Robert Hutchings Goddard (5 de octubre de 1882 - 10 de agosto de 1945) [1] fue un ingeniero , profesor , físico e inventor estadounidense a quien se le atribuye la creación y construcción del primer cohete de combustible líquido del mundo , que se lanzó con éxito el 16 de marzo de 1926. [2] En 1915, su trabajo pionero había mejorado drásticamente la eficiencia del cohete de combustible sólido , lo que marcó el comienzo de la era del cohete moderno y la innovación. Él y su equipo lanzaron 34 cohetes entre 1926 y 1941, alcanzando altitudes de hasta 2,6 km (1,6 mi) y velocidades de hasta 885 km/h (550 mph). [3]
El trabajo de Goddard como teórico e ingeniero anticipó muchos de los desarrollos que harían posible los vuelos espaciales. [4] Se le ha llamado el hombre que marcó el comienzo de la era espacial . [5] : xiii Dos de las 214 invenciones patentadas de Goddard, un cohete de múltiples etapas (1914) y un cohete de combustible líquido (1914), fueron hitos importantes hacia los vuelos espaciales. [6] Su monografía de 1919 Un método para alcanzar altitudes extremas se considera uno de los textos clásicos de la ciencia de los cohetes del siglo XX. [7] [8] Goddard fue pionero con éxito en métodos modernos como el control de dos ejes ( giroscopios y empuje orientable ) para permitir que los cohetes controlen su vuelo de manera efectiva.
Aunque su trabajo en este campo fue revolucionario, Goddard recibió poco apoyo público, moral o monetario, por su trabajo de investigación y desarrollo. [9] : 92, 93 Era una persona tímida, y la investigación sobre cohetes no se consideraba una actividad adecuada para un profesor de física. [10] : 12 La prensa y otros científicos ridiculizaron sus teorías sobre los vuelos espaciales. Como resultado, se volvió protector de su privacidad y su trabajo.
Años después de su muerte, en los albores de la Era Espacial, Goddard llegó a ser reconocido como uno de los padres fundadores de la cohetería moderna, junto con Robert Esnault-Pelterie , Konstantin Tsiolkovsky y Hermann Oberth . [11] [12] [13] No solo reconoció tempranamente el potencial de los cohetes para la investigación atmosférica, los misiles balísticos y los viajes espaciales , sino que también fue el primero en estudiar, diseñar, construir y volar científicamente los cohetes precursores necesarios para eventualmente implementar esas ideas. [14]
El Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA recibió su nombre en honor a Goddard en 1959. También fue incluido en el Salón de la Fama Aeroespacial Internacional y el Salón de la Fama de la Aviación Nacional en 1966, y en el Salón de la Fama del Espacio Internacional en 1976. [15]
Goddard nació en Worcester, Massachusetts, hijo de Nahum Danford Goddard (1859-1928) y Fannie Louise Hoyt (1864-1920). Robert fue el único hijo que sobrevivió; un hijo menor, Richard Henry, nació con una deformidad espinal y murió antes de cumplir su primer año. Su padre Nahum trabajaba para fabricantes e inventó varias herramientas útiles. [16] Goddard tenía raíces familiares inglesas paternas en Nueva Inglaterra con William Goddard (1628-91), un tendero de Londres que se estableció en Watertown , Massachusetts en 1666. Por el lado materno, descendía de John Hoyt y otros colonos de Massachusetts a fines del siglo XVII. [17] [18] Poco después de su nacimiento, la familia se mudó a Boston. Con curiosidad por la naturaleza, estudió los cielos usando un telescopio de su padre y observó a los pájaros volar. En esencia, era un muchacho de campo, le encantaba estar al aire libre y hacer caminatas con su padre en viajes a Worcester, y se convirtió en un excelente tirador con un rifle. [19] : 63, 64 En 1898, su madre contrajo tuberculosis y se mudaron de nuevo a Worcester para tomar aire puro. Los domingos, la familia asistía a la iglesia episcopal y Robert cantaba en el coro. [16] : 16
Con la electrificación de las ciudades estadounidenses en la década de 1880, el joven Goddard se interesó por la ciencia, específicamente, la ingeniería y la tecnología. Cuando su padre le mostró cómo generar electricidad estática en la alfombra de la familia, la imaginación del niño de cinco años se despertó. Robert experimentó, creyendo que podría saltar más alto si el zinc de una batería se pudiera cargar al arrastrar sus pies en el camino de grava. Pero, al sostener el zinc, no pudo saltar más alto de lo habitual. [16] : 15 [20] Goddard detuvo los experimentos después de una advertencia de su madre de que si tenía éxito, podría "irse navegando y tal vez no pudiera regresar". [21] : 9 Experimentó con productos químicos y creó una nube de humo y una explosión en la casa. [19] : 64 El padre de Goddard alentó aún más el interés científico de Robert al proporcionarle un telescopio, un microscopio y una suscripción a Scientific American . [21] : 10 Robert desarrolló una fascinación por el vuelo, primero con cometas y luego con globos . Se convirtió en un minucioso diarista y documentador de su trabajo, una habilidad que beneficiaría enormemente su carrera posterior. Estos intereses se fusionaron a los 16 años, cuando Goddard intentó construir un globo de aluminio , moldeando el metal en bruto en el taller de su casa y llenándolo con hidrógeno. Después de casi cinco semanas de esfuerzos metódicos y documentados, finalmente abandonó el proyecto, comentando: "... el globo no subirá. ... El aluminio es demasiado pesado. El fracaso [ sic ] corona la empresa". Sin embargo, la lección de este fracaso no frenó la creciente determinación y confianza de Goddard en su trabajo. [16] : 21 Escribió en 1927: "Imagino que un interés innato en las cosas mecánicas fue heredado de una serie de antepasados que eran maquinistas". [22] : 7
Se interesó por el espacio cuando leyó el clásico de ciencia ficción de H. G. Wells , La guerra de los mundos, a los 16 años. Su dedicación a los vuelos espaciales se concretó el 19 de octubre de 1899. Goddard, de 17 años, trepó a un cerezo para cortar ramas muertas. El cielo lo paralizó y su imaginación creció. Más tarde escribió:
Ese día subí a un cerezo alto que había en la parte trasera del granero... y mientras miraba hacia los campos del este, imaginé lo maravilloso que sería fabricar un aparato que tuviera la posibilidad de ascender a Marte, y cómo se vería a pequeña escala si lo enviaran desde el prado que estaba a mis pies. Tengo varias fotografías del árbol, tomadas desde entonces, con la pequeña escalera que hice para treparlo, apoyada en él.
Me pareció entonces que un peso girando alrededor de un eje horizontal, moviéndose más rápidamente hacia arriba que hacia abajo, podría proporcionar sustentación en virtud de la mayor fuerza centrífuga en la parte superior del camino.
Yo era un niño diferente cuando bajé del árbol que cuando subí. La existencia, al fin, parecía tener un propósito. [16] : 26 [23]
Durante el resto de su vida, observó el 19 de octubre como el "Día del Aniversario", una conmemoración privada del día de su mayor inspiración.
El joven Goddard era un muchacho delgado y frágil, casi siempre de salud frágil. Sufría problemas de estómago, pleuresía, resfriados y bronquitis, y se retrasaba dos años con respecto a sus compañeros de clase. Se convirtió en un lector voraz y visitaba regularmente la biblioteca pública local para pedir prestados libros sobre ciencias físicas. [16] : 16, 19
El interés de Goddard por la aerodinámica le llevó a estudiar algunos de los artículos científicos de Samuel Langley en la revista Smithsonian . En estos artículos, Langley escribió que las aves baten sus alas con diferente fuerza en cada lado para girar en el aire. Inspirado por estos artículos, el adolescente Goddard observó golondrinas y vencejos desde el porche de su casa, notando cuán sutilmente las aves movían sus alas para controlar su vuelo. Notó cuán notablemente las aves controlaban su vuelo con sus plumas de la cola, a las que llamó el equivalente de las aves a los alerones . Se opuso a algunas de las conclusiones de Langley y en 1901 escribió una carta a la revista St. Nicholas [21] : 5 con sus propias ideas. El editor de St. Nicholas se negó a publicar la carta de Goddard, comentando que las aves vuelan con cierta cantidad de inteligencia y que "las máquinas no actuarán con tal inteligencia". [16] : 31 Goddard no estaba de acuerdo, creyendo que un hombre podría controlar una máquina voladora con su propia inteligencia.
