais . Ele fez propostas para a Marinha e o Exército. Nenhum registro existe em seus papéis de qualquer interesse da Marinha para a investigação de Goddard. No entanto, a Artilharia do Exército estava bastante interessada e Goddard se reuniu várias vezes com o pessoal do Exército.

Durante esse tempo, Goddard também foi contatado, no início de 1918, por um industrial civil em Worcester sobre a possibilidade de fabricar foguetes para os militares. No entanto, à medida que o entusiasmo do empresário crescia, cresciam também as suspeitas de Goddard. As conversas acabaram sendo interrompidas quando Goddard começou a temer que seu trabalho pudesse ser apropriado pela empresa. No entanto, um oficial do Army Signal Corps tentou fazer Goddard cooperar, mas foi cancelado pelo General George Squier, do Signal Corps, que foi contatado pelo secretário do Smithsonian Institution, Charles Walcott . Goddard ficou desconfiado de trabalhar com empresas e teve o cuidado de obter patentes para "proteger suas idéias". Esses eventos levaram o Signal Corps a patrocinar o trabalho de Goddard durante a Primeira Guerra Mundial.

Goddard propôs ao Exército uma ideia para um lançador de foguetes baseado em tubo como uma arma de infantaria leve. O conceito de lançador se tornou o precursor da bazuca . A arma movida a foguete e sem recuo foi ideia de Goddard como um projeto paralelo (sob contrato do Exército) de seu trabalho na propulsão de foguetes. Goddard, durante seu mandato na Clark University , e trabalhando no Mount Wilson Observatory por razões de segurança, projetou o foguete de tubo para uso militar durante a Primeira Guerra Mundial. Ele e seu colega de trabalho, Dr. Clarence N. Hickman, demonstraram com sucesso seu foguete para o US Army Signal Corps em Aberdeen Proving Ground , Maryland , em 6 de novembro de 1918, usando dois suportes para partituras como plataforma de lançamento. O Exército ficou impressionado, mas o Armistício Compiègne foi assinado apenas cinco dias depois, e o desenvolvimento posterior foi interrompido com o fim da Primeira Guerra Mundial.

O atraso no desenvolvimento da bazuca e de outras armas foi resultado do longo período de recuperação exigido pela grave crise de tuberculose de Goddard. Goddard continuou a ser um consultor em tempo parcial do governo dos Estados Unidos em Indian Head, Maryland , até 1923, mas seu foco havia se voltado para outras pesquisas envolvendo propulsão de foguetes, incluindo trabalho com combustíveis líquidos e oxigênio líquido.

Mais tarde, o ex-pesquisador da Clark University, Dr. Clarence N. Hickman, e os oficiais do Exército, coronel Leslie Skinner e o tenente Edward Uhl, continuaram o trabalho de Goddard na bazuca. Uma ogiva de carga em forma foi anexada ao foguete, levando à arma destruidora de tanques usada na Segunda Guerra Mundial e a muitas outras armas de foguete poderosas.

Um método para alcançar altitudes extremas

Em 1919, Goddard pensou que seria prematuro revelar os resultados de seus experimentos porque seu motor não estava suficientemente desenvolvido. O Dr. Webster percebeu que Goddard havia realizado um bom trabalho excelente e insistiu que Goddard publicasse seu progresso até agora ou ele mesmo cuidaria disso, então Goddard perguntou ao Smithsonian Institution se publicaria o relatório, atualizado com notas, que ele havia se inscrito no final de 1916.

No final de 1919, o Smithsonian publicou o trabalho inovador de Goddard, A Method of Reaching Extreme Altitudes . O relatório descreve as teorias matemáticas de Goddard sobre o vôo de foguetes, seus experimentos com foguetes de combustível sólido e as possibilidades que ele viu de explorar a atmosfera da Terra e além. Junto com o trabalho anterior de Konstantin Tsiolkovsky , A Exploração do Espaço Cósmico por Meio de Dispositivos de Reação , que não foi amplamente divulgado fora da Rússia, o relatório de Goddard é considerado um dos trabalhos pioneiros da ciência dos foguetes, e 1750 cópias foram distribuídas em todo o mundo . Goddard também enviou uma cópia para os indivíduos que a solicitaram, até que seu suprimento pessoal se esgotasse. O historiador aeroespacial do Smithsonian, Frank Winter, disse que este artigo foi "um dos principais catalisadores por trás do movimento internacional de foguetes das décadas de 1920 e 30".

Goddard descreveu extensos experimentos com motores de foguete de combustível sólido queimando pó sem fumaça de nitrocelulose de alto grau . Um avanço crítico foi o uso do bico de turbina a vapor inventado pelo inventor sueco Gustaf de Laval . O bico de Laval permite a conversão mais eficiente ( isentrópica ) da energia dos gases quentes em movimento para a frente. Por meio desse bico, Goddard aumentou a eficiência de seus motores de foguete de 2% para 64% e obteve velocidades de exaustão supersônicas acima de Mach 7.

Embora a maior parte deste trabalho tenha lidado com as relações teóricas e experimentais entre propelente, massa do foguete, empuxo e velocidade, uma seção final, intitulada "Cálculo da massa mínima necessária para elevar uma libra a uma altitude 'infinita'", discutiu os possíveis usos de foguetes, não apenas para atingir a alta atmosfera, mas para escapar completamente da gravitação da Terra . Ele determinou, usando um método aproximado para resolver sua equação diferencial de movimento para vôo vertical, que um foguete com uma velocidade de escape efetiva (ver impulso específico ) de 7.000 pés por segundo e um peso inicial de 602 libras seria capaz de enviar um -libra de carga útil para uma altura infinita. Incluída como um experimento mental estava a ideia de lançar um foguete para a Lua e acender uma massa de pó de flash em sua superfície, de modo a ser visível através de um telescópio. Ele discutiu o assunto seriamente, até uma estimativa da quantidade de pó necessária. A conclusão de Goddard foi que um foguete com massa inicial de 3,21 toneladas poderia produzir um flash "apenas visível" da Terra, assumindo um peso final de carga útil de 10,7 libras.

Goddard evitou a publicidade porque não teve tempo de responder às críticas de seu trabalho, e suas ideias imaginativas sobre viagens espaciais foram compartilhadas apenas com grupos privados em quem ele confiava. Ele, porém, publicou e falou sobre o princípio do foguete e foguetes de sonda , já que esses assuntos não eram muito "exagerados". Em uma carta ao Smithsonian, datada de março de 1920, ele discutiu: fotografar a Lua e os planetas a partir de sondas fly-by movidas a foguetes, enviar mensagens para civilizações distantes em placas de metal inscritas, o uso da energia solar no espaço e a ideia de propulsão iônica de alta velocidade. Nessa mesma carta, Goddard descreve claramente o conceito de escudo térmico ablativo , sugerindo que o aparelho de aterrissagem seja coberto com "camadas de uma substância dura muito infusível com camadas de um condutor de calor pobre entre" projetadas para erodir da mesma forma que a superfície de um meteoro.

Cada visão é uma piada até que o primeiro homem a realize; uma vez realizada, torna-se comum.

–Responda à pergunta de um repórter após crítica no The New York Times , 1920.

Publicidade e crítica

A publicação do documento de Goddard atraiu a atenção nacional dos jornais americanos, em sua maioria negativos. Embora a discussão de Goddard sobre como mirar na lua fosse apenas uma pequena parte do trabalho como um todo (oito linhas da penúltima página de 69 páginas) e pretendesse ser uma ilustração das possibilidades, em vez de uma declaração de intenções, os documentos sensacionalizou suas idéias ao ponto da deturpação e do ridículo. Até o Smithsonian teve de se abster de publicidade por causa da quantidade de correspondência ridícula recebida do público em geral. David Lasser, co-fundador da American Rocket Society (ARS), escreveu em 1931 que Goddard foi submetido na imprensa aos "ataques mais violentos".

