Roket masa kini adalah koleksi luar biasa dari kecerdasan manusia yang dimiliki akar dalam sains dan teknologi masa lalu. Mereka adalah hasil alami dari ribuan tahun percobaan dan penelitian roket dan propulsi roket.
Salah satu perangkat pertama yang berhasil menerapkan prinsip-prinsip penerbangan roket adalah burung kayu. Seorang Yunani bernama Archytas tinggal di kota Tarentum, sekarang menjadi bagian dari Italia selatan, sekitar 400 SM. Archytas membingungkan dan menghibur penduduk Tarentum dengan menerbangkan merpati yang terbuat dari kayu. Melarikan diri dengan uap mendorong burung itu untuk menggantung di kabel. Merpati menggunakan prinsip aksi-reaksi, yang tidak dinyatakan sebagai a hukum ilmiah hingga abad ke-17.
Pahlawan Alexandria, seorang Yunani lain, menemukan perangkat mirip roket yang disebut aeolipile sekitar tiga ratus tahun setelah merpati Archytas. Itu juga menggunakan uap sebagai gas pendorong. Hero memasang bola di atas ketel air. Api di bawah ketel mengubah air menjadi uap, dan gas mengalir melalui pipa ke bola. Dua tabung berbentuk L di sisi berlawanan dari bola memungkinkan gas untuk keluar dan memberikan dorongan ke bola yang menyebabkannya berputar.
Orang Cina dilaporkan memiliki bubuk mesiu sederhana yang dibuat dari sendawa, belerang dan debu arang pada abad pertama A.D. Mereka mengisi tabung bambu dengan campuran dan melemparkannya ke dalam api untuk menciptakan ledakan selama keagamaan festival.
Beberapa tabung itu kemungkinan besar gagal meledak dan malah keluar dari api, didorong oleh gas dan percikan api yang dihasilkan oleh bubuk mesiu yang terbakar. Orang Cina kemudian mulai bereksperimen dengan tabung berisi bubuk mesiu. Mereka menempelkan tabung bambu ke panah dan meluncurkannya dengan busur di beberapa titik. Segera mereka menemukan bahwa tabung mesiu ini dapat diluncurkan sendiri hanya dengan kekuatan yang dihasilkan dari gas yang keluar. Roket sejati pertama lahir.
Penggunaan pertama roket sejati sebagai senjata dilaporkan terjadi pada 1232. Orang Cina dan orang Mongol berperang satu sama lain, dan orang Cina menolaknya Penjajah Mongol dengan rentetan "panah api terbang" selama pertempuran Kai-Keng.
Panah api ini adalah bentuk sederhana dari roket berbahan bakar padat. Sebuah tabung, ditutup di salah satu ujungnya, berisi bubuk mesiu. Ujung lainnya dibiarkan terbuka dan tabung terpasang ke tongkat panjang. Ketika bubuk itu dinyalakan, pembakaran serbuk yang cepat menghasilkan api, asap, dan gas yang keluar dari ujung yang terbuka, menghasilkan dorongan. Tongkat bertindak sebagai sistem panduan sederhana yang membuat roket mengarah ke satu arah umum saat terbang di udara.
Tidak jelas seberapa efektif panah api terbang ini sebagai senjata penghancur, tetapi efek psikologis mereka pada bangsa Mongol pastilah sangat tangguh.
Di Inggris, seorang biarawan bernama Roger Bacon bekerja pada bentuk bubuk mesiu yang ditingkatkan yang sangat meningkatkan jangkauan roket.
Di Prancis, Jean Froissart menemukan bahwa penerbangan yang lebih akurat dapat dicapai dengan meluncurkan roket melalui tabung. Gagasan Froissart adalah cikal bakal bazoka modern.
Roket jatuh ke dalam ketidaksukaan sebagai senjata perang pada abad ke-16, meskipun mereka masih digunakan untuk kembang api menampilkan. Johann Schmidlap, pembuat kembang api Jerman, menciptakan "roket step," sebuah kendaraan multi-stage untuk mengangkat kembang api ke tempat yang lebih tinggi. Sebuah skyrocket tahap pertama yang besar membawa skyrocket tahap kedua yang lebih kecil. Ketika roket besar terbakar, yang lebih kecil terus ke ketinggian yang lebih tinggi sebelum menghujani langit dengan abu menyala. Ide Schmidlap adalah dasar untuk semua roket yang masuk ke luar angkasa hari ini.
Seorang pejabat Cina yang kurang dikenal bernama Wan-Hu memperkenalkan roket sebagai alat transportasi. Dia mengumpulkan kursi terbang bertenaga roket dengan bantuan banyak asisten, menempelkan dua layang-layang besar di kursi dan 47 roket panah api ke layang-layang.