En esa época, Goddard leyó los Principia Mathematica de Newton y descubrió que la Tercera Ley del Movimiento de Newton se aplicaba al movimiento en el espacio. Más tarde escribió sobre sus propias comprobaciones de la Ley:
Empecé a darme cuenta de que, después de todo, las leyes de Newton podían tener algo de cierto. Por consiguiente, puse a prueba la tercera ley, tanto con dispositivos suspendidos con bandas elásticas como con dispositivos sobre flotadores, en el pequeño arroyo que había detrás del granero, y la citada ley se verificó de manera concluyente. Me hizo darme cuenta de que, si se descubriera o inventara una forma de navegar por el espacio, sería el resultado de un conocimiento de la física y las matemáticas. [16] : 32
A medida que su salud mejoraba, Goddard continuó su educación formal como estudiante de segundo año de 19 años en la South High Community School [24] en Worcester en 1901. Se destacó en su trabajo académico y sus compañeros lo eligieron dos veces presidente de la clase. Para recuperar el tiempo perdido, estudió libros de matemáticas, astronomía, mecánica y composición de la biblioteca de la escuela. [16] : 32 En su ceremonia de graduación en 1904, pronunció el discurso de despedida de su clase . En su discurso, titulado "Sobre dar las cosas por sentado", Goddard incluyó una sección que se convertiría en emblemática de su vida:
[D]icho así como en las ciencias hemos aprendido que somos demasiado ignorantes para afirmar con seguridad que algo es imposible, así también en el caso del individuo, puesto que no podemos saber exactamente cuáles son sus limitaciones, difícilmente podemos decir con certeza que algo está necesariamente a su alcance o fuera de él. Cada uno debe recordar que nadie puede predecir a qué alturas de riqueza, fama o utilidad puede llegar hasta que se haya esforzado honestamente, y debe sacar valor del hecho de que todas las ciencias han estado, en algún momento, en la misma condición que él, y que a menudo ha resultado cierto que el sueño de ayer es la esperanza de hoy y la realidad de mañana. [21] : 19
Goddard se matriculó en el Instituto Politécnico de Worcester en 1904. [16] : 41 Rápidamente impresionó al jefe del departamento de física, A. Wilmer Duff, con su sed de conocimiento, y Duff lo contrató como asistente de laboratorio y tutor. [16] : 42 En el WPI, Goddard se unió a la fraternidad Sigma Alpha Epsilon y comenzó un largo noviazgo con su compañera de secundaria Miriam Olmstead, una estudiante de honor que se había graduado con él como salutatorian . Finalmente, ella y Goddard se comprometieron, pero se distanciaron y terminaron el compromiso alrededor de 1909. [16] : 51
Goddard recibió su licenciatura en física en el Politécnico de Worcester en 1908, [16] : 50 y después de servir allí durante un año como instructor de física, comenzó sus estudios de posgrado en la Universidad Clark en Worcester en el otoño de 1909. [25] Mientras estudiaba en Clark, Goddard continuó trabajando en los Laboratorios Salisbury en WPI y, anecdóticamente, causó una explosión dañina, por lo que su trabajo se trasladó al Laboratorio Magnético (hoy llamado Skull Tomb). [26]
Goddard recibió su maestría en física de la Universidad Clark en 1910, y luego se quedó en Clark para completar su doctorado en física en 1911. Pasó otro año en Clark como miembro honorario en física, y en 1912 aceptó una beca de investigación en el Laboratorio de Física Palmer de la Universidad de Princeton . [16] : 56–58
El estudiante de secundaria resumió sus ideas sobre los viajes espaciales en un artículo propuesto, "La navegación espacial", que presentó a Popular Science News . El editor de la revista lo devolvió, diciendo que no podrían usarlo "en el futuro cercano". [16] : 34
Mientras aún era estudiante, Goddard escribió un artículo proponiendo un método para equilibrar aviones utilizando giroestabilización. Presentó la idea a Scientific American , que publicó el artículo en 1907. Goddard escribió más tarde en sus diarios que creía que su artículo era la primera propuesta de una forma de estabilizar automáticamente los aviones en vuelo. [16] : 50 Su propuesta llegó casi al mismo tiempo que otros científicos estaban haciendo avances en el desarrollo de giroscopios funcionales .
Mientras estudiaba física en WPI, Goddard empezó a pensar en ideas que a veces parecían imposibles, pero se vio obligado a registrarlas para futuras investigaciones. Escribió que "había algo dentro que simplemente no dejaba de funcionar". Compró unos cuadernos forrados de tela y comenzó a llenarlos con una variedad de pensamientos, principalmente relacionados con su sueño de viajar al espacio. [22] : 11–13 Consideró la fuerza centrífuga, las ondas de radio, la reacción magnética, la energía solar, la energía atómica, la propulsión iónica o electrostática y otros métodos para alcanzar el espacio. Después de experimentar con cohetes de combustible sólido, en 1909 se convenció de que los motores de combustible químico eran la respuesta. [10] : 11–12 En junio de 1908 se estableció un concepto particularmente complejo: enviar una cámara alrededor de planetas distantes, guiada por mediciones de la gravedad a lo largo de la trayectoria, y regresar a la Tierra. [22] : 14
Su primer escrito sobre la posibilidad de un cohete propulsado por líquido apareció el 2 de febrero de 1909. Goddard había comenzado a estudiar formas de aumentar la eficiencia de un cohete utilizando métodos diferentes a los cohetes convencionales de combustible sólido . Escribió en su cuaderno sobre el uso de hidrógeno líquido como combustible con oxígeno líquido como oxidante. Creía que se podía lograr una eficiencia del 50 por ciento con estos propulsores líquidos (es decir, la mitad de la energía térmica de la combustión convertida en energía cinética de los gases de escape). [16] : 55
En las décadas de 1910, la radio era una tecnología nueva, fértil para la innovación. En 1912, mientras trabajaba en la Universidad de Princeton, Goddard investigó los efectos de las ondas de radio en los aislantes. [27] Para generar energía de radiofrecuencia, inventó un tubo de vacío con una deflexión de haz [28] que funcionaba como un tubo oscilador de rayos catódicos. Su patente sobre este tubo, que precedió a la de Lee De Forest , se convirtió en el centro de la demanda entre Arthur A. Collins , cuya pequeña empresa fabricaba tubos transmisores de radio, y AT&T y RCA por su uso de la tecnología de tubos de vacío . Goddard solo aceptó un honorario de consultoría de Collins cuando se desestimó la demanda. Finalmente, las dos grandes empresas permitieron que la creciente industria electrónica del país utilizara libremente las patentes de De Forest. [29]
En 1912, en su tiempo libre, Goddard había desarrollado, utilizando el cálculo, las matemáticas que le permitieron calcular la posición y la velocidad de un cohete en vuelo vertical, dado el peso del cohete y el peso del propulsor y la velocidad (con respecto al armazón del cohete) de los gases de escape. En efecto, había desarrollado de forma independiente la ecuación del cohete de Tsiolkovsky publicada una década antes en Rusia. Tsiolkovsky, sin embargo, no tuvo en cuenta la gravedad ni la resistencia aerodinámica. Para el vuelo vertical desde la superficie de la Tierra, Goddard incluyó en su ecuación diferencial los efectos de la gravedad y la resistencia aerodinámica. [22] : 136 Escribió: "Se encontró necesario un método aproximado ... para evitar un problema sin resolver en el cálculo de variaciones. La solución que se obtuvo reveló el hecho de que serían necesarias masas iniciales sorprendentemente pequeñas ... siempre que los gases se expulsaran del cohete a alta velocidad, y también siempre que la mayor parte del cohete consistiera en material propulsor". [22] : 338–9
