Robert Goddard fue un famoso físico nativo de los Estados Unidos, en el año 1882 y falleció en el año 1945, fue un personaje muy reconocido, además de uno de los pioneros en el campo de los cohetes espaciales, gracias a la curiosidad que tuvo desde pequeño. Se educó en ciencias y recibió su doctorado en física. En 1914, comenzó a diseñar motores de cohetes con la ayuda financiera de la Institución Smithsonian.
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Biografía de Robert Goddard
El afamado físico de origen estadounidense, nacido en Worcester, Massachusetts, el 5 de octubre de 1882, Graduado en física en 1911 en la Clark University en Worcester (Massachusetts), Goddard completó una larga carrera universitaria aquí donde enseñó hasta su muerte. A partir de los años de la enseñanza media, fue atraído por los estudios de propulsión a chorro y, en 1914, registró la primera patente de un misil multisectorial.
Algunos años después, en 1919, él publicó su tratado, un método de alcanzar altitudes extremas, donde él teorizó sobre la necesidad de desarrollar la propulsión a chorro para viajar más allá de la atmósfera y avanzó la idea de realizar, con el mismo método, un viaje Tierra -Luna.
Este trabajo, publicado en nombre de la Smithsonian Institution, le rindió un pequeño premio. En los años siguientes, Goddard comenzó la prueba de misiles, primero con combustible sólido y luego con combustible líquido. De repente, él entendió que el último era el camino a seguir para desarrollar una tecnología eficiente y adecuada para el desarrollo de futuros vuelos espaciales.
Pero igual, el combustible líquido dio un impulso total (el producto del impulso por el tiempo durante el cual se aplica) mayor que el combustible sólido. Y así Goddard pensó en mantener dos tanques separados de oxígeno y gasolina líquidos y mezclarlos en la cámara de combustión del motor a reacción.
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Con esta técnica, 16 de marzo de 1926, en una llanura cerca de Auburn, Massachusetts, explotó el primer misil de combustible líquido de la historia, que en realidad no tenía nada de fines aerodinámicos modernos, y fue constituida por una red de tubos conectados a la cámara de combustión.
La unidad voló durante dos segundos y medio y alcanzó una altura de 12 m. Este primer experimento valió una contribución de Smithsonian Institution, lo que permitió a Goddard abordar el problema de la estabilización del vuelo de misiles en 1929.
Lindbergh, quien recientemente había hecho cruces históricas de Nueva York-París, atraída por el estudio de Goddard fue a buscar y buscar contribuciones adicionales a la Fundación Guggenheim. Gracias a estas contribuciones, Guddard se mudó a un rancho en Nuevo México, cerca de la ciudad de Roswell, donde pudo instalar una base de lanzamiento real.
Aquí, con la ayuda de un grupo de empleados, el sistema de estabilización giroscópica de misiles se coloca durante el vuelo y las bombas para forzar el líquido en la cámara de combustión. Sus misiles, aunque tenían pequeñas dimensiones, unos pocos pies de alto y pesaban varios cientos de libras, eran una reproducción en una escala más pequeña de los portadores modernos.
A fines de 1935, y a principios del año siguiente, uno de estos prototipos superó los 2000 m y alcanzó velocidades casi supersónicas (880 km / h). En 1936, Goddard pudo recolectar el Tratado de Desarrollo de Cohetes de Combustible Líquido (El Desarrollo del Misil de Combustible Líquido), los resultados más importantes de sus operaciones.
Sin embargo, el gobierno de Estados Unidos, a pesar de los éxitos y más de 250 patentes obtenidas de forma gradual, Goddard, no apoyaron en absoluto los proyectos de este pionero, si la adquisición de una de sus invenciones de donde surgió el bazooka. Murió a los 63 años; Sólo después de su muerte fue que obtuvo honor, gloria y reconocimiento. La compensación por el uso de su patente, un millón de dólares, fue recaudada por su esposa en 1960.