Em 12 de janeiro de 1920, uma matéria de primeira página do The New York Times , "Believes Rocket Can Reach Moon", relatou um comunicado à imprensa do Smithsonian sobre um "foguete de alta eficiência e carga múltipla". A principal aplicação prevista era "a possibilidade de enviar aparelhos de gravação a altitudes moderadas e extremas dentro da atmosfera terrestre", sendo a vantagem sobre os instrumentos de balão a facilidade de recuperação, já que "o novo aparelho de foguete iria subir e descer direto. " Mas também mencionou uma proposta de "enviar para a parte escura da lua nova uma quantidade suficientemente grande do pó de flash mais brilhante que, ao ser aceso no impacto, seria claramente visível em um poderoso telescópio. Este seria o única forma de provar que o foguete realmente havia saído da atração da terra, pois o aparelho jamais voltaria, uma vez que escapasse dessa atração. "

Editorial do New York Times

Em 13 de janeiro de 1920, um dia após sua matéria de primeira página sobre o foguete de Goddard, um editorial não assinado do New York Times , em uma seção intitulada "Tópicos do Times", zombou da proposta. O artigo, que trazia o título "Uma severa pressão sobre a credulidade", começou com aparente aprovação, mas logo lançou sérias dúvidas:

Como um método de enviar um míssil para a parte mais alta, e até mais alta, do envelope atmosférico da Terra, o foguete de carga múltipla do Professor Goddard é um dispositivo viável e, portanto, promissor. Esse foguete também pode levar instrumentos de autogravação, a serem lançados no limite de seu vôo, e os pára-quedas concebíveis os trariam com segurança ao solo. Não é óbvio, porém, que os instrumentos voltariam ao ponto de partida; na verdade, é óbvio que não, pois os pára-quedas flutuam exatamente como os balões.

O artigo avançou na proposta de Goddard de lançar foguetes além da atmosfera:

[A] pós o foguete deixar nosso ar e realmente começar sua jornada mais longa, seu vôo não seria nem acelerado nem mantido pela explosão das cargas que ele então poderia ter deixado. Afirmar que seria é negar uma lei fundamental da dinâmica, e apenas o Dr. Einstein e sua dúzia escolhida, tão poucos e adequados, têm licença para fazer isso. ... Claro, [Goddard] só parece não ter o conhecimento que se acumula diariamente nas escolas secundárias.

A base dessa crítica era a crença comum na época de que o empuxo era produzido pelo escapamento do foguete empurrando contra a atmosfera; Goddard percebeu que a terceira lei de Newton (reação) era o princípio real e que o impulso era possível no vácuo.

Rescaldo

Uma semana após o editorial do New York Times , Goddard divulgou um comunicado assinado à Associated Press , tentando restaurar a razão para o que havia se tornado uma história sensacional:

Muita atenção foi concentrada no experimento proposto de flash pot [d] er, e muito pouca na exploração da atmosfera. ... Quaisquer que sejam as possibilidades interessantes do método que foi proposto, além do propósito para o qual foi pretendido, nenhuma delas poderia ser empreendida sem primeiro explorar a atmosfera.

Em 1924, Goddard publicou um artigo, "Como meu foguete rápido pode se propelir no vácuo", na Popular Science , no qual explicava a física e detalhava os experimentos de vácuo que havia realizado para comprovar a teoria. Mas, por mais que tentasse explicar seus resultados, não foi compreendido pela maioria. Depois de um dos experimentos de Goddard em 1929, um jornal local de Worcester publicou a manchete zombeteira "Foguete lunar erra o alvo em 238.799 12  milhas."

Embora o público sem imaginação tenha rido do "homem da lua", seu trabalho inovador foi lido com seriedade por muitos foguetes na América, Europa e Rússia que se empolgaram para construir seus próprios foguetes. Este trabalho foi sua contribuição mais importante para a busca de "mirar nas estrelas".

Goddard trabalhou sozinho com apenas sua equipe de mecânicos e maquinistas por muitos anos. Isso foi resultado das duras críticas da mídia e de outros cientistas, e de sua compreensão das aplicações militares que as potências estrangeiras poderiam usar. Goddard passou a suspeitar cada vez mais dos outros e muitas vezes trabalhava sozinho, exceto durante as duas Guerras Mundiais, que limitaram o impacto de grande parte de seu trabalho. Outro fator limitante foi a falta de apoio do governo americano, militar e acadêmico, todos falhando em entender o valor do foguete para estudar a atmosfera e o espaço próximo, e para aplicações militares.

No entanto, Goddard teve alguma influência sobre os pioneiros da construção de foguetes europeus como Hermann Oberth e seu aluno Max Valier , pelo menos como proponente da ideia de foguetes espaciais e fonte de inspiração, embora cada lado tenha desenvolvido sua tecnologia e sua base científica de forma independente.

Opel RAK.1 - Primeiro voo público mundial de um avião equipado com foguete tripulado em 30 de setembro de 1929

Eventualmente, Fritz von Opel foi fundamental na popularização de foguetes como meio de propulsão para veículos. Na década de 1920, ele iniciou junto com Max Valier , cofundador do "Verein für Raumschiffahrt", o primeiro programa de foguetes do mundo, Opel-RAK , levando a recordes de velocidade para automóveis, veículos ferroviários e o primeiro voo tripulado com foguete em Setembro de 1929. Meses antes, em 1928, um de seus protótipos movidos a foguete, o Opel RAK2, alcançou pilotado pelo próprio von Opel na estrada AVUS em Berlim uma velocidade recorde de 238 km / h, assistido por 3.000 espectadores e mídia mundial, entre eles Fritz Lang , diretor de Metropolis e Woman in the Moon , o campeão mundial de boxe Max Schmeling e muitas outras celebridades do esporte e do show business. Um recorde mundial para veículos ferroviários foi alcançado com o RAK3 e uma velocidade máxima de 256 km / h. Após esses sucessos, a von Opel pilotou o primeiro vôo público movido a foguete usando o Opel RAK.1 , um avião-foguete projetado por Julius Hatry . A mídia mundial informou sobre esses esforços, incluindo UNIVERSAL Newsreel dos EUA, causando como "Raketen-Rummel" ou "Rocket Rumble" imensa excitação pública global, e em particular na Alemanha, onde, entre outros, Wernher von Braun foi altamente influenciado. A Grande Depressão levou ao fim do programa Opel-RAK , mas Max Valier continuou os esforços. Depois de mudar de foguetes de combustível sólido para combustível líquido, ele morreu durante os testes e é considerado a primeira fatalidade da era espacial que despontava. Aos 18 anos, Von Braun também se tornou aluno de Oberth e, por fim, o chefe do programa de foguetes da era nazista.

À medida que a Alemanha se tornava cada vez mais parecida com a guerra, Goddard recusava-se a se comunicar com os experimentadores de foguetes alemães, embora recebesse cada vez mais correspondência. Via Wernher von Braun e sua equipe se juntando aos programas pós-guerra dos EUA, há, no entanto, uma linha indireta de tradição científica e tecnológica da NASA de volta a Goddard.

'Uma Correção'

Quarenta e nove anos após seu editorial zombar de Goddard, em 17 de julho de 1969 - um dia após o lançamento da Apollo 11 - o New York Times publicou um pequeno item com o título "Uma correção". A declaração de três parágrafos resumiu seu editorial de 1920 e concluiu:

Outras investigações e experimentações confirmaram as descobertas de Isaac Newton no século 17 e agora está definitivamente estabelecido que um foguete pode funcionar no vácuo, bem como na atmosfera. O Times lamenta o erro.

Primeiro voo movido a combustível líquido

Goddard começou a considerar os propelentes líquidos, incluindo hidrogênio e oxigênio, já em 1909. Ele sabia que hidrogênio e oxigênio eram a combinação mais eficiente de combustível / oxidante. O hidrogênio líquido não estava disponível em 1921, entretanto, e ele selecionou a gasolina como o combustível mais seguro para manusear.

Primeiros testes estáticos

Robert Goddard, empacotado contra o tempo frio de 16 de março de 1926, detém a estrutura de lançamento de sua invenção mais notável - o primeiro foguete movido a combustível líquido.

Goddard começou a experimentar com oxidante líquido, foguetes de combustível líquido em setembro de 1921, e testou com sucesso o primeiro motor de propelente líquido em novembro de 1923. Ele tinha uma câmara de combustão cilíndrica , usando jatos de impacto para misturar e atomizar oxigênio líquido e gasolina .