Su primer objetivo era construir un cohete sonda con el que estudiar la atmósfera. No sólo ayudaría a la meteorología, sino que era necesario determinar la temperatura, la densidad y la velocidad del viento en función de la altitud para diseñar vehículos de lanzamiento espacial eficientes. Era muy reacio a admitir que su objetivo final era, de hecho, desarrollar un vehículo para vuelos al espacio, ya que la mayoría de los científicos, especialmente en los Estados Unidos, no consideraban que tal objetivo fuera una búsqueda científica realista o práctica, ni el público estaba aún dispuesto a considerar seriamente tales ideas. Más tarde, en 1933, Goddard dijo que "[E]n ningún caso debemos permitir que nos disuadan de lograr los viajes espaciales, prueba tras prueba y paso a paso, hasta que un día lo logremos, cueste lo que cueste". [19] : 65, 67, 74, 101
A principios de 1913, Goddard enfermó gravemente de tuberculosis y tuvo que dejar su puesto en Princeton. Luego regresó a Worcester, donde comenzó un prolongado proceso de recuperación en casa. Sus médicos no esperaban que viviera. Decidió que debía pasar tiempo al aire libre y caminar para hacer ejercicio, y poco a poco mejoró. [16] : 61–64 Cuando su enfermera descubrió algunas de sus notas en su cama, las guardó, argumentando: "Tengo que vivir para hacer este trabajo". [19] : 66
Sin embargo, fue durante este período de recuperación cuando Goddard comenzó a producir algunas de sus obras más importantes. A medida que sus síntomas remitían, se permitió trabajar una hora al día con sus notas tomadas en Princeton. Temía que nadie pudiera leer sus garabatos si sucumbía. [16] : 63
En el ambiente tecnológico y manufacturero de Worcester, las patentes se consideraban esenciales, no solo para proteger el trabajo original, sino como documentación del primer descubrimiento. Goddard comenzó a ver la importancia de sus ideas como propiedad intelectual y, por lo tanto, comenzó a obtenerlas antes de que alguien más lo hiciera (y él tendría que pagar para usarlas). En mayo de 1913, escribió descripciones sobre sus primeras solicitudes de patentes de cohetes. Su padre se las llevó a un abogado de patentes en Worcester que lo ayudó a refinar sus ideas para su consideración. La primera solicitud de patente de Goddard se presentó en octubre de 1913. [16] : 63–70
En 1914, sus dos primeras patentes históricas fueron aceptadas y registradas. La primera, la patente estadounidense 1.102.653 , describía un cohete de varias etapas alimentado con un "material explosivo" sólido. La segunda, la patente estadounidense 1.103.503 , describía un cohete alimentado con un combustible sólido (material explosivo) o con propulsores líquidos (gasolina y óxido nitroso líquido). Las dos patentes eventualmente se convertirían en hitos importantes en la historia de la cohetería. [30] [31] En total, se publicaron 214 patentes, algunas póstumamente por su esposa.
En el otoño de 1914, la salud de Goddard había mejorado y aceptó un puesto a tiempo parcial como instructor e investigador en la Universidad Clark. [16] : 73 Su puesto en Clark le permitió avanzar en su investigación sobre cohetes. Encargó numerosos suministros que pudieran utilizarse para construir prototipos de cohetes para su lanzamiento y pasó gran parte de 1915 preparándose para sus primeras pruebas. El primer lanzamiento de prueba de Goddard de un cohete de pólvora se produjo una tarde de 1915, después de sus clases diurnas en Clark. [16] : 74 El lanzamiento fue lo suficientemente ruidoso y brillante como para despertar la alarma del conserje del campus, y Goddard tuvo que asegurarle que sus experimentos, aunque eran un estudio serio, también eran bastante inofensivos. Después de este incidente, Goddard llevó sus experimentos al interior del laboratorio de física para limitar cualquier perturbación.
En el laboratorio de física de Clark, Goddard realizó pruebas estáticas de cohetes de pólvora para medir su empuje y eficiencia. Encontró que sus estimaciones anteriores se verificaban; los cohetes de pólvora estaban convirtiendo solo alrededor del dos por ciento de la energía térmica de su combustible en empuje y energía cinética. En este punto, aplicó las toberas de Laval , que generalmente se usaban con motores de turbina de vapor, y estas mejoraron enormemente la eficiencia. (De las varias definiciones de eficiencia de cohete, Goddard midió en su laboratorio lo que hoy se llama la eficiencia interna del motor: la relación entre la energía cinética de los gases de escape y la energía térmica disponible de la combustión, expresada como un porcentaje). [22] : 130 A mediados del verano de 1915, Goddard había obtenido una eficiencia promedio del 40 por ciento con una velocidad de salida de la tobera de 6,728 pies (2,051 metros) por segundo . [16] : 75 Al conectar una cámara de combustión llena de pólvora a varias boquillas de expansión convergente-divergente (de Laval), Goddard pudo lograr en pruebas estáticas eficiencias del motor de más del 63% y velocidades de escape de más de 7000 pies (2134 metros) por segundo. [16] : 78
Pocos lo reconocerían en su momento, pero este pequeño motor fue un gran avance. Estos experimentos sugirieron que los cohetes podrían ser lo suficientemente potentes como para escapar de la Tierra y viajar al espacio. Este motor y los experimentos posteriores patrocinados por el Instituto Smithsoniano fueron el comienzo de la cohetería moderna y, en última instancia, de la exploración espacial. [32] Goddard se dio cuenta, sin embargo, de que se necesitarían los propulsores líquidos más eficientes para llegar al espacio. [33]
Más tarde ese año, Goddard diseñó un elaborado experimento en el laboratorio de física de Clark y demostró que un cohete funcionaría en un vacío como el del espacio. Él creía que así sería, pero muchos otros científicos aún no estaban convencidos. [34] Su experimento demostró que el rendimiento de un cohete en realidad disminuye bajo presión atmosférica.
En septiembre de 1906 escribió en su cuaderno sobre el uso de la repulsión de partículas cargadas eléctricamente (iones) para producir empuje. [22] : 13 De 1916 a 1917, Goddard construyó y probó los primeros propulsores iónicos experimentales conocidos , que pensó que podrían usarse para la propulsión en las condiciones cercanas al vacío del espacio exterior . Los pequeños motores de vidrio que construyó fueron probados a presión atmosférica, donde generaban una corriente de aire ionizado. [35]
En 1916, el coste de la investigación de Goddard sobre cohetes se había vuelto demasiado alto para su modesto salario de profesor. [16] : 76 Comenzó a solicitar patrocinadores potenciales para obtener ayuda financiera, empezando por el Instituto Smithsoniano , la Sociedad Geográfica Nacional y el Aero Club de América .
En su carta al Smithsonian en septiembre de 1916, Goddard afirmó que había logrado una eficiencia del 63% y una velocidad de boquilla de casi 2438 metros por segundo . Con estos niveles de rendimiento, creía que un cohete podría levantar verticalmente un peso de 1 lb (0,45 kg) a una altura de 232 millas (373 km) con un peso de lanzamiento inicial de solo 89,6 lb (40,64 kg) . [36] (Se puede considerar que la atmósfera de la Tierra termina a una altitud de 80 a 100 millas (130 a 160 km), donde su efecto de arrastre sobre los satélites en órbita se vuelve mínimo).
El Smithsonian se mostró interesado y le pidió a Goddard que explicara en detalle su consulta inicial. Goddard respondió con un manuscrito detallado que ya había preparado, titulado Un método para alcanzar altitudes extremas . [16] : 79
En enero de 1917, el Smithsonian acordó proporcionar a Goddard una subvención de cinco años por un total de 5000 dólares estadounidenses . [16] : 84 Posteriormente, Clark pudo contribuir con 3500 dólares estadounidenses y el uso de su laboratorio de física al proyecto. El Instituto Politécnico de Worcester también le permitió utilizar su Laboratorio de Magnetismo abandonado en el borde del campus durante este tiempo, como un lugar seguro para realizar pruebas. [16] : 85 WPI también fabricó algunas piezas en su taller de máquinas.