Primeros años
Goddard nació en 1882 en Worcester, Massachusetts (Estados Unidos), fue el primer hijo de Nahum Danford Goddard, su madre fue Fannie Louise Hoyt. Robert se convirtió en un hijo soltero cuando su hermano menor Richard Henry murió debido a la deformidad de la columna vertebral. Robert siempre mostró determinación y capacidad mecánica desde una edad temprana. No era el típico niño, contaba con pocos juguetes para distraerse, así que en ocasiones juntaba y armaba especies de juguetes o de elementos.
Se comenta que fue un niño bastante curioso por la naturaleza, tomó el telescopio de su padre y comenzó a estudiar el cielo y las aves cuando aun era un niño. Goddard era un excelente guardián. Los domingos asistía a la iglesia donde cantaba en el coro.
Experimentos durante la infancia
Con la introducción de la energía eléctrica en los Estados Unidos (en la década de 1880), Goddard se interesó por la ciencia. Cuando su padre le mostró los efectos de la electricidad estática en la alfombra de su casa, su imaginación e interés aumentaron.
Robert comenzó a realizar pequeños experimentos, uno de los cuales se basaba en la creencia de que al frotar los pies con grava se podía cargar la batería de zinc para que pudiera saltar más alto, pero el experimento falló lógicamente. Goddard detuvo el experimento después de que su madre le dijo que, si tenía éxito, dejaría de “navegar lejos y nunca volvería”.
Más tarde, Goddard experimentó con productos químicos y forma una nube de humo y causa una explosión en el hogar. Nahum decidió fomentar el interés científico por su hijo dándole un telescopio, un microscopio y una suscripción a un científico estadounidense. Robert desarrolló una fascinación por volar, tanto dragones como globos. Durante ese tiempo se convirtió en un cronólogo concienzudo de su trabajo, habilidad, y más tarde se benefició de su carrera.
A los 16 años intentó construir un mundo de aluminio, moldear el metal en bruto en su casa y llenarlo con hidrógeno. Después de casi cinco semanas de esfuerzos metodológicos documentados, el proyecto abandonó: “El globo no subirá, el aluminio es demasiado pesado”. Este fracaso no frena la creciente determinación y confianza de Goddard en su trabajo.
El sueño del cerezo
A los 16 años, se interesó en el espacio, justo después de leer “Guerra Mundial” (HG Wells). Su interés en los viajes espaciales fue adorado el 19 de octubre de 1899 a los 17 años cuando trepó a un cerezo y se sintió abrumado por el cielo. Más tarde escribió:
“Un día yo escaló un árbol de cereza de altura situado detrás del granero … mirando el campo, empecé a imaginar cómo sería maravilloso para crear un dispositivo que podría llegar a Marte, como quedaría a pequeña escala, dejando el suelo A mis pies, tengo varias fotografías del árbol, sacadas desde entonces, con la pequeña escalera que hice descansando sobre ella”.
Comencé a pensar en un peso que gira alrededor de un eje horizontal, moviéndose más rápido que abajo. Bajo esta idea, puedes crear más fuerza centrífuga en la parte superior que debería aumentar.
Había otra persona cuando bajé del árbol que cuando me levanté. Mi existencia finalmente parecía tener un propósito. “
(ver artículo: Océano Antártico).
El 19 de octubre se convirtió en un recuerdo privado del día por su mayor inspiración.
Educación
Durante su juventud, Robert Goddard sufrió problemas estomacales, pleuresía, resfriados y bronquitis, entonces se quedó atrás por dos años del resto de sus colegas. Él se convirtió en un lector voraz, visitando regularmente la biblioteca pública local para conferir libros sobre las ciencias físicas.
