اولین راکت که برای سفر به فضا ساخته شد

یکی از سؤالات پیش پا افتاده در مورد تاریخ فضایی، به اولین راکت مخصوص سفر به فضا بر می گردد. کدام راکت برای اولین بار مخصوص سفر به خارج جو زمین طراحی و ساخته شد؟ راکت R-7 اتحاد جماهیر شوروی که ماهواره اسپوتنیک 1 را در تاریخ 4 اکتبر 1957 در مدار قرار داد؟ خیر. راکت ژوپیتر-سی که اولین ماهواره آمریکا یعنی اکسپلورر-1 را به فضا فرستاد؟ باز هم خیر. راکت آلمانی V-2 که در دوران جنگ جهانی دوم به مرز فضا رسید و در دهه 1940 میلادی در بیابان های آمریکا بالاتر هم رفت چطور؟ پاسخ باز هم منفیست.

تمامی راکت هایی که نام بردیم در آغاز به عنوان جنگ افزار طراحی و ساخته شده بودند. بررسی اسناد تاریخی نشان می دهد راکتی کمتر شناخته شده به نام وایکینگ را باید به عنوان اولین راکت فضایی ساخت دست بشر بدانیم، راکتی که در ابتدا به عنوان موشک پژوهشی یا ژرفاسنج ساخته شده بود.

ماجرا به سوم اکتبر سال 1942 (برابر با یازدهم مهر 1321) بر می گردد، یعنی حدود 15 سال قبل از اینکه شوروی سابق با پرتاب ماهواره اسپوتنیک 1 جنگ سرد هسته ای را آغاز کند. در این روز راکت V-2 (که در آن زمان با نام A-4 شناخته می شد) اولین تست پرواز عمودی خود را در شهر پنمونده در سواحل دریای بالتیک را با موفقیت به پایان رساند و توانست به ارتفاع 84.5 کیلومتری از سطح زمین برسد. «والتر درنبرگر» فرامنده نظامی مجتمع پرتاب راکت A-4 در این باره می گوید:

سومین روز اکتبر سال 1942 آغازگر عصر جدیدی از حمل و نقل بود، عصر سفرهای فضایی.

اما با وجود اصرار درنبرگر برای اهمیت بخشیدن به این پروژه، راکت A-4 صرفاً به عنوان یک موشک دوربرد ساخته شده بود که می توانست کلاهک جنگی با وزن یک تن را هم با خودش حمل کند. اگرچه این راکت در تست های عمودی بعدی به ارتفاعات بالاتری هم رسید، اما هیچگاه به عنوان یک وسیله حمل و نقل فضایی شناخته نشد.

پس از جنگ، ارتش آمریکا با استفاده از 100 راکت V-2 که از آلمان به غنیمت گرفته بود، برای اولین بار توانست با تکنولوژی انقلابی راکت های سوخت مایع عظیم الجثه آشنا شود و آزمایشاتی را در بیابان های نیومکزیکو انجام دهد. مؤسسه های تحقیقاتی هم به این مکان دعوت شدند تا تجهیزات علمی را داخل دماغه این راکت ها جای دهند. بدین ترتیب، آمریکایی ها می توانستند اطلاعات بیشتری را در مورد اسرار جو بالایی و نزدیک به فضا به دست آورند. این آزمایشات را می توان آغازگر تحقیقات فضایی دانست.

با کاهش تعداد موشک های V-2، شرکت هایی نظیر NRL در واشنگتن به دنبال جایگزینی برای این ابزار ارزشمند بودند. بخش تحقیقات موشکی این شرکت توانست مجوز و بودجه کافی را از نیروی دریایی آمریکا دریافت کند تا طی قرارداد با شرکت مارتین در بالتیمور، راکت های بزرگ آزمایشی را به منظور ارسال تجهیزات علمی به جو بالایی توسعه دهند. شرکت مارتین در آن زمان سابقه ای درخشان و طولانی در زمینه ساخت هواپیما داشت. شرکت RMI از ایالت نیوجرسی هم پروژه ساخت موتورهایی با نیروی پیشران 20 هزار پوندی را بر عهده گرفت. برای نامگذاری راکت، مسابقه ای بین اعضای تیم برگزار شد و نهایتاً «ثور برگسترال» برنده شد. نهایتاً ثور که سوئدی بود، نام وایکینگ را برای این راکت برگزید.

سال های ابتدایی پس از جنگ، پرواز به فضا تعریف نشده بود و حتی تعریف درست و دقیقی از فضا هم وجود نداشت. سازندگان راکت از عبارت «جو بالایی» بالای توصیف هدفشان استفاده می کردند. آنها می دانستند راکت باید تا جای ممکن سبک باشد، در نتیجه وایکینگ اولین راکت بزرگی بود که با بدنه آلومینیومی ساخته شد، برخلاف V-2 که بدنه فولادی داشت. به همین دلیل وایکینگ با وجود نیروی رانش کمتر، به ارتفاع بیشتری رسید.