Los científicos colegas de Goddard en Clark se quedaron atónitos ante la inusualmente grande subvención del Smithsonian para la investigación de cohetes, que pensaban que no era ciencia real. [16] : 85 Décadas más tarde, los científicos de cohetes que sabían cuánto costaba investigar y desarrollar cohetes dijeron que había recibido poco apoyo financiero. [37] [38]
Dos años más tarde, por insistencia de Arthur G. Webster, el mundialmente conocido jefe del departamento de física de Clark, Goddard hizo arreglos para que el Smithsonian publicara el artículo, A Method..., que documentaba su trabajo. [16] : 102
Mientras estaba en la Universidad Clark, Goddard investigó sobre la energía solar utilizando un plato parabólico para concentrar los rayos del sol en una pieza de cuarzo maquinada , que fue rociada con mercurio , que luego calentó agua y accionó un generador eléctrico. Goddard creía que su invento había superado todos los obstáculos que habían derrotado previamente a otros científicos e inventores, y sus hallazgos se publicaron en la edición de noviembre de 1929 de Popular Science . [39]
No todos los primeros trabajos de Goddard estaban orientados a los viajes espaciales. Cuando Estados Unidos entró en la Primera Guerra Mundial en 1917, las universidades del país comenzaron a prestar sus servicios al esfuerzo bélico. Goddard creía que su investigación sobre cohetes podía aplicarse a muchas aplicaciones militares diferentes, incluida la artillería móvil, las armas de campaña y los torpedos navales . Hizo propuestas a la Armada y al Ejército. No existe registro en sus documentos de ningún interés por parte de la Armada en la investigación de Goddard. Sin embargo, la Artillería del Ejército estaba bastante interesada y Goddard se reunió varias veces con personal del Ejército. [16] : 89
Durante este tiempo, Goddard también fue contactado, a principios de 1918, por un industrial civil en Worcester sobre la posibilidad de fabricar cohetes para el ejército. Sin embargo, a medida que el entusiasmo del empresario crecía, también lo hacía la sospecha de Goddard. Las conversaciones finalmente se rompieron cuando Goddard comenzó a temer que su trabajo pudiera ser apropiado por la empresa. Sin embargo, un oficial del Cuerpo de Señales del Ejército intentó hacer que Goddard cooperara, pero fue desestimado por el general George Squier del Cuerpo de Señales, que había sido contactado por el secretario del Instituto Smithsoniano, Charles Walcott . [16] : 89–91 Goddard se volvió receloso de trabajar con corporaciones y tuvo cuidado de obtener patentes para "proteger sus ideas". [16] : 152 Estos eventos llevaron al Cuerpo de Señales a patrocinar el trabajo de Goddard durante la Primera Guerra Mundial. [16] : 91
Goddard propuso al Ejército una idea para un lanzacohetes con tubo como arma de infantería ligera. El concepto del lanzador se convirtió en el precursor de la bazuca . [16] : 92 El arma propulsada por cohetes y sin retroceso fue una creación de Goddard como un proyecto paralelo (bajo contrato del Ejército) de su trabajo sobre propulsión de cohetes. Goddard, durante su permanencia en la Universidad Clark , y trabajando en el Observatorio del Monte Wilson por razones de seguridad, diseñó el cohete de tubo para uso militar durante la Primera Guerra Mundial. Él y su compañero de trabajo Clarence N. Hickman demostraron con éxito su cohete al Cuerpo de Señales del Ejército de los EE. UU. en Aberdeen Proving Ground , Maryland , el 6 de noviembre de 1918, utilizando dos atriles como plataforma de lanzamiento. El Ejército quedó impresionado, pero el Armisticio de Compiègne se firmó solo cinco días después, y el desarrollo posterior se interrumpió cuando terminó la Primera Guerra Mundial. [40]
El retraso en el desarrollo de la bazuca y otras armas fue resultado del largo período de recuperación que necesitó Goddard de su grave ataque de tuberculosis. Goddard continuó trabajando como consultor a tiempo parcial para el gobierno de los EE. UU. en Indian Head, Maryland , [16] : 121 hasta 1923, pero su atención se había centrado en otras investigaciones relacionadas con la propulsión de cohetes, incluido el trabajo con combustibles líquidos y oxígeno líquido.
Más tarde, el ex investigador de la Universidad Clark Clarence N. Hickman y los oficiales del ejército, el coronel Leslie Skinner y el teniente Edward Uhl, continuaron el trabajo de Goddard sobre la bazuca. Se le colocó una ojiva de carga hueca al cohete, lo que dio origen al arma destructora de tanques utilizada en la Segunda Guerra Mundial y a muchas otras armas de cohetes potentes. [16] : 305
En 1919 Goddard pensó que sería prematuro revelar los resultados de sus experimentos porque su motor no estaba lo suficientemente desarrollado. Webster se dio cuenta de que Goddard había realizado una gran cantidad de trabajos excelentes e insistió en que Goddard publicara sus avances hasta el momento o se encargaría de ellos él mismo, por lo que Goddard preguntó al Instituto Smithsoniano si publicaría el informe, actualizado con notas, que había presentado a fines de 1916. [16] : 102
A finales de 1919, el Smithsonian publicó el trabajo pionero de Goddard, Un método para alcanzar altitudes extremas . El informe describe las teorías matemáticas de Goddard sobre el vuelo de cohetes, sus experimentos con cohetes de combustible sólido y las posibilidades que vio de explorar la atmósfera de la Tierra y más allá. Junto con el trabajo anterior de Konstantin Tsiolkovsky , La exploración del espacio cósmico por medio de dispositivos de reacción , [41] el informe de Goddard se considera uno de los trabajos pioneros de la ciencia de la cohetería, y se distribuyeron 1750 copias en todo el mundo. [42] Goddard también envió una copia a las personas que la solicitaron, hasta que se agotó su suministro personal. El historiador aeroespacial del Smithsonian Frank Winter dijo que este documento fue "uno de los catalizadores clave detrás del movimiento internacional de cohetes de los años 1920 y 1930". [43]
Goddard describió experimentos extensos con motores de cohetes de combustible sólido que quemaban pólvora sin humo de nitrocelulosa de alto grado . Un avance crítico fue el uso de la tobera de turbina de vapor inventada por el inventor sueco Gustaf de Laval . La tobera de Laval permite la conversión más eficiente ( isoentrópica ) de la energía de los gases calientes en movimiento hacia adelante. [44] Por medio de esta tobera, Goddard aumentó la eficiencia de sus motores de cohetes del dos por ciento al 64 por ciento y obtuvo velocidades de escape supersónicas de más de Mach 7. [21] : 44 [45]
Aunque la mayor parte de este trabajo se ocupó de las relaciones teóricas y experimentales entre el propulsor, la masa del cohete, el empuje y la velocidad, una sección final, titulada "Cálculo de la masa mínima requerida para elevar una libra a una altitud 'infinita'", discutió los posibles usos de los cohetes, no solo para alcanzar la atmósfera superior sino para escapar de la gravitación de la Tierra por completo . [46] Determinó, utilizando un método aproximado para resolver su ecuación diferencial de movimiento para el vuelo vertical, que un cohete con una velocidad de escape efectiva (ver impulso específico ) de 7000 pies por segundo y un peso inicial de 602 libras podría enviar una carga útil de una libra a una altura infinita. Incluyó como experimento mental la idea de lanzar un cohete a la Luna y encender una masa de pólvora de destello en su superficie, de modo que sea visible a través de un telescopio. Discutió el asunto seriamente, hasta llegar a una estimación de la cantidad de pólvora necesaria. La conclusión de Goddard fue que un cohete con una masa inicial de 3,21 toneladas podría producir un destello "apenas visible" desde la Tierra, asumiendo un peso de carga útil final de 10,7 libras. [22]
Goddard evitó la publicidad, porque no tenía tiempo para responder a las críticas a su trabajo, y sus ideas imaginativas sobre los viajes espaciales se compartían sólo con grupos privados en los que confiaba. Sin embargo, sí publicó y habló sobre el principio del cohete y los cohetes sonda , ya que estos temas no eran demasiado "descabellados". En una carta al Smithsonian, fechada en marzo de 1920, habló de: fotografiar la Luna y los planetas desde sondas de sobrevuelo propulsadas por cohetes, enviar mensajes a civilizaciones distantes en placas de metal inscritas, el uso de la energía solar en el espacio y la idea de la propulsión iónica de alta velocidad. En esa misma carta, Goddard describe claramente el concepto de escudo térmico ablativo , sugiriendo que el aparato de aterrizaje se cubra con "capas de una sustancia dura muy infusible con capas de un mal conductor de calor entre ellas" diseñadas para erosionarse de la misma manera que la superficie de un meteoro. [47]
Toda visión es una broma hasta que el primer hombre la realiza; una vez realizada, se vuelve algo común.