Aerodinámica y movimiento
El interés de Robert Goddard en aerodinámica le llevó a estudiar algunos de los trabajos científicos de Samuel Langley para la revista Smithsonian. Langley escribió sobre cómo los pájaros temblaban con diferentes fuerzas de cada lado para que pudieran girar en el aire. Inspirado por estos artículos, Robert Goddard comenzó a seguir el vuelo de los pájaros desde el pórtico de su casa, contemplando cuidadosamente los movimientos sutiles de las alas.
Observó la intervención de las plumas de la cola, que de la misma manera llamaba alerones. Goddard encontró una excepción a ciertas de las conclusiones en Langley, por lo que en 1901 decide redactar una carta al periódico San Nicolás. St. El editor de Nicholas no quiso publicar la carta de Robert Goddard, con el argumento de que “las aves vuelan con algo de inteligencia” y “las máquinas no pudieron alcanzar ese nivel”. Goddard era desleal porque creía que el hombre podía controlar un vuelo con su propia inteligencia.
Entonces en ese año, Robert Goddard leyó el Principia Mathematica de Newton, donde encontró la Tercera Ley del Movimiento de Newton aplicada al movimiento en el espacio. Realizó diversos experimentos, aplicando todo el conocimiento que había estudiado de Newton. Más tarde, escribió sobre sus pruebas:
“La tercera ley fue probada con suspensiones por dispositivos elásticos y dispositivos flotando en el arroyo detrás del granero, la ley fue verificada de modo que me hizo notar que, si fuera posible descubrir o inventar una manera de navegar por el espacio, sería el resultado de un conocimiento físico y matemático “.
Robert Goddard continuó su educación formal a la edad de 19 años en la South High Community School en Worcester. Robert era un estudiante del Programa de Goddard Scholar (sería nombrado por su honor, años después de su graduación). Robert Goddard era un estudiante distinguido, por lo que fue elegido dos veces como presidente de la clase. Para recuperar el tiempo perdido debido a sus problemas de salud, solía leer varios libros sobre matemáticas, astronomía, mecánica y composición.
En 1904 se graduó como el mejor alumno de la clase. En su discurso titulado “dar las cosas por sentado” Goddard incluyó una sección que se convertiría en un símbolo de su vida:
“Al igual que en la ciencia que enseñamos, somos demasiado ignorantes para invocar algo imposible. Por lo tanto, como individuos, no podemos conocer nuestras limitaciones de manera segura, pero casi podemos decir que nada está fuera de nuestro alcance.
Es posible predecir cuánta riqueza, fama o ganancia vendrá hasta que no lo intentemos sinceramente, creemos que todas las ciencias han estado al mismo tiempo en el mismo estado que nosotros, muchas veces hemos demostrado que el sueño de ayer ha estado esperando hoy y la realidad de mañana “.
Robert Goddard inscrito en el Worcester Polytechnic Institute en 1904. Impresionó rápidamente al jefe del departamento de física, A. Wilmer Duff, quien le otorgó el cargo de asistente de laboratorio y de tutor. En WPI, Goddard fue la fraternidad Sigma Alpha Epsilon, y comenzó una larga relación con su compañera de clase Miriam Olmstead, un destacado alumno. Se comprometieron, pero luego se separaron y terminaron el compromiso en 1909. (ver artículo: Corriente Oceánica).
Goddard consiguió su B.S. (Licenciado en Ciencias) en Física en 1908, y después de ser instructor de física durante un año, comenzó sus estudios de posgrado en la Universidad de Clark en Worcester en el otoño de 1909. Goddard se graduó de Física en 1910 y obtuvo su Ph.D. en 1911. Fue miembro honorario de la física hasta 1912, cuando aceptó un servicio de investigación en el Laboratorio Físico de Palmer en la Universidad de Princeton.
Primeras revistas científicas
Durante la licenciatura, Robert Goddard escribió todas sus ideas sobre viajes espaciales en un artículo llamado “Navegación espacial” y envió su trabajo a Popular Science News. Sin embargo, el editor lo rechazó, con el argumento de que no era posible utilizar “en un futuro próximo” y que parecía un cuento infantil en vez de un hallazgo científico.