Em 1924–25, Goddard teve problemas para desenvolver uma bomba de pistão de alta pressão para enviar combustível para a câmara de combustão. Ele queria expandir os experimentos, mas seu financiamento não permitiria tal crescimento. Ele decidiu abrir mão das bombas e usar um sistema de alimentação de combustível pressurizado aplicando pressão ao tanque de combustível de um tanque de gás inerte , técnica que ainda é usada hoje. O oxigênio líquido, parte do qual evaporou, forneceu sua própria pressão.

Em 6 de dezembro de 1925, ele testou o sistema de alimentação de pressão mais simples. Ele conduziu um teste estático no posto de tiro no laboratório de física da Clark University. O motor levantou com sucesso seu próprio peso em um teste de 27 segundos no rack estático. Foi um grande sucesso para Goddard, provando que um foguete de combustível líquido era possível. O teste levou Goddard um passo importante mais perto de lançar um foguete com combustível líquido.

Goddard conduziu um teste adicional em dezembro e mais dois em janeiro de 1926. Depois disso, ele começou a se preparar para um possível lançamento do sistema de foguetes.

Primeiro voo

Goddard lançou o primeiro foguete movido a combustível líquido ( gasolina e oxigênio líquido ) do mundo em 16 de março de 1926, em Auburn, Massachusetts . Estiveram presentes no lançamento o chefe da tripulação Henry Sachs, Esther Goddard e Percy Roope, que foi professor assistente de Clark no departamento de física. O registro do evento no diário de Goddard foi notável por seu eufemismo:

16 de março. Fui para Auburn com S [achs] pela manhã. E [sther] e o Sr. Roope saíram às 13h. Tentativa de foguete às 14h30. Ele subiu 41 pés e caiu 54 metros, em 2,5 segundos, depois que a metade inferior do bocal queimou. Trouxe materiais para o laboratório. ...

A entrada de seu diário no dia seguinte elaborou:

17 de março de 1926. O primeiro vôo com um foguete usando propelentes líquidos foi feito ontem na fazenda da tia Effie em Auburn. ... Embora o lançamento tenha sido puxado, o foguete não subiu no início, mas a chama saiu e houve um rugido constante. Depois de alguns segundos, ele subiu, lentamente até limpar o quadro e, em seguida, em velocidade de trem expresso, curvando-se para a esquerda e batendo no gelo e na neve, ainda em alta velocidade.

O foguete, que mais tarde foi apelidado de "Nell", subiu apenas 41 pés durante um vôo de 2,5 segundos que terminou a 54 metros de distância em um campo de repolho, mas foi uma demonstração importante de que combustíveis líquidos e oxidantes eram possíveis propelentes para foguetes maiores. O local de lançamento agora é um marco histórico nacional , o local de lançamento de foguetes Goddard .

Os espectadores familiarizados com os designs de foguetes mais modernos podem achar difícil distinguir o foguete de seu aparelho de lançamento na conhecida foto de "Nell". O foguete completo é significativamente mais alto do que Goddard, mas não inclui a estrutura de suporte piramidal que ele está segurando. A câmara de combustão do foguete é o pequeno cilindro no topo; o bico é visível abaixo dele. O tanque de combustível, que também faz parte do foguete, é o cilindro maior oposto ao torso de Goddard. O tanque de combustível fica diretamente abaixo do bico e é protegido da exaustão do motor por um cone de amianto . Tubos de alumínio envoltos em amianto conectam o motor aos tanques, fornecendo suporte e transporte de combustível. Este layout não é mais utilizado, pois o experimento mostrou que não era mais estável do que colocar a câmara de combustão e o bico na base. Em maio, após uma série de modificações para simplificar o encanamento, a câmara de combustão e o bico foram colocados na posição já clássica, na extremidade inferior do foguete.

Goddard determinou desde o início que as aletas por si só não eram suficientes para estabilizar o foguete em vôo e mantê-lo na trajetória desejada em face de ventos elevados e outras forças perturbadoras. Ele acrescentou palhetas móveis no escapamento, controladas por um giroscópio, para controlar e dirigir seu foguete. (Os alemães usaram essa técnica em seu V-2.) Ele também introduziu o motor giratório mais eficiente em vários foguetes, basicamente o método usado para direcionar grandes mísseis e lançadores de propelente líquido atualmente.

Lindbergh e Goddard

Após o lançamento de um dos foguetes de Goddard em julho de 1929, chamou novamente a atenção dos jornais, Charles Lindbergh soube de seu trabalho em um artigo do New York Times . Na época, Lindbergh começou a se perguntar o que aconteceria com a aviação (até mesmo o vôo espacial) em um futuro distante e decidiu que a propulsão a jato e o vôo de foguete seriam o próximo passo provável. Depois de consultar o Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) e ter certeza de que Goddard era um físico de boa-fé e não um maluco, ele telefonou para Goddard em novembro de 1929. O professor Goddard conheceu o aviador logo depois em seu escritório na Clark University. Ao conhecer Goddard, Lindbergh ficou imediatamente impressionado com sua pesquisa, e Goddard ficou igualmente impressionado com o interesse do aviador. Ele discutiu seu trabalho abertamente com Lindbergh, formando uma aliança que duraria pelo resto de sua vida. Apesar de há muito tempo ter relutado em compartilhar suas ideias, Goddard mostrou total franqueza com aqueles poucos que compartilharam seu sonho e em quem ele sentia que podia confiar.

No final de 1929, Goddard vinha atraindo notoriedade adicional a cada lançamento de foguete. Ele estava achando cada vez mais difícil conduzir sua pesquisa sem distrações indesejadas. Lindbergh discutiu como encontrar financiamento adicional para o trabalho de Goddard e emprestou seu nome famoso ao trabalho de Goddard. Em 1930, Lindbergh fez várias propostas de financiamento à indústria e a investidores privados, que se mostraram quase impossíveis de encontrar após a recente quebra do mercado de ações dos Estados Unidos em outubro de 1929.

Patrocínio do Guggenheim

Na primavera de 1930, Lindbergh finalmente encontrou um aliado na família Guggenheim . O financista Daniel Guggenheim concordou em financiar a pesquisa de Goddard nos próximos quatro anos por um total de $ 100.000 (~ $ 1,9 milhão hoje). A família Guggenheim, especialmente Harry Guggenheim , continuaria a apoiar o trabalho de Goddard nos anos seguintes. Os Goddards logo se mudaram para Roswell, Novo México

Devido ao potencial militar do foguete, Goddard, Lindbergh, Harry Guggenheim, o Smithsonian Institution e outros tentaram em 1940, antes de os EUA entrarem na Segunda Guerra Mundial, convencer o Exército e a Marinha de seu valor. Os serviços de Goddard foram oferecidos, mas não houve interesse, inicialmente. Dois jovens oficiais militares imaginativos finalmente conseguiram os serviços para tentar um contrato com Goddard pouco antes da guerra. A Marinha venceu o Exército e garantiu seus serviços para construir motores de foguete de combustível líquido de empuxo variável para decolagem assistida por jato (JATO) de aeronaves. Esses motores de foguete foram os precursores dos maiores motores de avião-foguete reguláveis ​​que ajudaram a lançar a era espacial.

O astronauta Buzz Aldrin escreveu que seu pai, Edwin Aldrin Sr. "foi um dos primeiros apoiadores de Robert Goddard". O velho Aldrin era um estudante de física com Goddard em Clark e trabalhou com Lindbergh para obter a ajuda dos Guggenheims. Buzz acreditava que, se Goddard tivesse recebido apoio militar como a equipe de Wernher von Braun havia desfrutado na Alemanha, a tecnologia de foguetes americana teria se desenvolvido muito mais rapidamente na Segunda Guerra Mundial.