–Respuesta a la pregunta de un periodista tras una crítica en The New York Times , 1920. [48] [49]
La publicación del documento de Goddard le valió la atención nacional de los periódicos estadounidenses, la mayor parte de la cual fue negativa. Aunque la discusión de Goddard sobre apuntar a la Luna era sólo una pequeña parte de la obra en su conjunto (ocho líneas en la penúltima página de 69 páginas), y estaba pensada como una ilustración de las posibilidades más que como una declaración de intenciones, los periódicos sensacionalizaron sus ideas hasta el punto de tergiversarlas y ridiculizarlas. Incluso el Smithsonian tuvo que abstenerse de publicidad debido a la cantidad de correspondencia ridícula que recibió del público en general. [21] : 113 David Lasser, cofundador de la American Rocket Society (ARS), escribió en 1931 que Goddard fue objeto en la prensa de los "ataques más violentos". [50]
El 12 de enero de 1920, un artículo de primera plana en The New York Times , "Cree que un cohete puede llegar a la Luna", informaba de un comunicado de prensa del Smithsonian sobre un "cohete de alta eficiencia y carga múltiple". La principal aplicación prevista era "la posibilidad de enviar aparatos de grabación a altitudes moderadas y extremas dentro de la atmósfera terrestre", con la ventaja sobre los instrumentos transportados por globos de la facilidad de recuperación, ya que "el nuevo aparato cohete subiría y bajaría directamente". Pero también mencionaba una propuesta "para [enviar] a la parte oscura de la luna nueva una cantidad suficientemente grande del polvo de destello más brillante que, al encenderse en el impacto, sería claramente visible en un telescopio potente. Esta sería la única forma de demostrar que el cohete había abandonado realmente la atracción de la Tierra, ya que el aparato nunca volvería, una vez que hubiera escapado a esa atracción". [51]
El 13 de enero de 1920, al día siguiente de su artículo de portada sobre el cohete de Goddard, un editorial anónimo del New York Times , en una sección titulada "Temas del Times", se burlaba de la propuesta. El artículo, que llevaba el título "Una severa tensión sobre la credulidad", [52] comenzaba con una aparente aprobación, pero pronto pasó a plantear serias dudas:
El cohete de carga múltiple del profesor Goddard es un método viable y, por lo tanto, prometedor para enviar un misil a la parte más alta de la atmósfera terrestre. Este cohete también podría llevar instrumentos de grabación automática que se soltarían al llegar al límite de su vuelo y que, con un posible paracaídas, los llevarían a tierra sin problemas. Sin embargo, no es obvio que los instrumentos regresarían al punto de partida; de hecho, es obvio que no lo harían, ya que los paracaídas se desplazan exactamente como lo hacen los globos. [53]
El artículo insistió aún más en la propuesta de Goddard de lanzar cohetes más allá de la atmósfera:
[U]na vez que el cohete abandona nuestro aire y emprende realmente su viaje más largo, su vuelo no se aceleraría ni se mantendría por la explosión de las cargas que podría haber dejado. Afirmar que así sería es negar una ley fundamental de la dinámica, y sólo el Dr. Einstein y su docena elegida, tan pocos y aptos, están autorizados para hacerlo. ... Por supuesto, [Goddard] sólo parece carecer del conocimiento que se enseña a diario en las escuelas secundarias. [54]
Sin embargo, el empuje es posible en el vacío. [55]
Una semana después del editorial del New York Times , Goddard publicó una declaración firmada a Associated Press , intentando devolver la razón a lo que se había convertido en una historia sensacionalista:
Se ha prestado demasiada atención al experimento propuesto con pólvora de destello y muy poca a la exploración de la atmósfera. ... Cualesquiera que sean las posibilidades interesantes que pueda tener el método que se ha propuesto, aparte del propósito para el que fue concebido, ninguna de ellas podría llevarse a cabo sin explorar primero la atmósfera. [56]
En 1924, Goddard publicó un artículo, "Cómo mi cohete de velocidad puede propulsarse en el vacío", en Popular Science , en el que explicaba la física y daba detalles de los experimentos de vacío que había realizado para probar la teoría. [57] Pero, sin importar cómo trató de explicar sus resultados, la mayoría no lo entendió. Después de uno de los experimentos de Goddard en 1929, un periódico local de Worcester publicó el titular burlón "Cohete lunar falla el objetivo por 238,799 1 ⁄ 2 millas". [58]
Aunque el público poco imaginativo se rió del "hombre de la luna", su artículo innovador fue leído con seriedad por muchos coheteros de Estados Unidos, Europa y Rusia, que se sintieron motivados a construir sus propios cohetes. Este trabajo fue su contribución más importante a la búsqueda de "apuntar a las estrellas". [59] : 50
Goddard trabajó solo con su equipo de mecánicos y maquinistas durante muchos años. Esto fue el resultado de las duras críticas de los medios de comunicación y otros científicos, y de su comprensión de las aplicaciones militares que podrían utilizar las potencias extranjeras. Goddard comenzó a desconfiar cada vez más de los demás y a menudo trabajaba solo, excepto durante las dos guerras mundiales, lo que limitó el impacto de gran parte de su trabajo. Otro factor limitante fue la falta de apoyo del gobierno, el ejército y la academia estadounidenses, todos ellos incapaces de comprender el valor del cohete para estudiar la atmósfera y el espacio cercano, y para aplicaciones militares.
Sin embargo, Goddard tuvo cierta influencia y fue influenciado por pioneros europeos de la cohetería como Hermann Oberth y su alumno Max Valier , al menos como proponente de la idea de la cohetería espacial y fuente de inspiración, aunque cada lado desarrolló su tecnología y su base científica de forma independiente. En Europa, los coheteros eran principalmente teóricos y visionarios. Goddard fue el experimentador más destacado, y su informe fue responsable de animar a muchos a construir sus propios cohetes.
A medida que Alemania se volvía cada vez más belicosa, Goddard se negó a comunicarse con los experimentadores de cohetes alemanes, aunque recibía cada vez más correspondencia de ellos. [16] : 131 Oberth hizo traducir el artículo de Goddard de 1919 y Wernher von Braun lo leyó. Por lo tanto, sabían que con el diseño de motor de Goddard se podían lograr eficiencias al menos treinta veces mayores que las de los cohetes convencionales. A través de la incorporación de von Braun y su equipo a los programas estadounidenses de posguerra, existe, por lo tanto, una línea indirecta de tradición científica y tecnológica desde la NASA hasta Goddard.