Al mismo tiempo en el que estaba en la universidad, Robert Goddard hizo publico sus escritos, uno en el cual propone un método para equilibrar las aeronaves utilizando la estabilización de giro. Su idea fue publicada por la revista Scientific American, en 1908. En sus diarios,Robert Goddard afirmó que su artículo era la primera propuesta de aviones de estabilización automática en vuelo, a pesar de que sus propuestas se publicaban en paralelo con los principales avances en el desarrollo de giroscopios funcionales.
Su primer escrito oficial sobre un prototipo de una nave espacial de combustible líquido fue publicado el 2 de febrero de 1908. Robert Goddard comenzó a considerar cómo aumentar la eficiencia de un cohete utilizando diferentes métodos de combustibles y elementos sólido. Propuso el uso de hidrógeno líquido como combustible y el oxígeno líquido como oxidante. Goddard creía que con tales combustibles líquidos podría alcanzar un 50% de eficiencia (es decir, la mitad de la energía de combustión se convierte en energía cinética de los gases de escape).
Primeras patentes
En torno a 1910, la radio era la tecnología relevante del momento, por lo tanto, un campo fértil para la innovación. En 1911, cuando laboraba en la Clark University, Robert Goddard comenzó a investigar los efectos de las ondas de radio en los aisladores. Para generar energía de radiofrecuencia, inventó un tubo de vacío que funcionaba como un tubo de rayos catódicos.
Su patente (No. 1.159.209 USPTO) fue emitida el 2 de Noviembre, 1916. Esta fue la primera utilización de un tubo de vacío para amplificar una señal, precediendo a Lee Forest. En 1912, durante su tiempo libre y usando el tiempo de cálculo, desarrolló modelos matemáticos que le permitieron determinar la posición y velocidad de un cohete en vuelo vertical, dado el peso del cohete, el peso del motor y la velocidad de los gases de escape.
Su primer objetivo era construir un cohete enfocado en el estudio de la atmósfera, no sólo con la idea de buscar en el campo meteorológico, sino para conocer parámetros como la temperatura, la densidad y la velocidad del viento, a fin de proyectar vehículos capaces de viajar al espacio.
Goddard negó que su objetivo final fuera el hecho de desarrollar un cohete para de esta manera viajar en el espacio, ya que la mayoría de los investigadores, generalmente en los Estados Unidos, consideraban el tema científico algo poco realista. Más tarde, en 1933, Robert Goddard dijo:
“Bajo ninguna circunstancia debe la posibilidad de viajar al espacio, realizar pruebas y, paso a paso, algún día, iremos de forma independiente”.
A principios de 1913, Robert Goddard se enfermó seriamente con tuberculosis y tuvo que abandonar su puesto en Princeton. Más tarde, vuelve a Worcester, donde comienza un proceso de recuperación alargado.
Fue durante este período de recuperación cuando Goddard comenzó a producir algunas de sus obras más importantes. Cuando mejoró, comenzó a trabajar una hora al día. En el entorno técnico de Worcester, se consideró que las patentes no solo protegían el trabajo original, sino que, como prueba del primer descubrimiento, comenzó a ver la importancia de sus ideas como propiedad intelectual.
Investigaciones sobre primeros cohetes
En el segundo trimestre del año 1915, la salud de Goddard había mejorado gracias a tratamientos naturales, por lo que aceptó un puesto como docente e investigador en la Universidad de Clark. Este puesto sería el empuje que necesitaba, la cual le permitió continuar su investigación sobre cohetes, siendo esta universidad la promotora de estos prototipos. Ordenó muchos prototipos de accesorios de pequeñas escalas y pasó alrededor de dos años consecutivos preparando su primera prueba.
Su primer lanzamiento de prueba se hizo a finales de 1915 después de que sus clases culminaran. El lanzamiento fue lo suficientemente fuerte para encender la alarma de la escuela, y Goddard tenía que asegurarse de que sus experimentos, a pesar de ser un estudio serio, eran inofensivos. Después del incidente, Robert realizó sus experimentos en el laboratorio de física.