Wan-Hu duduk di kursi pada hari penerbangan dan memberikan perintah untuk menyalakan roket. Empat puluh tujuh asisten roket, masing-masing dipersenjatai dengan obornya sendiri, bergegas maju untuk menyalakan sekering. Terdengar raungan luar biasa disertai awan asap yang mengepul. Ketika asap hilang, Wan-Hu dan kursi terbangnya hilang. Tidak ada yang tahu pasti apa yang terjadi pada Wan-Hu, tapi mungkin dia dan kursinya hancur berkeping-keping karena panah api bisa meledak seperti terbang.
Fondasi ilmiah untuk perjalanan ruang angkasa modern disusun oleh ilmuwan besar Inggris Sir Isaac Newton selama bagian akhir abad ke-17. Newton mengorganisasikan pemahamannya tentang gerak fisik menjadi tiga hukum ilmiah yang menjelaskan bagaimana roket bekerja dan mengapa mereka dapat melakukannya dalam ruang hampa angkasa luar. Hukum Newton segera mulai memiliki dampak praktis pada desain roket.
Eksperimen dan ilmuwan di Jerman dan Rusia mulai bekerja dengan roket dengan massa lebih dari 45 kilogram pada abad ke-18. Beberapa sangat kuat, api knalpot yang keluar membuat lubang yang dalam ke dalam tanah sebelum lepas landas.
Roket mengalami kebangkitan singkat sebagai senjata perang selama akhir abad ke-18 dan awal ke abad ke-19. Keberhasilan serangan roket India terhadap Inggris pada 1792 dan sekali lagi pada 1799 menarik perhatian ahli artileri Kolonel William Congreve, yang berangkat untuk merancang roket untuk digunakan oleh Inggris militer.
Roket Congreve sangat sukses dalam pertempuran. Digunakan oleh kapal-kapal Inggris untuk memukul Fort McHenry dalam Perang 1812, mereka mengilhami Francis Scott Key untuk menulis "tatapan merah roket" dalam puisinya yang kemudian menjadi Spanduk Berbintang Star.
Meskipun dengan pekerjaan Congreve, para ilmuwan belum banyak meningkatkan akurasi roket sejak awal. Sifat menghancurkan dari roket perang bukanlah akurasi atau kekuatan mereka tetapi jumlah mereka. Selama pengepungan biasa, ribuan orang mungkin ditembakkan ke arah musuh.
Para peneliti mulai bereksperimen dengan cara-cara untuk meningkatkan akurasi. William Hale, seorang ilmuwan Inggris, mengembangkan teknik yang disebut spin stabilization. Gas buangan yang keluar menghantam baling-baling kecil di bagian bawah roket, menyebabkannya berputar seperti peluru dalam penerbangan. Variasi dari prinsip ini masih digunakan sampai sekarang.
Roket terus digunakan dengan sukses dalam pertempuran di seluruh benua Eropa. Namun brigade roket Austria berhadapan dengan pasukan artileri yang baru dirancang dalam perang dengan Prusia. Meriam yang memuat sungsang dengan barel rifled dan hulu ledak meledak adalah senjata perang yang jauh lebih efektif daripada roket terbaik. Sekali lagi, roket diturunkan ke penggunaan masa damai.
Konstantin Tsiolkovsky, seorang guru sekolah dan ilmuwan Rusia, pertama kali mengusulkan gagasan eksplorasi ruang angkasa pada tahun 1898. Pada tahun 1903, Tsiolkovsky menyarankan penggunaan propelan cair untuk roket untuk mencapai jangkauan yang lebih besar. Dia menyatakan bahwa kecepatan dan jangkauan roket hanya dibatasi oleh kecepatan gas buang yang keluar. Tsiolkovsky telah disebut sebagai bapak astronot modern karena gagasannya, penelitian yang cermat, dan visi yang hebat.
Robert H. Goddard, seorang ilmuwan Amerika, melakukan percobaan praktis dalam peroketan awal abad ke-20. Dia menjadi tertarik untuk mencapai ketinggian yang lebih tinggi daripada yang mungkin untuk balon yang lebih ringan dari udara dan menerbitkan sebuah pamflet pada tahun 1919, Metode Mencapai Ketinggian Ekstrim. Itu adalah analisis matematis dari apa yang disebut roket terdengar meteorologis hari ini.
Eksperimen paling awal Goddard adalah dengan roket berbahan bakar padat. Dia mulai mencoba berbagai jenis bahan bakar padat dan mengukur kecepatan gas buang pada tahun 1915. Dia menjadi yakin bahwa roket dapat didorong lebih baik dengan bahan bakar cair. Tidak ada yang pernah membuat roket propelan cair yang sukses sebelumnya. Itu adalah upaya yang jauh lebih sulit daripada roket berbahan bakar padat, yang membutuhkan bahan bakar dan tangki oksigen, turbin dan ruang bakar.
Goddard mencapai penerbangan pertama yang sukses dengan roket berbahan bakar cair pada 16 Maret 1926. Didorong oleh oksigen dan bensin cair, roketnya terbang hanya selama dua setengah detik, tetapi roket itu naik 12,5 meter dan mendarat sejauh 56 meter di lahan kubis. Penerbangan itu tidak mengesankan menurut standar saat ini, tetapi roket bensin Goddard adalah cikal bakal era baru dalam penerbangan roket.