Cuarenta y nueve años después de su editorial en la que se burlaba de Goddard, el 17 de julio de 1969 —el día después del lanzamiento del Apolo 11— , The New York Times publicó un breve artículo titulado “Una corrección”. La declaración de tres párrafos resumía su editorial de 1920 y concluía:
Investigaciones y experimentos posteriores han confirmado los hallazgos de Isaac Newton en el siglo XVII y ahora está definitivamente establecido que un cohete puede funcionar tanto en el vacío como en la atmósfera. The Times lamenta el error. [60]
Goddard comenzó a considerar el uso de propulsores líquidos, incluidos el hidrógeno y el oxígeno, ya en 1909. Sabía que el hidrógeno y el oxígeno eran la combinación de combustible y oxidante más eficiente. Sin embargo, el hidrógeno líquido no estaba fácilmente disponible en 1921, y seleccionó la gasolina como el combustible más seguro de manejar. [22] : 13
Goddard comenzó a experimentar con oxidante líquido, cohetes de combustible líquido en septiembre de 1921, y probó con éxito el primer motor de propulsante líquido en noviembre de 1923. [22] : 520 Tenía una cámara de combustión cilíndrica , que utilizaba chorros de impacto para mezclar y atomizar oxígeno líquido y gasolina . [22] : 499–500
Entre 1924 y 1925, Goddard tuvo problemas para desarrollar una bomba de pistón de alta presión para enviar combustible a la cámara de combustión. Quería ampliar los experimentos, pero su financiación no se lo permitía. Decidió prescindir de las bombas y utilizar un sistema de alimentación de combustible presurizado que aplicaba presión al tanque de combustible desde un tanque de gas inerte , una técnica que todavía se utiliza en la actualidad. El oxígeno líquido, parte del cual se evaporaba, proporcionaba su propia presión.
El 6 de diciembre de 1925, probó el sistema de alimentación a presión más simple. Realizó una prueba estática en el soporte de encendido del laboratorio de física de la Universidad Clark. El motor levantó con éxito su propio peso en una prueba de 27 segundos en el soporte estático. Fue un gran éxito para Goddard, que demostró que era posible un cohete de combustible líquido. [16] : 140 La prueba acercó a Goddard un paso importante hacia el lanzamiento de un cohete con combustible líquido.
Goddard realizó una prueba adicional en diciembre y dos más en enero de 1926. Después de eso, comenzó a prepararse para un posible lanzamiento del sistema de cohetes.
Goddard lanzó el primer cohete propulsado por combustible líquido ( gasolina y oxígeno líquido ) el 16 de marzo de 1926 en Auburn, Massachusetts . En el lanzamiento estuvieron presentes su jefe de tripulación Henry Sachs, Esther Goddard y Percy Roope, que era profesor adjunto de Clark en el departamento de física. La entrada del diario de Goddard sobre el evento fue notable por su modestia:
16 de marzo. Fui a Auburn con S[achs] por la mañana. E[sther] y el señor Roope salieron a la 1 de la tarde. Probé el cohete a las 2:30. Se elevó 41 pies y recorrió 184 pies en 2,5 segundos, después de que se quemara la mitad inferior de la boquilla. Llevé materiales al laboratorio. ... [16] : 143
Su entrada en el diario del día siguiente explicaba:
17 de marzo de 1926. Ayer se realizó el primer vuelo con un cohete que utiliza combustible líquido en la granja de la tía Effie en Auburn. ... Aunque se tiró del disparador, el cohete no se elevó al principio, pero salió la llama y se escuchó un rugido constante. Después de unos segundos, se elevó lentamente hasta que salió del armazón y luego a la velocidad de un tren expreso, desvió hacia la izquierda y golpeó el hielo y la nieve, todavía yendo a gran velocidad. [16] : 143
El cohete, que más tarde se denominó "Nell", se elevó sólo 41 pies (12,5 metros) durante un vuelo de 2,5 segundos que terminó a 184 pies (56 metros) de distancia en un campo de coles, [61] pero fue una demostración importante de que los combustibles líquidos y oxidantes eran posibles propulsores para cohetes más grandes. El lugar de lanzamiento es ahora un Monumento Histórico Nacional , el Sitio de Lanzamiento de Cohetes Goddard .
A los espectadores familiarizados con los diseños de cohetes más modernos les puede resultar difícil distinguir el cohete de su aparato de lanzamiento en la conocida imagen de "Nell". El cohete completo es significativamente más alto que Goddard, pero no incluye la estructura de soporte piramidal que está agarrando. La cámara de combustión del cohete es el pequeño cilindro en la parte superior; la boquilla es visible debajo de ella. El tanque de combustible, que también es parte del cohete, es el cilindro más grande opuesto al torso de Goddard. El tanque de combustible está directamente debajo de la boquilla y está protegido del escape del motor por un cono de amianto . Tubos de aluminio envueltos en amianto conectan el motor a los tanques, proporcionando tanto soporte como transporte de combustible. [62] Esta disposición ya no se usa, ya que el experimento demostró que no era más estable que colocar la cámara de combustión y la boquilla en la base. En mayo, después de una serie de modificaciones para simplificar la plomería, la cámara de combustión y la boquilla se colocaron en la posición ahora clásica, en el extremo inferior del cohete. [63] : 259
Goddard determinó pronto que las aletas por sí solas no eran suficientes para estabilizar el cohete en vuelo y mantenerlo en la trayectoria deseada frente a los vientos en altura y otras fuerzas perturbadoras. Añadió paletas móviles en el escape, controladas por un giroscopio, para controlar y dirigir su cohete. (Los alemanes utilizaron esta técnica en su V-2). También introdujo el motor giratorio más eficiente en varios cohetes, básicamente el método utilizado para dirigir los grandes misiles y lanzadores de combustible líquido en la actualidad. [63] : 263–6
Después de que el lanzamiento de uno de los cohetes de Goddard en julio de 1929 volviera a ganar la atención de los periódicos, [64] Charles Lindbergh se enteró de su trabajo en un artículo del New York Times . En ese momento, Lindbergh había comenzado a preguntarse qué sería de la aviación (incluso de los vuelos espaciales) en un futuro lejano y se había decidido por la propulsión a chorro y el vuelo con cohetes como un posible próximo paso. Después de consultar con el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y estar seguro de que Goddard era un físico de buena fe y no un chiflado, telefoneó a Goddard en noviembre de 1929. [21] : 141 Goddard conoció al aviador poco después en su oficina de la Universidad Clark. [65] Al conocer a Goddard, Lindbergh quedó inmediatamente impresionado por su investigación, y Goddard quedó igualmente impresionado por el interés del aviador. Habló de su trabajo abiertamente con Lindbergh, formando una alianza que duraría el resto de su vida. Aunque hacía tiempo que se había mostrado reacio a compartir sus ideas, Goddard mostró una apertura total con aquellos pocos que compartían su sueño y en quienes sentía que podía confiar. [65]
A finales de 1929, Goddard había ido ganando notoriedad con cada lanzamiento de cohete. Le resultaba cada vez más difícil llevar a cabo su investigación sin distracciones no deseadas. Lindbergh habló de encontrar financiación adicional para el trabajo de Goddard y prestó su famoso nombre al trabajo de Goddard. En 1930, Lindbergh hizo varias propuestas de financiación a la industria y a inversores privados, que resultaron casi imposibles de encontrar tras el reciente desplome del mercado de valores de Estados Unidos en octubre de 1929. [65]
En la primavera de 1930, Lindbergh finalmente encontró un aliado en la familia Guggenheim . El financista Daniel Guggenheim aceptó financiar la investigación de Goddard durante los siguientes cuatro años por un total de 100.000 dólares (unos 2,2 millones de dólares actuales). La familia Guggenheim, especialmente Harry Guggenheim , seguiría apoyando el trabajo de Goddard en los años siguientes. Los Goddard pronto se mudaron a Roswell, Nuevo México [65]