Realizó pruebas estáticas de chorros de combustible sólido para medir su potencia y eficiencia. Revisó sus cálculos afirmando que dichas unidades se convirtieron en solo el 2% de su combustible para tracción. Goddard aplica boquillas Laval, comúnmente utilizadas para motores de turbina de vapor, más bien mejora la eficiencia (lo que significa la eficiencia interna del motor: la relación entre la energía cinética de los gases de escape y la energía térmica disponible de la combustión).
A mediados de 1915, Goddard había obtenido un rendimiento promedio del 40% a una tasa de producción de 2.051 metros por segundo. Al conectar una cámara de combustión llena de polvo a múltiples boquillas, Goddard se colocó (en pruebas estáticas) para lograr una eficiencia superior al 63% y velocidades de descarga superiores a 2.134 metros por segundo.
A pesar del escaso reconocimiento que obtuvo, este motor fue un buen avance para sus creencias y sus estudios. Estos experimentos sugirieron la posibilidad de que los cohetes no fueran lo suficientemente poderosos como para dejar la tierra. Esta unidad y los experimentos posteriores patrocinados por la Institución Smithsonian se encontraban al comienzo de la cohetería moderna y, en cierta medida, por la exploración espacial.
Entonces el dispositivo y experimentos que se llevaron a cabo posteriormente estuvieron completamente bajo el patrocinio de la Smithsonian Institution, fueron el inicio de cohetes modernos y, en cierta medida, de la exploración espacial. Goddard, sin embargo, afirmó que propulsores líquidos, para alcanzar el espacio sería necesario y ciertamente lo era.
En ese mismo año, todos los proyectos y los experimentos en el laboratorio de física de Clark, que realizó con la única idea de demostrar que un cohete se comportaría de la misma manera tanto en el espacio y en el planeta tierra. Muchos otros científicos todavía no estaban convencidos, pero mostraron su respaldo ante estas hipótesis. Su experiencia mostró que el rendimiento de un cohete disminuye debido a la presión atmosférica.
De 1916 a 1917, Goddard construyó y probó los propulsores de iones, pensando que ellos podrían ser usados para viajar al espacio sideral. Estos motores de vidrio se probaron a presión atmosférica, donde generaron una corriente de aire ionizada.
Un método para alcanzar alturas extremas
En 1919, Goddard pensó que sería prematuro publicar los resultados de sus experimentos porque su motor no estaba suficientemente desarrollado. El Dr. Sin embargo, Webster se dio cuenta de que Goddard había logrado una cantidad significativa de trabajo e insistió en que publicaría su progreso. Ese mismo año, el Instituto Goddard Smithsonian solicitó publicar el informe presentado a fines de 1916.
Posteriormente en los años siguientes, Smithsonian publicó el innovador trabajo de Goddard: el cual fue un teorema para alcanzar alturas extremas. El informe describe las teorías matemáticas de Goddard sobre el vuelo de un cohete, sus experimentos con cohetes de combustible sólido y vio oportunidades para explorar la atmósfera terrestre y el espacio exterior.
Además del trabajo de Konstantin Tsiolkovsky, la exploración del Espacio Cósmico a través de los Dispositivos de Reacción (1903), el pequeño libro de Goddard está considerado como uno de los trabajos innovadores de la ciencia de cohetes; 1750 copias fueron distribuidas en todo el mundo.
Goddard realizó una gran cantidad de experimentos con kits de combustible sólido (polvo de nitrocelulosa). Un progreso significativo en sus experimentos fue la implementación de la boquilla de turbina de vapor inventada por Gustaf de Laval, que permitió una conversión de energía más eficiente. Goddard aumentó la eficiencia de los cohetes del 2% al 64% y la velocidad obtenida de los aviones de Mach 7.