Falta de visão nos Estados Unidos

Antes da Segunda Guerra Mundial, havia uma falta de visão e sério interesse nos Estados Unidos em relação ao potencial dos foguetes, especialmente em Washington . Embora o Departamento de Meteorologia estivesse interessado, a partir de 1929, no foguete de Goddard para pesquisas atmosféricas, o Departamento não conseguiu obter financiamento governamental. Entre as Guerras Mundiais, a Fundação Guggenheim foi a principal fonte de financiamento para a pesquisa de Goddard. O foguete movido a combustível líquido de Goddard foi negligenciado por seu país, de acordo com o historiador aeroespacial Eugene Emme , mas foi notado e promovido por outras nações, especialmente os alemães. Goddard demonstrou notável presciência em 1923 em uma carta ao Smithsonian. Ele sabia que os alemães estavam muito interessados ​​em foguetes e disse que "não ficaria surpreso se a pesquisa se tornasse algo na natureza de uma raça", e ele se perguntou quando os "teóricos" europeus começariam a construir foguetes. Em 1936, o adido militar americano em Berlim pediu a Charles Lindbergh que visitasse a Alemanha e aprendesse o que pudesse sobre o progresso deles na aviação. Embora a Luftwaffe tenha mostrado a ele suas fábricas e esteja aberta em relação a seu crescente poder aéreo, eles se calaram quanto ao assunto de foguetes. Quando Lindbergh contou a Goddard sobre esse comportamento, Goddard disse: "Sim, eles devem ter planos para o foguete. Quando nosso próprio pessoal em Washington dará ouvidos à razão?"

A maioria das maiores universidades dos Estados Unidos também demorou para realizar o potencial dos foguetes. Pouco antes da Segunda Guerra Mundial, o chefe do departamento de aeronáutica do MIT, em reunião realizada pelo Corpo Aéreo do Exército para discutir o financiamento do projeto, disse que o Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech) "pode ​​aceitar o Buck Rogers Job [pesquisa de foguetes] . " Em 1941, Goddard tentou recrutar um engenheiro do MIT para sua equipe, mas não conseguiu encontrar nenhum interessado. Havia algumas exceções: o MIT estava pelo menos ensinando foguetes básicos e o Caltech tinha cursos de foguetes e aerodinâmica. Após a guerra, o Dr. Jerome Hunsaker do MIT, tendo estudado as patentes de Goddard, afirmou que "Todo foguete de combustível líquido que voa é um foguete Goddard."

Enquanto estava em Roswell, Goddard ainda era chefe do departamento de física da Clark University, e Clark permitiu que ele dedicasse a maior parte de seu tempo à pesquisa de foguetes. Da mesma forma, a Universidade da Califórnia em Los Angeles (UCLA) permitiu que o astrônomo Samuel Herrick realizasse pesquisas em orientação e controle de veículos espaciais e, logo após a guerra, ministrasse cursos de orientação de espaçonaves e determinação de órbita. Herrick começou a se corresponder com Goddard em 1931 e perguntou se ele deveria trabalhar neste novo campo, que ele chamou de astrodinâmica . Herrick disse que Goddard teve a visão de aconselhá-lo e encorajá-lo no uso da mecânica celeste "para antecipar o problema básico da navegação espacial". O trabalho de Herrick contribuiu substancialmente para a prontidão da América em controlar o vôo dos satélites da Terra e enviar os homens à Lua e de volta.

Roswell, Novo México

Charles Lindbergh tirou esta foto do foguete de Robert H. Goddard, quando ele olhou para baixo da torre de lançamento em 23 de setembro de 1935, em Roswell, Novo México.
Goddard rebocando um foguete em Roswell

Com novo apoio financeiro, Goddard acabou se mudando para Roswell, Novo México, no verão de 1930, onde trabalhou com sua equipe de técnicos em quase isolamento e relativo sigilo por anos. Ele havia consultado um meteorologista sobre a melhor área para fazer seu trabalho, e Roswell parecia ideal. Aqui eles não colocariam ninguém em perigo, não seriam incomodados pelos curiosos e experimentariam um clima mais moderado (que também era melhor para a saúde de Goddard). Os habitantes locais valorizavam a privacidade pessoal, sabiam que Goddard desejava a sua, e quando os viajantes perguntassem onde as instalações de Goddard estavam localizadas, provavelmente seriam mal orientadas.

Em setembro de 1931, seus foguetes tinham a aparência agora familiar de um invólucro liso com nadadeiras de cauda. Ele começou a fazer experiências com a orientação giroscópica e fez um teste de vôo desse sistema em abril de 1932. Um giroscópio montado em giroscópios com palhetas de direção controladas eletricamente no escapamento, semelhante ao sistema usado pelo V-2 alemão mais de 10 anos depois. Embora o foguete tenha caído após uma curta subida, o sistema de orientação funcionou e Goddard considerou o teste um sucesso.

Uma perda temporária de financiamento dos Guggenheims, como resultado da depressão, forçou Goddard na primavera de 1932 a retornar às suas detestáveis ​​responsabilidades de professor na Clark University. Ele permaneceu na universidade até o outono de 1934, quando o financiamento foi retomado. Por causa da morte do sênior Daniel Guggenheim, a gestão do financiamento foi assumida por seu filho, Harry Guggenheim. Ao retornar a Roswell, ele começou a trabalhar em sua série A de foguetes, de 4 a 4,5 metros de comprimento, movidos a gasolina e oxigênio líquido pressurizado com nitrogênio. O sistema de controle giroscópico foi alojado no meio do foguete, entre os tanques de propelente.

O A-4 usava um sistema de pêndulo mais simples para orientação, pois o sistema giroscópico estava sendo reparado. Em 8 de março de 1935, ele voou até 1.000 pés, depois virou contra o vento e, Goddard relatou, "rugiu em uma poderosa descida pela pradaria, perto ou na velocidade do som". Em 28 de março de 1935, o A-5 voou verticalmente com sucesso a uma altitude de (0,91 mi; 4.800 pés) usando seu sistema de orientação giroscópica. Em seguida, mudou para um caminho quase horizontal, voou 13.000 pés e atingiu uma velocidade máxima de 550 milhas por hora. Goddard estava exultante porque o sistema de orientação mantinha o foguete muito bem em uma trajetória vertical.

Em 1936-1939, Goddard começou a trabalhar nos foguetes das séries K e L, que eram muito mais massivos e projetados para atingir altitudes muito elevadas. A série K consistia em testes de bancada estáticos de um motor mais potente, atingindo um empuxo de 624 libras em fevereiro de 1936. Este trabalho foi afetado por problemas com queima da câmara. Em 1923, Goddard construiu um motor com refrigeração regenerativa, que circulava oxigênio líquido pelo lado de fora da câmara de combustão, mas considerou a ideia muito complicada. Ele então usou um método de resfriamento de cortina que envolvia borrifar o excesso de gasolina, que evaporou ao redor da parede interna da câmara de combustão, mas esse esquema não funcionou bem e os foguetes maiores falharam. Goddard voltou a ter um design menor, e seu L-13 atingiu uma altitude de 2,7 quilômetros (1,7 milhas; 8.900 pés), o mais alto de todos os seus foguetes. O peso foi reduzido pelo uso de tanques de combustível de paredes finas enrolados com arame de alta resistência à tração.

Goddard experimentou muitos dos recursos dos grandes foguetes de hoje, como várias câmaras de combustão e bicos. Em novembro de 1936, ele voou o primeiro foguete do mundo (L-7) com várias câmaras, na esperança de aumentar o empuxo sem aumentar o tamanho de uma única câmara. Ele tinha quatro câmaras de combustão, atingia uma altura de 200 pés e corrigia seu caminho vertical usando palhetas de explosão até que uma das câmaras queimasse. Este vôo demonstrou que um foguete com múltiplas câmaras de combustão poderia voar de forma estável e ser facilmente guiado. Em julho de 1937, ele substituiu as palhetas de orientação por uma seção de cauda móvel contendo uma única câmara de combustão, como se estivessem em balancins ( vetorização de empuxo ). O vôo era de baixa altitude, mas uma grande perturbação, provavelmente causada por uma mudança na velocidade do vento, foi corrigida de volta para a vertical. Em um teste de agosto, a trajetória de vôo foi corrigida sete vezes pela cauda móvel e foi capturada em filme pela Sra. Goddard.

De 1940 a 1941, Goddard trabalhou na série P de foguetes, que usavam turbobombas propelentes (também movidas a gasolina e oxigênio líquido). As bombas leves produziram pressões de propulsor mais altas, permitindo um motor mais potente (maior empuxo) e uma estrutura mais leve (tanques mais leves e sem tanque de pressurização), mas dois lançamentos terminaram em colisões após atingir uma altitude de apenas algumas centenas de pés. As bombas turbo funcionaram bem, no entanto, e Goddard ficou satisfeito.