Debido al potencial militar del cohete, Goddard, Lindbergh, Harry Guggenheim, el Instituto Smithsoniano y otros intentaron en 1940, antes de que Estados Unidos entrara en la Segunda Guerra Mundial, convencer al Ejército y la Marina de su valor. Se ofrecieron los servicios de Goddard, pero al principio no hubo interés. Dos oficiales militares jóvenes e imaginativos finalmente consiguieron los servicios para intentar contratar a Goddard justo antes de la guerra. La Marina se adelantó al Ejército y se aseguró sus servicios para construir motores de cohete de empuje variable y combustible líquido para el despegue asistido por chorro (JATO) de aeronaves. [16] : 293–297 Estos motores de cohete fueron los precursores de los motores de avión cohete de mayor tamaño con regulación de velocidad que ayudaron a lanzar la era espacial. [66]
El astronauta Buzz Aldrin escribió que su padre, Edwin Aldrin Sr., "fue uno de los primeros partidarios de Robert Goddard". El mayor de los Aldrin fue estudiante de física con Goddard en Clark y trabajó con Lindbergh para obtener la ayuda de los Guggenheim. Buzz creía que si Goddard hubiera recibido apoyo militar como el que había recibido el equipo de Wernher von Braun en Alemania, la tecnología de cohetes estadounidense se habría desarrollado mucho más rápidamente en la Segunda Guerra Mundial. [67]
Antes de la Segunda Guerra Mundial, había una falta de visión e interés serio en los Estados Unidos en relación con el potencial de la cohetería, especialmente en Washington . Aunque la Oficina Meteorológica se interesó a partir de 1929 en el cohete de Goddard para la investigación atmosférica, la Oficina no pudo asegurar la financiación gubernamental. [22] : 719, 746 Entre las dos guerras mundiales, la Fundación Guggenheim fue la principal fuente de financiación de la investigación de Goddard. [68] : 46, 59, 60 El cohete de combustible líquido de Goddard fue desatendido por su país, según el historiador aeroespacial Eugene Emme , pero fue notado y promovido por otras naciones, especialmente los alemanes. [42] : 63 Goddard mostró una notable presciencia en 1923 en una carta al Smithsonian. Sabía que los alemanes estaban muy interesados en la cohetería y dijo que "no le sorprendería que la investigación se convirtiera en algo parecido a una carrera", y se preguntaba cuándo los "teóricos" europeos empezarían a construir cohetes. [16] : 136 En 1936, el agregado militar estadounidense en Berlín le pidió a Charles Lindbergh que visitara Alemania y aprendiera todo lo que pudiera sobre sus avances en aviación. Aunque la Luftwaffe le mostró sus fábricas y se mostró abierta respecto de su creciente poder aéreo, no dijo nada sobre el tema de la cohetería. Cuando Lindbergh le contó a Goddard sobre este comportamiento, Goddard dijo: "Sí, deben tener planes para el cohete. ¿Cuándo nuestra propia gente en Washington escuchará razones?" [16] : 272
La mayoría de las universidades más grandes de los Estados Unidos también tardaron en darse cuenta del potencial de la cohetería. Justo antes de la Segunda Guerra Mundial, el jefe del departamento de aeronáutica del MIT, en una reunión celebrada por el Cuerpo Aéreo del Ejército para discutir la financiación del proyecto, dijo que el Instituto de Tecnología de California (Caltech) "puede asumir el trabajo de Buck Rogers [investigación sobre cohetes]". [69] En 1941, Goddard intentó reclutar a un ingeniero del MIT para su equipo, pero no pudo encontrar a nadie que estuviera interesado. [16] : 326 Hubo algunas excepciones: el MIT al menos enseñaba cohetería básica, [16] : 264 y Caltech tenía cursos de cohetería y aerodinámica. Después de la guerra, Jerome Hunsaker del MIT, después de estudiar las patentes de Goddard, afirmó que "Todo cohete de combustible líquido que vuela es un cohete Goddard". [16] : 363
Mientras estuvo en Roswell, Goddard todavía era jefe del departamento de física de la Universidad Clark, y Clark le permitió dedicar la mayor parte de su tiempo a la investigación de cohetes. Asimismo, la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA) permitió al astrónomo Samuel Herrick realizar investigaciones sobre la guía y el control de vehículos espaciales, y poco después de la guerra impartir cursos sobre guía y determinación de órbitas de naves espaciales. Herrick comenzó a comunicarse con Goddard en 1931 y le preguntó si debía trabajar en este nuevo campo, al que llamó astrodinámica . Herrick dijo que Goddard tuvo la visión de aconsejarlo y alentarlo en su uso de la mecánica celeste "para anticipar el problema básico de la navegación espacial". El trabajo de Herrick contribuyó sustancialmente a la preparación de Estados Unidos para controlar el vuelo de los satélites terrestres y enviar hombres a la Luna y de regreso. [70]
Con nuevo respaldo financiero, Goddard finalmente se trasladó al sitio de pruebas de Eden Valley en Roswell, Nuevo México , en el verano de 1930, [59] : 46 donde trabajó con su equipo de técnicos en un aislamiento casi total y en relativo secreto durante años. Había consultado a un meteorólogo sobre la mejor zona para hacer su trabajo, y Roswell parecía ideal. Aquí no pondrían en peligro a nadie, no serían molestados por los curiosos y experimentarían un clima más moderado (que también era mejor para la salud de Goddard). [16] : 177 Los lugareños valoraban la privacidad personal, sabían que Goddard deseaba la suya, y cuando los viajeros preguntaban dónde estaban ubicadas las instalaciones de Goddard, probablemente serían mal dirigidos. [16] : 261
En septiembre de 1931, sus cohetes tenían la apariencia, ahora familiar, de una carcasa lisa con aletas de cola. Comenzó a experimentar con guía giroscópica y realizó una prueba de vuelo de dicho sistema en abril de 1932. Un giroscopio montado sobre cardanes controlaba eléctricamente las paletas de dirección en el escape, similar al sistema utilizado por el V-2 alemán más de 10 años después. Aunque el cohete se estrelló después de un breve ascenso, el sistema de guía había funcionado y Goddard consideró que la prueba fue un éxito. [16] : 193–5
Una pérdida temporal de financiación por parte de los Guggenheim, como resultado de la depresión, obligó a Goddard en la primavera de 1932 a regresar a sus muy detestadas responsabilidades como profesor en la Universidad Clark. [71] Permaneció en la universidad hasta el otoño de 1934, cuando se reanudó la financiación. [72] Debido a la muerte de Daniel Guggenheim, la gestión de la financiación fue asumida por su hijo, Harry Guggenheim. [72] A su regreso a Roswell, comenzó a trabajar en su serie A de cohetes, de 4 a 4,5 metros de largo, y propulsados por gasolina y oxígeno líquido presurizado con nitrógeno. El sistema de control giroscópico estaba alojado en el medio del cohete, entre los tanques de combustible. [5] : xv, 15–46
El A-4 utilizó un sistema de péndulo más simple para la guía, ya que el sistema giroscópico estaba siendo reparado. El 8 de marzo de 1935, voló hasta 1.000 pies, luego giró contra el viento y, según informó Goddard, "rugió en un poderoso descenso a través de la pradera, cerca de, o a, la velocidad del sonido". El 28 de marzo de 1935, el A-5 voló con éxito verticalmente a una altitud de (0,91 mi; 4.800 pies) utilizando su sistema de guía giroscópico. Luego giró a una trayectoria casi horizontal, voló 13.000 pies y alcanzó una velocidad máxima de 550 millas por hora. Goddard estaba eufórico porque el sistema de guía mantuvo al cohete en una trayectoria vertical tan bien. [16] : 208 [22] : 978–9