Primeras Pruebas
Goddard comenzó a experimentar con combustibles de cohetes, que contenían diferentes elementos pesados, en septiembre de 1921, el primer combustible denso de prueba de motor exitoso en noviembre de 1924. Tenía una cámara de combustión cilíndrica, mezcla y distribución de oxígeno líquido y gasolina.
Durante 1924 y 1925, Goddard tiene problemas para desarrollar una bomba de pistón para enviar combustible a alta presión a la cámara de combustión. Quería ampliar sus experimentos, pero la financiación no lo permitiría, por lo que decidió sacrificar bombas y utilizar un suministro de combustible para ejercer presión sobre el tanque de combustible del gas inerte del tanque, una tecnología que se usa hoy en día.
El 6 de diciembre de 1925, probó el sistema simple de alimentación por presión. Se realizó una prueba estática en el punto focal del laboratorio de física de la Universidad de Clark. El motor logró levantar su propio peso en solo 27 segundos, pero el intento fue un éxito para Goddard, lo que demuestra que era posible un cohete de combustible líquido. La prueba fue un paso importante en la creación y desarrollo de un fluido de combustible para cohetes.
Análisis de resultados
Cohetes Goddard se consideró un fracaso un instrumento para alcanzar alturas extremas (máxima altura era de sólo el 2,7 km). Científicos alemanes alcanzaron 2,4 kilómetros con el cohete A-2 en 1.934,27 8 km hasta la A-5 193 960 y 196 km a uno-cuatro en 1942 y alcanzó los límites exteriores de la atmósfera y el espacio.
Robert Goddard intentó completar su motor y sistemas flotantes, como el control de combustible, con la intención de crear un vehículo lo suficientemente estable para futuros experimentos. Logró fabricar el turbo que es necesario para crear bombas de cohetes más grandes cuando estalló la Segunda Guerra Mundial y cambió la historia de Estados Unidos. Goddard esperaba volver a sus experimentos en Roswell después de la guerra. (ver artículo: Ciclo Del Agua).
A pesar de todos sus experimentos, lo que particularmente llamó la atención sobre el Ejército de EE. UU. Donde Robert Goddard fue rechazado durante la Segunda Guerra Mundial, porque el gobierno afirmó que no había dinero para nuevas armas experimentales. El servicio de inteligencia militar alemán, sin embargo, presta atención al trabajo de Goddard. Robert notó que algunas de sus cartas habían sido abiertas y algunos de sus informes habían desaparecido.
Un soldado especial alemán que fue enviado a los Estados Unidos, Friedrich von Boetticher, envía un informe de cuatro páginas a la Abwehr en 1936, mientras que el espía Gustav Guellich envió una mezcla de hechos e información que afirma haber visitado a Roswell y testificó de las ediciones. Abwehr era muy interesado y pidió más y más sobre el trabajo de Goddard.
Legado de Robert Goddard
- Goddard obtuvo 214 patentes, 131 después de fallecer.
- Influyó a importantes personalidades que posteriormente trabajarían en el Programa Espacial, como Robert Truax (USN), Milton
- Rosen (NASA), los astronautas Buzz Aldrin y Jim Lovell, Gene Kranz, Samuel Herrick (UCLA) y al General Jimmy Doolittle (NACA).
- Algunos de sus premios incluyen: la Medalla de Oro Langley del Instituto Smithsoniano en 1960 y la Medalla de Oro del Congreso el 16 de septiembre de 1959.
- El Goddard Space Flight Center, una instalación de la NASA en Greenbelt, Maryland, establecida en 1959 fue nombrada en su honor.
- El cráter lunar “Goddard” también lleva este nombre en su honor.
- Así mismo, el asteroide (9252) Goddard conmemora su nombre.
- Dr. Robert H. Goddard Collection y Robert Goddard Exhibition Room se encuentran en el área de Colecciones Especiales dentro de la Biblioteca Robert Goddard en la Universidad de Clark.