این راکت به یک گیمبال تک موتوره و جدید هم مجهز شده بود که تعادل راکت را در زمان اوج گرفتن برقرار می کرد. در مجموعه چهارده فروند وایکینگ ساخته شد که هرکدام با قبلی متفاوت بود. طراحان این راکت بر اساس تجربه پرواز با هر راکت، بعدی را با کمی تغییر طراحی می کردند. نمونه های نهایی از افشانه های کوچک هیدروژن پراکساید روی باله ها بهره می بردند که کنترل راکت در جو رقیق نزدیک به فضا را ساده تر می کرد.

در همین دوران بود که دکتر تئودور ون کارمن، فیزیکدان مشهور و همکارش اندرو هیلی متوجه شدند به تعریف دقیق تری از فضا نیاز داریم. ون کارمن بخش فنی ماجرا را بر عهده گرفت و هیلی هم روی بخش حقوقی تمرکز کرد. اوایل اکتبر 1957 یعنی چند روز پس از پرتاب اسپوتنیک 1، هیلی مفهوم «خط فرضی کارمن» را در هشتمین کنگره جهانی فضانوردی در شهر بارسلون اسپانیا مطرح کرد. این اولین تلاش برای تعریف رسمی مرز بین هوا و فضا در ارتفاع 55 مایلی (حدود 88 کیلومتری) سطح زمین بود، جایی که پرواز آئرودینامیک برای هواپیما ناممکن است. البته قبل از این هم اکثر کشورها ارتفاع 50 مایلی (80 کیلومتری) را به عنوان مرز فضا پذیرفته بودند.

با این حال چهار سال بعد، پس از اولین پرواز فضایی انسان توسط یوری گاگارین، فدراسیون بین المللی هوانوردی (FAI) مرز جدیدی را برای فضا تعیین کرد. این سازمان تصمیم گرفت عدد پیشنهادی ون کارمن و هیلی را گرد کند و مرز فضا را در ارتفاع 100 کیلومتری در نظر بگیرد، ارتفاعی که اکنون به نام خط کارمن شناخته می شود. البته می دانیم که تعیین دقیق مرز فضا ناممکن است و به مرور زمان تغییر می کند.

خب، حالا به سؤال اول بحث برگردیم. اگرچه راکت های V-2 آلمانی عملاً وارد فضا شدند (با حداکثر ارتفاع 167 کیلومتری در سال 1946) اما وایکینگ اولین راکتی است که به شکل اختصاصی برای سفر فضایی ساخته شده. اسناد موجود هم نشان می دهد این راکت به اهداف تعیین شده رسیده است.

سه وایکینگ اول در سال 1949 با مشکلات فنی مواجه شدند، ولی در تاریخ 11 مه 1950، وایکینگ چهارم توانست خط کارمن را رد کرده و به ارتفاع 168 کیلومتری سطح زمین برسد. این تنها وایکینگی بود که از روی عرشه یک کشتی در نزدیکی جزیره کریسمس در اقیانوس آرام پرتاب شد، در حالی که بقیه وایکینگ ها از وایت سندز در نیومکزیکو به پرواز درآمدند. شماره 7 که ماه مه 1951 پرتاب شد، رکورد جدیدی را برای راکت های تک مرحله ای در ارتفاع 218 کیلومتری بر جای گذاشت، رکوردی که در ماه مه 1954 توسط شماره 11 شکسته شد و به 255 کیلومتر رسید. شماره 11 همچنین اولین مورد بازگشت از فضا را هم رقم زد و دماغه راکت به کمک پیشران های کوچک به سطح زمین برگشت. تصاویر ثبت شده توسط این راکت، برای اولین بار نشان داد که زمین گرد است.

دو وایکینگ آخر اهمیت ویژه ای در سفرهای فضایی داشتند، چون برای تست پروژه ونگارد به کار رفتند. آمریکا با پروژه ونگارد تصمیم داشت ماهواره ای را در مدار زمین قرار دهد. دسامبر 1956 وایکینگ 13 که با نام «TV-o» هم شناخته می شد، شبانه از پایگاه کیپ کاناورال در فلوریدا به فضا پرتاب شد تا سیستم ردیابی ونگارد تست شود. سپس ماه مه 1957 وایکینگ 14 یا همان TV-1 به مرحله دوم با سوخت جامد مجهز شد. مرحله دوم راکت TV-1 در نهایت به مرحله سوم راکت اصلی ونگارد بدل گردید. ونگارد 1 نهایتاً در ماه مارس 1958 به فضا رسید تا موفقیت پروژه وایکینگ به همه ثابت شود.

امروز کمتر کسی پرتاب موفقیت آمیز وایکینگ 11 به فضا را به یاد می آورد، عملیاتی که به شکل گسترده توسط شبکه های تلویزیونی هم پوشش داده شد و آینده روشنی را برای سفرهای فضایی نوید داد. تکه های باقی مانده از این راکت در سال های 1955 تا 1957 در مرکز هایدن در نیویورک به نمایش درآمد. در سال 1974 یعنی هفده سال پس از بسته شدن مرکز هایدن، قطعات وایکینگ  11 به مؤسسه اسمیتسونین اهدا شد. امروزه این راکت را می توان در موزه هوافضای ملی اسمیتسونین مشاهده کرد.