Eksperimennya dalam roket berbahan bakar cair berlanjut selama bertahun-tahun. Roketnya menjadi lebih besar dan terbang lebih tinggi. Dia mengembangkan sistem giroskop untuk kontrol penerbangan dan kompartemen muatan untuk instrumen ilmiah. Sistem pemulihan parasut digunakan untuk mengembalikan roket dan instrumen dengan aman. Goddard telah disebut sebagai bapak peroketan modern karena prestasinya.
Perintis luar angkasa ketiga yang hebat, Hermann Oberth dari Jerman, menerbitkan sebuah buku pada tahun 1923 tentang perjalanan ke luar angkasa. Banyak perkumpulan roket kecil bermunculan di seluruh dunia karena tulisannya. Pembentukan satu masyarakat seperti itu di Jerman, Verein fur Raumschiffahrt atau Society for Space Travel, mengarah pada pengembangan Roket V-2 digunakan melawan London dalam Perang Dunia II.
Insinyur dan ilmuwan Jerman, termasuk Oberth, berkumpul di Peenemunde di tepi Baltik Laut pada tahun 1937, di mana roket paling canggih pada masanya dibangun dan diterbangkan di bawah pimpinan Wernher von Braun. Roket V-2, yang disebut A-4 di Jerman, kecil dibandingkan dengan desain saat ini. Itu mencapai dorongan besar dengan membakar campuran oksigen dan alkohol cair pada tingkat sekitar satu ton setiap tujuh detik. V-2 adalah senjata tangguh yang bisa menghancurkan seluruh blok kota.
Untungnya bagi London dan pasukan Sekutu, V-2 terlambat dalam perang untuk mengubah hasilnya. Namun demikian, para ilmuwan dan insinyur roket Jerman telah meletakkan rencana untuk rudal canggih yang mampu menjangkau Samudra Atlantik dan mendarat di A.S. Misil-misil ini akan memiliki sayap atas tetapi muatan yang sangat kecil kapasitas.
Banyak V-2 dan komponen yang tidak digunakan ditangkap oleh Sekutu dengan jatuhnya Jerman, dan banyak ilmuwan roket Jerman datang ke AS, sementara yang lain pergi ke Uni Soviet. Baik AS maupun Uni Soviet menyadari potensi peroketan sebagai senjata militer dan memulai berbagai program eksperimental.
AS memulai sebuah program dengan roket-roket terdengar atmosfer di ketinggian, salah satu ide awal Goddard. Berbagai rudal balistik antarbenua jarak menengah dan panjang dikembangkan kemudian. Ini menjadi titik awal dari program luar angkasa A.S. Rudal seperti Redstone, Atlas dan Titan akhirnya akan meluncurkan astronot ke luar angkasa.
Dunia tertegun oleh berita tentang satelit buatan yang mengorbit bumi yang diluncurkan oleh Uni Soviet pada 4 Oktober 1957. Disebut Sputnik 1, satelit adalah entri pertama yang berhasil dalam perlombaan untuk ruang antara dua negara adidaya, Soviet Uni dan AS. Soviet mengikuti peluncuran satelit yang membawa seekor anjing bernama Laika di kapal kurang dari sebulan kemudian. Laika bertahan di luar angkasa selama tujuh hari sebelum ditidurkan sebelum pasokan oksigennya habis.
AS mengikuti Uni Soviet dengan satelitnya sendiri beberapa bulan setelah Sputnik pertama. Penjelajah I diluncurkan oleh Angkatan Darat A.S. pada tanggal 31 Januari 1958. Pada bulan Oktober tahun itu, AS secara resmi menyelenggarakan program luar angkasa dengan menciptakan NASA, Administrasi Penerbangan dan Antariksa Nasional. NASA menjadi lembaga sipil dengan tujuan eksplorasi ruang secara damai untuk kepentingan semua umat manusia.
Tiba-tiba, banyak orang dan mesin diluncurkan ke luar angkasa. Astronot mengorbit bumi dan mendarat di bulan. Pesawat ruang angkasa robot melakukan perjalanan ke planet-planet. Ruang tiba-tiba dibuka untuk eksplorasi dan eksploitasi komersial. Satelit memungkinkan para ilmuwan untuk menyelidiki dunia kita, meramalkan cuaca dan berkomunikasi secara instan di seluruh dunia. Sejumlah besar roket yang kuat dan serbaguna harus dibangun karena permintaan untuk muatan yang lebih banyak dan lebih besar meningkat.
Roket telah berevolusi dari perangkat bubuk mesiu sederhana menjadi kendaraan raksasa yang mampu melakukan perjalanan ke luar angkasa sejak masa penemuan dan eksperimen paling awal. Mereka telah membuka alam semesta untuk mengarahkan eksplorasi oleh umat manusia.