Quando Goddard mencionou a necessidade de bombas turbo, Harry Guggenheim sugeriu que ele contatasse os fabricantes de bombas para ajudá-lo. Nenhum estava interessado, pois o custo de desenvolvimento dessas bombas em miniatura era proibitivo. A equipe de Goddard foi, portanto, deixada por conta própria e, de setembro de 1938 a junho de 1940, projetou e testou as pequenas turbobombas e geradores de gás para operar as turbinas. Esther disse mais tarde que os testes da bomba foram "a fase mais difícil e desanimadora da pesquisa".

Goddard conseguiu fazer o teste de vôo de muitos de seus foguetes, mas muitos resultaram no que os não iniciados chamariam de falhas, geralmente resultantes de mau funcionamento do motor ou perda de controle. Goddard não os considerou fracassos, entretanto, porque sentiu que sempre aprendeu algo com um teste. A maior parte de seu trabalho envolveu testes estáticos, que são um procedimento padrão hoje, antes de um teste de vôo. Ele escreveu a um correspondente: "Não é uma questão simples diferenciar experiências malsucedidas de bem-sucedidas. ... [A maioria] dos trabalhos que finalmente são bem-sucedidos é o resultado de uma série de testes malsucedidos nos quais as dificuldades são gradualmente eliminadas."

General Jimmy Doolittle

Jimmy Doolittle foi apresentado ao campo da ciência espacial no início de sua história. Ele lembra em sua autobiografia: "Fiquei interessado no desenvolvimento de foguetes na década de 1930 quando conheci Robert H. Goddard, que lançou os alicerces. ... Enquanto trabalhava com a Shell Oil, trabalhei com ele no desenvolvimento de um tipo de combustível. .. "Harry Guggenheim e Charles Lindbergh arranjaram para (então Major) Doolittle discutir com Goddard uma mistura especial de gasolina. Doolittle voou para Roswell em outubro de 1938 e fez um tour pela loja de Goddard e fez um "curso de curta duração" em construção de foguetes. Ele então escreveu um memorando, incluindo uma descrição bastante detalhada do foguete de Goddard. Para encerrar, ele disse: "O transporte interplanetário é provavelmente um sonho de um futuro muito distante, mas com a lua a apenas um quarto de milhão de milhas de distância - quem sabe!" Em julho de 1941, ele escreveu a Goddard que ainda estava interessado em suas pesquisas sobre propulsão de foguetes. O Exército estava interessado apenas no JATO neste momento. No entanto, Doolittle e Lindbergh estavam preocupados com o estado dos foguetes nos Estados Unidos, e Doolittle permaneceu em contato com Goddard.

Pouco depois da Segunda Guerra Mundial, Doolittle falou a respeito de Goddard em uma conferência da American Rocket Society (ARS) na qual compareceu um grande número de interessados ​​em foguetes. Posteriormente, ele afirmou que, naquela época, "nós [no campo da aeronáutica] não demos muito crédito ao tremendo potencial dos foguetes". Em 1956, ele foi nomeado presidente do National Advisory Committee for Aeronautics (NACA) porque o presidente anterior, Jerome C. Hunsaker , achava que Doolittle era mais simpático do que outros cientistas e engenheiros ao foguete, que estava crescendo em importância como um instrumento científico ferramenta, bem como uma arma. Doolittle foi fundamental para a transição bem-sucedida do NACA para a Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço (NASA) em 1958. Foi oferecido a ele o cargo de primeiro administrador da NASA, mas recusou.

Histórico de lançamento

Entre 1926 e 1941, os seguintes 35 foguetes foram lançados:

Encontro Modelo Altitude em pés Altitude em metros Duração do voo Notas
16 de março de 1926 Goddard 1 41 12,5 2,5 s primeiro lançamento de foguete líquido
3 de abril de 1926 Goddard 1 49 15 4,2 s altitude recorde
26 de dezembro de 1928 Goddard 3 16 5 desconhecido
17 de julho de 1929 Goddard 3 90 27 5,5 s altitude recorde
30 de dezembro de 1930 Goddard 4 2000 610 desconhecido altitude recorde
29 de setembro de 1931 Goddard 4 180 55 9,6 s
13 de outubro de 1931 Goddard 4 1700 520 desconhecido
27 de outubro de 1931 Goddard 4 1330 410 desconhecido
19 de abril de 1932 - 135 41 5 s
16 de fevereiro de 1935 Uma série 650 200 desconhecido
8 de março de 1935 Uma série 1000 300 12 s
28 de março de 1935 Uma série 4800 1460 20 s altitude recorde
31 de maio de 1935 Uma série 7500 2300 desconhecido altitude recorde
25 de junho de 1935 Uma série 120 37 10 s
12 de julho de 1935 Uma série 6600 2000 14 s
29 de outubro de 1935 Uma série 4000 1220 12 s
31 de julho de 1936 Série L, Seção A 200 60 5 s
3 de outubro de 1936 LA 200 60 5 s
7 de novembro de 1936 LA 200 60 desconhecido 4 câmaras de impulso
18 de dezembro de 1936 Série L, Seção B 3 1 desconhecido Virou horizontalmente imediatamente após o lançamento
1 de fevereiro de 1937 LIBRA 1870 570 20,5 s
27 de fevereiro de 1937 LIBRA 1500 460 20 s
26 de março de 1937 LIBRA 8000-9000 2500–2700 22,3 s Maior altitude alcançada
22 de abril de 1937 LIBRA 6560 2000 21,5 s
19 de maio de 1937 LIBRA 3250 990 29,5 s
28 de julho de 1937 Série L, Seção C 2055 630 28 s Cauda móvel

direção

26 de agosto de 1937 LC 2000 600 desconhecido Cauda móvel
24 de novembro de 1937 LC 100 30 desconhecido
6 de março de 1938 LC 525 160 desconhecido
17 de março de 1938 LC 2170 660 15 s
20 de abril de 1938 LC 4215 1260 25,3 s
26 de maio de 1938 LC 140 40 desconhecido
9 de agosto de 1938 LC 4920 (visual)
3294 (barógrafo)
1500
1000
desconhecido
9 de agosto de 1940 Série P, Seção C 300 90 desconhecido
8 de maio de 1941 PC 250 80 desconhecido
Algumas das partes dos foguetes de Goddard

Análise de resultados

Como um instrumento para alcançar altitudes extremas, os foguetes de Goddard não tiveram muito sucesso; eles não alcançaram uma altitude superior a 2,7 km em 1937, enquanto uma sonda de balão já havia atingido 35 km em 1921. Em contraste, os cientistas de foguetes alemães alcançaram uma altitude de 2,4 km com o foguete A-2 em 1934, 8 km por 1939 com o A-5, e 176 km em 1942 com o A-4 ( V-2 ) lançado verticalmente, atingindo os limites externos da atmosfera e no espaço.

O ritmo de Goddard era mais lento do que o dos alemães porque ele não tinha os recursos que eles tinham. Simplesmente alcançar grandes altitudes não era seu objetivo principal; ele estava tentando, com uma abordagem metódica, aperfeiçoar seu motor de combustível líquido e subsistemas, como orientação e controle, para que seu foguete pudesse eventualmente atingir grandes altitudes sem tombar na rara atmosfera, fornecendo um veículo estável para os experimentos que eventualmente carregaria. Ele havia construído as bombas turbo necessárias e estava prestes a construir foguetes maiores, mais leves e mais confiáveis ​​para alcançar altitudes extremas carregando instrumentos científicos quando a Segunda Guerra Mundial interveio e mudou o rumo da história americana. Ele esperava retornar aos seus experimentos em Roswell após a guerra.

Embora no final dos anos de Roswell grande parte de sua tecnologia tenha sido replicada independentemente por outros, ele introduziu novos desenvolvimentos para foguetes que foram usados ​​nesta nova empresa: turbobombas leves, motor de empuxo variável (nos EUA), motor com múltiplas câmaras de combustão e bocais, e resfriamento de cortina da câmara de combustão.

Embora Goddard tenha levado seu trabalho com foguetes à atenção do Exército dos Estados Unidos , entre as Guerras Mundiais, ele foi rejeitado, já que o Exército não conseguiu entender a aplicação militar de grandes foguetes e disse que não havia dinheiro para novas armas experimentais. A inteligência militar alemã, por outro lado, prestou atenção ao trabalho de Goddard. Os Goddards notaram que algumas correspondências foram abertas e alguns relatórios enviados desapareceram. Um adido militar credenciado nos Estados Unidos, Friedrich von Boetticher, enviou um relatório de quatro páginas ao Abwehr em 1936, e o espião Gustav Guellich enviou uma mistura de fatos e informações inventadas, alegando ter visitado Roswell e testemunhado um lançamento. O Abwehr ficou muito interessado e respondeu com mais perguntas sobre o trabalho de Goddard. Os relatórios de Guellich incluíam informações sobre as misturas de combustível e o importante conceito de resfriamento por cortina de combustível, mas depois disso os alemães receberam muito pouca informação sobre Goddard.

A União Soviética tinha um espião no Bureau of Aeronautics da Marinha dos Estados Unidos. Em 1935, ela deu a eles um relatório que Goddard havia escrito para a Marinha em 1933. Continha resultados de testes e voos e sugestões para o uso militar de seus foguetes. Os soviéticos consideraram esta informação muito valiosa. Forneceu poucos detalhes de design, mas deu a eles a direção e o conhecimento sobre o progresso de Goddard.

Annapolis, Maryland

O Tenente da Marinha Charles F. Fischer, que havia visitado Goddard em Roswell anteriormente e ganhou sua confiança, acreditava que Goddard estava fazendo um trabalho valioso e foi capaz de convencer o Bureau de Aeronáutica em setembro de 1941 de que Goddard poderia construir a unidade JATO que a Marinha desejava. Ainda em Roswell, e antes de o contrato da Marinha entrar em vigor, Goddard começou em setembro a aplicar sua tecnologia para construir um motor de empuxo variável para ser acoplado a um hidroavião PBY . Em maio de 1942, ele tinha uma unidade que atendia aos requisitos da Marinha e era capaz de lançar aeronaves pesadamente carregadas em uma pista curta. Em fevereiro, ele recebeu parte de um PBY com buracos de bala aparentemente adquiridos no ataque a Pearl Harbor . Goddard escreveu a Guggenheim que "Não consigo pensar em nada que me dê maior satisfação do que contribuir para a retaliação inevitável".

Em abril, Fischer notificou Goddard de que a Marinha queria fazer todo o seu trabalho com foguetes na Estação Experimental de Engenharia em Annapolis. Esther, preocupada que uma mudança para o clima de Maryland pudesse causar uma deterioração mais rápida da saúde de Robert, objetou. Mas o patriota Goddard respondeu: "Esther, você não sabe que há uma guerra?" Fischer também questionou a mudança, já que Goddard poderia funcionar tão bem em Roswell. Goddard simplesmente respondeu: "Eu estava me perguntando quando você me perguntaria." Fischer queria oferecer a ele algo maior - um míssil de longo alcance - mas JATO foi tudo o que ele conseguiu, esperando um projeto maior mais tarde. Era um caso de um pino quadrado em um buraco redondo, de acordo com um Goddard desapontado.

Goddard e sua equipe já estavam em Annapolis há um mês e testaram seu motor JATO de impulso constante quando recebeu um telegrama da Marinha, enviado de Roswell, ordenando-o a Annapolis. O tenente Fischer pediu um esforço para colidir. Em agosto, seu motor estava produzindo 800 libras de empuxo por 20 segundos e Fischer estava ansioso para testá-lo em um PBY. No sexto teste, com todos os bugs resolvidos, o PBY, pilotado por Fischer, foi lançado no ar pelo rio Severn. Fischer pousou e se preparou para lançar novamente. Goddard queria verificar a unidade, mas o contato de rádio com o PBY foi perdido. Na sétima tentativa, o motor pegou fogo. O avião estava a 150 pés de altura quando o vôo foi abortado. Como Goddard instalou um dispositivo de segurança no último minuto, não houve explosão e nenhuma vida foi perdida. A causa do problema foi atribuída à instalação apressada e manuseio inadequado. Motores JATO de combustível sólido mais baratos e seguros foram eventualmente selecionados pelas forças armadas. Um engenheiro disse mais tarde: "Colocar o foguete [de Goddard] em um hidroavião foi como prender uma águia a um arado".

O primeiro biógrafo de Goddard, Milton Lehman, observa:

Em seu esforço de impacto em 1942 para aperfeiçoar um propulsor de aeronaves, a Marinha estava começando a aprender seu caminho na construção de foguetes. Em esforços semelhantes, o Corpo de Aviação do Exército também estava explorando o campo [com o GALCIT ]. Comparado ao enorme programa da Alemanha, esse início foi pequeno, mas essencial para o progresso posterior. Eles ajudaram a desenvolver um núcleo de engenheiros de foguetes americanos treinados, os primeiros da nova geração que seguiriam o professor na Era do Espaço.

Em agosto de 1943, o presidente Atwood em Clark escreveu a Goddard que a universidade estava perdendo o chefe interino do Departamento de Física, estava assumindo um "trabalho de emergência" para o Exército e que ele deveria "se apresentar para o serviço ou declarar o cargo vago". Goddard respondeu que acreditava ser necessário para a Marinha, estava se aproximando da idade de aposentadoria e não podia dar uma palestra por causa de seu problema de garganta, que o impedia de falar em um sussurro. Ele lamentavelmente renunciou ao cargo de professor de física e expressou seu mais profundo agradecimento por tudo que Atwood e os curadores haviam feito por ele e indiretamente pelo esforço de guerra. Em junho, ele foi ver um especialista em garganta em Baltimore, que recomendou que ele não falasse nada, para dar um descanso à garganta.

A estação, sob o comando do Tenente Comandante Robert Truax, estava desenvolvendo outro motor JATO em 1942 que usava propelentes hipergólicos , eliminando a necessidade de um sistema de ignição. O químico Ensign Ray Stiff descobrira na literatura de fevereiro que a anilina e o ácido nítrico queimavam ferozmente imediatamente quando misturados. A equipe de Goddard construiu as bombas para o combustível de anilina e o oxidante de ácido nítrico e participou dos testes estáticos. A Marinha entregou as bombas aos Motores de Reação (RMI) para uso no desenvolvimento de um gerador de gás para as turbinas da bomba. Goddard foi até a RMI para observar os testes do sistema da bomba e almoçou com os engenheiros da RMI. (A RMI foi a primeira empresa formada a construir motores de foguete e motores para o foguete Bell X-1 e Viking (foguete) . A RMI ofereceu a Goddard um quinto dos interesses na empresa e uma parceria após a guerra. Goddard foi para a Marinha pessoas em dezembro de 1944 para conferenciar com a RMI sobre a divisão do trabalho, e sua equipe forneceria o sistema de bomba de propelente para um interceptor movido a foguete, porque eles tinham mais experiência com bombas. Ele consultou a RMI de 1942 a 1945. Embora anteriormente fosse concorrente, Goddard tinha uma boa relação de trabalho com a RMI, de acordo com o historiador Frank H. Winter.

A Marinha fez Goddard construir um sistema de bomba para uso do Caltech com propelentes de anilina ácida. A equipe construiu um motor de empuxo de 3000 libras usando um conjunto de quatro motores de empuxo de 750 libras. Eles também desenvolveram motores de 750 libras para o míssil interceptor guiado Gorgon da Marinha ( projeto experimental Gorgon ). Goddard continuou a desenvolver o motor de impulso variável com gasolina e salmão defumado por causa dos perigos envolvidos com os hipergólicos.

Apesar dos esforços de Goddard para convencer a Marinha de que os foguetes de combustível líquido têm maior potencial, ele disse que a Marinha não tinha interesse em mísseis de longo alcance. No entanto, a Marinha pediu-lhe para aperfeiçoar o motor JATO regulável. Goddard fez melhorias no motor e, em novembro, ele foi demonstrado à Marinha e a alguns oficiais de Washington. Fischer convidou os espectadores a operar os controles; o motor explodiu sobre o Severn a toda velocidade sem hesitação, ficou em ponto morto e rugiu novamente em vários níveis de impulso. O teste foi perfeito, excedendo os requisitos da Marinha. A unidade foi capaz de ser parada e reiniciada e produziu um empuxo médio de 600 libras por 15 segundos e um empuxo total de 1.000 libras por mais de 15 segundos. Um comandante da Marinha comentou que "Era como ser Thor, brincar com raios." Goddard havia produzido o sistema de controle de propulsão essencial do avião-foguete. Os Goddards comemoraram participando do jogo de futebol Exército-Marinha e do coquetel Fischers.

Este motor foi a base do motor Curtiss-Wright XLR25-CW-1 de duas câmaras e 15.000 libras de empuxo variável que impulsionou o foguete de pesquisa Bell X-2 . Após a Segunda Guerra Mundial, a equipe de Goddard e algumas patentes foram para a Curtiss-Wright Corporation. "Embora sua morte em agosto de 1945 o tenha impedido de participar do desenvolvimento real deste motor, ele era um descendente direto de seu projeto." A Clark University e a Fundação Guggenheim receberam os royalties do uso das patentes. Em setembro de 1956, o X-2 foi o primeiro avião a atingir 126.000 pés de altitude e em seu último vôo ultrapassou Mach 3 (3,2) antes de perder o controle e cair. O X-2 programa tecnologia avançada em áreas como ligas de aço e aerodinâmica com números Mach elevados.

V-2

Você não sabe sobre o seu próprio pioneiro de foguetes? O Dr. Goddard estava à frente de todos nós.

- Wernher von Braun , quando questionado sobre seu trabalho, após a Segunda Guerra Mundial

Na primavera de 1945, Goddard viu um míssil balístico alemão V-2 capturado , no laboratório naval em Annapolis, Maryland, onde trabalhava sob contrato. O foguete não lançado foi capturado pelo Exército dos EUA da fábrica Mittelwerk nas montanhas Harz e as amostras começaram a ser enviadas pela Missão Especial V-2 em 22 de maio de 1945.

Após uma inspeção minuciosa, Goddard estava convencido de que os alemães haviam "roubado" seu trabalho. Embora os detalhes do projeto não fossem exatamente os mesmos, o projeto básico do V-2 era semelhante a um dos foguetes de Goddard. O V-2, entretanto, era tecnicamente muito mais avançado do que o mais bem-sucedido dos foguetes projetados e testados por Goddard. O grupo de foguetes Peenemünde liderado por Wernher von Braun pode ter se beneficiado dos contatos pré-1939 até certo ponto, mas também começou a partir do trabalho de seu próprio pioneiro espacial, Hermann Oberth ; eles também tinham o benefício de financiamento estadual intensivo, instalações de produção em grande escala (usando trabalho escravo) e repetidos testes de voo que lhes permitiam refinar seus projetos. Oberth era um teórico e nunca havia construído um foguete, mas testou pequenas câmaras de impulso de propelente líquido em 1929-30, que não eram avanços no "estado da arte". Em 1922, Oberth pediu a Goddard uma cópia de seu artigo de 1919 e recebeu uma.

No entanto, em 1963, von Braun, refletindo sobre a história dos foguetes, disse de Goddard: "Seus foguetes ... podem ter sido um tanto rústicos para os padrões atuais, mas abriram caminho e incorporaram muitos recursos usados ​​em nossos modelos mais modernos foguetes e veículos espaciais ". Certa vez, ele lembrou que "os experimentos de Goddard com combustível líquido nos pouparam anos de trabalho e nos capacitaram a aperfeiçoar o V-2 anos antes que isso fosse possível". Após a Segunda Guerra Mundial, von Braun revisou as patentes de Goddard e acreditou que continham informações técnicas suficientes para construir um grande míssil.

Três características desenvolvidas por Goddard apareceram no V-2: (1) turbobombas eram usadas para injetar combustível na câmara de combustão; (2) palhetas controladas giroscopicamente no bocal estabilizaram o foguete até que palhetas externas no ar pudessem fazer isso; e (3) o excesso de álcool era alimentado ao redor das paredes da câmara de combustão, de modo que uma manta de gás evaporado protegesse as paredes do motor do calor de combustão.

Os alemães estavam observando o progresso de Goddard antes da guerra e se convenceram de que grandes foguetes de combustível líquido eram viáveis. O general Walter Dornberger , chefe do projeto V-2, usou a ideia de que eles estavam em uma corrida com os EUA e que Goddard havia "desaparecido" (para trabalhar com a Marinha) como uma forma de persuadir Hitler a elevar a prioridade do V-2.

Segredo de Goddard

Goddard evitou compartilhar detalhes de seu trabalho com outros cientistas e preferiu trabalhar sozinho com seus técnicos. Frank Malina , que então estudava foguetes no California Institute of Technology , visitou Goddard em agosto de 1936. Goddard hesitou em discutir qualquer uma de suas pesquisas, exceto a que já havia sido publicada na Liquid-Propellant Rocket Development . Theodore von Kármán , o mentor de Malina na época, não gostou da atitude de Goddard e mais tarde escreveu: "Naturalmente, nós da Caltech queríamos todas as informações que pudéssemos obter de Goddard para nosso benefício mútuo. Mas Goddard acreditava no sigilo ... O problema com sigilo é que se pode facilmente ir na direção errada e nunca saber disso. " No entanto, em um ponto anterior, von Kármán disse que Malina estava "muito entusiasmado" após sua visita e que a Caltech fez alterações em seu foguete de propelente líquido, com base no trabalho e nas patentes de Goddard. Malina lembrou-se de sua visita como amistosa e de que ele viu quase todos os componentes da loja de Goddard, exceto alguns.

As preocupações de Goddard sobre o sigilo levaram a críticas por não cooperar com outros cientistas e engenheiros. Sua abordagem na época era que o desenvolvimento independente de suas ideias, sem interferência, traria resultados mais rápidos, embora recebesse menos suporte técnico. George Sutton, que se tornou um cientista de foguetes trabalhando com a equipe de von Braun no final dos anos 1940, disse que ele e seus colegas de trabalho nunca ouviram falar de Goddard ou de suas contribuições e que teriam economizado tempo se soubessem os detalhes de seu trabalho. Sutton admite que pode ter sido culpa deles por não terem procurado as patentes de Goddard e depender da equipe alemã para obter conhecimento e orientação; ele escreveu que as informações sobre as patentes não eram bem distribuídas nos Estados Unidos naquele período inicial após a Segunda Guerra Mundial, embora a Alemanha e a União Soviética tivessem cópias de algumas delas. (O Escritório de Patentes não liberou patentes de foguetes durante a Segunda Guerra Mundial.) No entanto, a Aerojet Engineering Corporation, uma ramificação do Laboratório Aeronáutico Guggenheim em Caltech (GALCIT), entrou com dois pedidos de patente em setembro de 1943 referenciando a Patente dos EUA 1.102.653 de Goddard para o multiestágio foguete.

Em 1939, o GALCIT de von Kármán havia recebido financiamento do Army Air Corps para desenvolver foguetes para auxiliar na decolagem de aeronaves. Goddard soube disso em 1940 e expressou abertamente seu desagrado por não ser considerado. Malina não conseguia entender por que o Exército não organizou uma troca de informações entre Goddard e Caltech, já que ambos estavam sob contrato do governo ao mesmo tempo. Goddard não achava que poderia ser de muita ajuda para Caltech porque eles estavam projetando motores de foguete principalmente com combustível sólido, enquanto ele usava combustível líquido.

Goddard estava preocupado em evitar as críticas públicas e o ridículo que enfrentou na década de 1920, que ele acreditava ter prejudicado sua reputação profissional. Ele também não tinha interesse em discussões com pessoas que entendiam menos de foguetes do que ele, sentindo que seu tempo era extremamente limitado. A saúde de Goddard era frequentemente precária, como resultado de seu primeiro ataque de tuberculose, e ele não tinha certeza de quanto tempo teria de viver. Sentia, portanto, que não tinha tempo de sobra para discutir com outros cientistas e a imprensa sobre seu novo campo de pesquisa, ou ajudando todos os foguetes amadores que escreveram para ele. Em 1932, Goddard escreveu a HG Wells:

Quantos anos mais poderei trabalhar no problema, não sei; Eu espero, enquanto eu viver. Não se pode pensar em terminar, pois "mirar as estrelas", literal e figurativamente, é um problema para ocupar gerações, de modo que, por mais que se avance, sempre há a emoção de apenas começar.

Goddard falou a grupos profissionais, publicou artigos e documentos e patenteou suas idéias; mas enquanto ele discutia os princípios básicos, ele não estava disposto a revelar os detalhes de seus projetos até que ele tivesse voado com foguetes a grandes altitudes e, assim, provado sua teoria. Ele tendia a evitar qualquer menção a voos espaciais e falava apenas de pesquisas em grandes altitudes, pois acreditava que outros cientistas consideravam o assunto não científico. A GALCIT viu os problemas de publicidade de Goddard e que a palavra "foguete" era "de tão má reputação" que eles usaram a palavra "jato" em nome do JPL e da Aerojet Engineering Corporation relacionada.

Muitos autores que escrevem sobre Goddard mencionam seu sigilo, mas negligenciam as razões para isso. Algumas razões foram mencionadas acima. Muito de seu trabalho foi para os militares e foi classificado. Havia alguns nos Estados Unidos antes da Segunda Guerra Mundial que exigiam foguetes de longo alcance, e em 1939 o Major James Randolph escreveu um "artigo provocativo" defendendo um míssil de alcance de 3000 milhas. Goddard ficou "irritado" com o artigo não classificado, pois achava que o assunto das armas deveria ser "discutido em sigilo absoluto".

No entanto, a tendência de Goddard ao sigilo não era absoluta, nem ele era totalmente não cooperativo. Em 1945, a GALCIT estava construindo o WAC Corporal para o Exército. Mas em 1942 eles estavam tendo problemas com o desempenho de seu motor de foguete de propelente líquido (ignição suave e oportuna e explosões). Frank Malina foi a Annapolis em fevereiro e consultou Goddard e Stiff, e eles chegaram a uma solução para o problema (propelente hipergólico), que resultou no lançamento bem-sucedido do foguete de pesquisa de alta altitude em outubro de 1945.

Durante a Primeira e a Segunda Guerra Mundial, Goddard ofereceu seus serviços, patentes e tecnologia aos militares e fez algumas contribuições significativas. Pouco antes da Segunda Guerra Mundial, vários jovens oficiais do Exército e alguns poucos oficiais de alto escalão acreditavam que a pesquisa de Goddard era importante, mas não conseguiram gerar fundos para seu trabalho.

Perto do fim de sua vida, Goddard, percebendo que não seria mais capaz de fazer progressos significativos sozinho em seu campo, juntou-se à American Rocket Society e tornou-se diretor. Ele fez planos para trabalhar na florescente indústria aeroespacial dos Estados Unidos (com Curtiss-Wright), levando a maior parte de sua equipe com ele.

Vida pessoal

Em 21 de junho de 1924, Goddard casou-se com Esther Christine Kisk (31 de março de 1901 - 4 de junho de 1982), uma secretária do gabinete do presidente da Clark University, que ele conheceu em 1919. Ela ficou entusiasmada com foguetes e fotografou alguns de seus trabalhos como bem como o ajudou em seus experimentos e papelada, incluindo contabilidade. Eles gostavam de ir ao cinema em Roswell e participavam de organizações comunitárias como o Rotary e o Clube da Mulher. Ele pintou o cenário do Novo México, às vezes com o artista Peter Hurd , e tocou piano. Ela jogou bridge, enquanto ele lia. Esther disse que Robert participou da comunidade e prontamente aceitou convites para falar para a igreja e grupos de serviço. O casal não tinha filhos. Após a morte dele, ela classificou os papéis de Goddard e garantiu 131 patentes adicionais para o trabalho dele.

Com relação aos pontos de vista religiosos de Goddard, ele foi criado como episcopal , embora não fosse aparentemente religioso. Os Goddards eram associados à igreja episcopal em Roswell, e ele comparecia ocasionalmente. Certa vez, ele falou a um grupo de jovens sobre a relação entre ciência e religião.

O sério ataque de tuberculose de Goddard enfraqueceu seus pulmões, afetando sua capacidade de trabalhar, e era uma das razões pelas quais gostava de trabalhar sozinho, a fim de evitar discussões e confrontos com outras pessoas e usar seu tempo de maneira proveitosa. Ele trabalhou com a perspectiva de uma vida útil mais curta do que a média. Depois de chegar a Roswell, Goddard solicitou seguro de vida, mas quando o médico da empresa o examinou, ele disse que Goddard pertencia a uma cama na Suíça (onde poderia obter o melhor atendimento). A saúde de Goddard começou a piorar ainda mais depois de se mudar para o clima úmido de Maryland para trabalhar para a Marinha. Ele foi diagnosticado com câncer na garganta em 1945. Ele continuou a trabalhar, podendo falar apenas em um sussurro até a cirurgia ser necessária, e ele morreu em agosto daquele ano em Baltimore, Maryland . Ele foi enterrado no cemitério Hope em sua cidade natal de Worcester, Massachusetts.

Legado

Influência

Patentes de interesse

Goddard recebeu 214 patentes por seu trabalho, das quais 131 foram concedidas após sua morte. Entre as patentes mais influentes estão:

A Fundação Guggenheim e o espólio de Goddard entraram com uma ação em 1951 contra o governo dos Estados Unidos por violação anterior de três patentes de Goddard. Em 1960, as partes resolveram o processo e as Forças Armadas dos EUA e a NASA pagaram um prêmio de US $ 1 milhão: metade do acordo foi para sua esposa, Esther. Naquela época, foi o maior acordo do governo já pago em um caso de patente. O valor do acordo superou o valor total de todo o financiamento que Goddard recebeu por seu trabalho, ao longo de toda a sua carreira.

Importantes primeiros

  • Primeiro americano a explorar matematicamente a praticidade de usar a propulsão de foguete para alcançar grandes altitudes e se deslocar até a Lua (1912)
  • Primeiro a receber uma patente dos EUA sobre a ideia de um foguete de vários estágios (1914)
  • O primeiro a fazer um teste estático de um foguete de maneira sistemática e científica, medindo o empuxo, a velocidade de exaustão e a eficiência. Ele obteve a maior eficiência de qualquer motor térmico da época. (1915-1916)
  • Primeiro, para provar que a propulsão do foguete opera no vácuo (o que foi questionado por alguns cientistas da época), que não precisa de ar para empurrar. Na verdade, ele obteve um aumento de 20% na eficiência em relação ao determinado na pressão atmosférica ao nível do solo (1915-1916).
  • Primeiro para provar que um oxidante e um combustível poderiam ser misturados por meio de injetores e queimados controladamente em uma câmara de combustão, também questionada pelos físicos.
  • Primeiro a desenvolver bombas centrífugas leves adequadas para foguetes de combustível líquido e também geradores de gás para acionar a turbina-bomba (1923).
  • Primeiro, acople um tipo de bico DeLaval à câmara de combustão de um motor de combustível sólido e aumente a eficiência em mais de dez vezes. O fluxo de exaustão tornou-se supersônico na área de seção transversal mais estreita (garganta) do bico.
  • Primeiro a desenvolver o sistema de alimentação de propelente líquido usando um gás de alta pressão para forçar os propelentes de seus tanques para a câmara de impulso (1923).
  • Primeiro a desenvolver e voar com sucesso um foguete de propelente líquido (16 de março de 1926)
  • Primeiro a lançar uma carga científica (um barômetro, um termômetro e uma câmera) em um vôo de foguete (1929)
  • Primeiro a usar palhetas no escapamento do motor de foguete para orientação (1932)
  • Primeiro a desenvolver aparelhos de controle giroscópico para guiar o vôo do foguete (1932)
  • Primeiro a lançar e guiar com sucesso um foguete com um motor articulado movendo a seção da cauda (como se em balancins) controlado por um mecanismo de giroscópio (1937)
  • Construiu tanques de propelente leves com folhas finas de aço e alumínio e usou fiação externa de aço de alta resistência para reforço. Ele introduziu defletores nos tanques para minimizar respingos, o que alterava o centro de gravidade do veículo. Ele usou isolamento nos componentes de oxigênio líquido muito frios.
  • Primeiro nos EUA a projetar e testar um motor de foguete de empuxo variável.
  • Primeiro, a voar um foguete com um motor com várias (quatro) câmaras de empuxo.
  • Primeiro para testar o resfriamento regenerativo da câmara de impulso em março de 1923 (sugerido pela primeira vez por Tsiolkovsky, mas desconhecido para Goddard).

Bibliografia

Veja também

Referências

links externos