En 1936-1939, Goddard comenzó a trabajar en los cohetes de las series K y L, que eran mucho más masivos y estaban diseñados para alcanzar altitudes muy elevadas. La serie K consistió en pruebas estáticas en banco de un motor más potente, logrando un empuje de 624 libras en febrero de 1936. [68] Este trabajo estuvo plagado de problemas con la quema de la cámara. En 1923, Goddard había construido un motor refrigerado regenerativamente , que hacía circular oxígeno líquido alrededor del exterior de la cámara de combustión, pero consideró que la idea era demasiado complicada. Luego utilizó un método de enfriamiento de cortina que implicaba rociar el exceso de gasolina, que se evaporaba alrededor de la pared interior de la cámara de combustión, pero este esquema no funcionó bien y los cohetes más grandes fallaron. Goddard regresó a un diseño más pequeño y su L-13 alcanzó una altitud de 2,7 kilómetros (1,7 millas; 8900 pies), la más alta de todos sus cohetes. El peso se redujo mediante el uso de tanques de combustible de paredes delgadas enrollados con alambre de alta resistencia a la tracción. [5] : 71–148
Goddard experimentó con muchas de las características de los grandes cohetes actuales, como las cámaras de combustión múltiples y las toberas. En noviembre de 1936, voló el primer cohete del mundo (L-7) con múltiples cámaras, con la esperanza de aumentar el empuje sin aumentar el tamaño de una sola cámara. Tenía cuatro cámaras de combustión, alcanzó una altura de 200 pies y corrigió su trayectoria vertical utilizando álabes de guía hasta que una cámara se quemó. Este vuelo demostró que un cohete con múltiples cámaras de combustión podía volar de forma estable y ser fácilmente guiado. [5] : 96 En julio de 1937, reemplazó los álabes de guía por una sección de cola móvil que contenía una sola cámara de combustión, como si estuviera sobre cardanes ( vectorización de empuje ). El vuelo fue a baja altitud, pero una gran perturbación, probablemente causada por un cambio en la velocidad del viento, se corrigió de nuevo a la vertical. En una prueba de agosto, la trayectoria de vuelo se corrigió siete veces mediante la cola móvil y fue capturada en película por la señora Goddard. [5] : 113–116
De 1940 a 1941, Goddard trabajó en la serie P de cohetes, que utilizaban turbobombas de propulsante (también alimentadas por gasolina y oxígeno líquido). Las bombas ligeras producían presiones de propulsante más altas, lo que permitía un motor más potente (mayor empuje) y una estructura más ligera (tanques más ligeros y sin tanque de presurización), pero dos de los lanzamientos terminaron en accidentes después de alcanzar una altitud de solo unos cientos de pies. Sin embargo, las turbobombas funcionaron bien y Goddard estaba satisfecho. [5] : 187–215
Cuando Goddard mencionó la necesidad de turbobombas, Harry Guggenheim le sugirió que se pusiera en contacto con los fabricantes de bombas para que le ayudaran. Ninguno se interesó, ya que el coste de desarrollo de estas bombas en miniatura era prohibitivo. Por tanto, el equipo de Goddard quedó solo y, desde septiembre de 1938 hasta junio de 1940, diseñó y probó las pequeñas turbobombas y los generadores de gas para hacer funcionar las turbinas. Esther dijo más tarde que las pruebas de las bombas fueron "la fase más difícil y desalentadora de la investigación". [16] : 274–5
Goddard pudo probar en vuelo muchos de sus cohetes, pero muchos de ellos resultaron en lo que los no iniciados llamarían fallos, generalmente como resultado de un mal funcionamiento del motor o pérdida de control. Sin embargo, Goddard no los consideraba fracasos, porque sentía que siempre aprendía algo de una prueba. [59] : 45 La mayor parte de su trabajo consistía en pruebas estáticas, que son un procedimiento estándar hoy en día, antes de una prueba de vuelo. Escribió a un corresponsal: "No es una cuestión sencilla diferenciar los experimentos fallidos de los exitosos. ... [La mayoría] del trabajo que finalmente tiene éxito es el resultado de una serie de pruebas fallidas en las que las dificultades se eliminan gradualmente". [16] : 274
Jimmy Doolittle se inició en el campo de la ciencia espacial en un momento temprano de su historia. Recuerda en su autobiografía: "Me interesé en el desarrollo de cohetes en la década de 1930 cuando conocí a Robert H. Goddard, quien sentó las bases... Mientras estaba en Shell Oil trabajé con él en el desarrollo de un tipo de combustible..." [73] Harry Guggenheim y Charles Lindbergh organizaron que (el entonces mayor) Doolittle hablara con Goddard sobre una mezcla especial de gasolina. Doolittle voló a Roswell en octubre de 1938 y le dieron una visita guiada por el taller de Goddard y un "curso breve" sobre cohetería. Luego escribió un memorando, que incluía una descripción bastante detallada del cohete de Goddard. Para terminar, dijo: "El transporte interplanetario es probablemente un sueño de un futuro muy lejano, pero con la luna a sólo un cuarto de millón de millas de distancia, ¡quién sabe!". En julio de 1941, le escribió a Goddard que todavía estaba interesado en su investigación sobre propulsión de cohetes. En ese momento, el ejército sólo estaba interesado en JATO. Sin embargo, Doolittle y Lindbergh estaban preocupados por el estado de la cohetería en los EE. UU., y Doolittle siguió en contacto con Goddard. [22] : 1208–16, 1334, 1443
Poco después de la Segunda Guerra Mundial, Doolittle habló sobre Goddard en una conferencia de la American Rocket Society (ARS) a la que asistió un gran número de interesados en la cohetería. Más tarde declaró que en ese momento "nosotros [en el campo de la aeronáutica] no habíamos dado mucho crédito al tremendo potencial de la cohetería". [74] En 1956, fue nombrado presidente del Comité Asesor Nacional para la Aeronáutica (NACA) porque el presidente anterior, Jerome C. Hunsaker , pensó que Doolittle era más comprensivo que otros científicos e ingenieros con el cohete, que estaba aumentando en importancia como herramienta científica y como arma. [73] : 516 Doolittle fue fundamental en la transición exitosa de la NACA a la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA) en 1958. [75] Se le ofreció el puesto de primer administrador de la NASA, pero lo rechazó. [74]
Entre 1926 y 1941 se lanzaron los siguientes 35 cohetes: [3]
Como instrumento para alcanzar altitudes extremas, los cohetes de Goddard no tuvieron mucho éxito; no lograron una altitud mayor de 2,7 km en 1937, mientras que una sonda de globo ya había alcanzado los 35 km en 1921. [22] : 456 Por el contrario, los científicos alemanes de cohetes habían logrado una altitud de 2,4 km con el cohete A-2 en 1934, [33] : 138 8 km en 1939 con el A-5, [76] : 39 y 176 km en 1942 con el A-4 ( V-2 ) lanzado verticalmente, alcanzando los límites exteriores de la atmósfera y el espacio. [77] : 221
El ritmo de Goddard era más lento que el de los alemanes porque no tenía los recursos que ellos tenían. Simplemente alcanzar grandes altitudes no era su objetivo principal; estaba tratando, con un enfoque metódico, de perfeccionar su motor de combustible líquido y subsistemas como la guía y el control para que su cohete pudiera finalmente alcanzar grandes altitudes sin dar volteretas en la rara atmósfera, proporcionando un vehículo estable para los experimentos que eventualmente llevaría. Había construido las turbobombas necesarias y estaba a punto de construir cohetes más grandes, más ligeros y más confiables para alcanzar altitudes extremas llevando instrumentos científicos cuando intervino la Segunda Guerra Mundial y cambió el rumbo de la historia estadounidense. Esperaba volver a sus experimentos en Roswell después de la guerra. [16] : 206, 230, 330–1 [22] : 923–4
Aunque hacia el final de los años de Roswell gran parte de su tecnología había sido replicada independientemente por otros, introdujo nuevos desarrollos en cohetería que se utilizaron en esta nueva empresa: turbobombas ligeras, motor de empuje variable (en EE. UU.), motor con múltiples cámaras de combustión y boquillas, y enfriamiento por cortina de la cámara de combustión.
Aunque Goddard había llevado su trabajo en cohetería a la atención del Ejército de los Estados Unidos , entre las dos guerras mundiales, fue rechazado, ya que el Ejército en gran medida no entendió la aplicación militar de los grandes cohetes y dijo que no había dinero para nuevas armas experimentales. [16] : 297 La inteligencia militar alemana, por el contrario, había prestado atención al trabajo de Goddard. Los Goddard notaron que se había abierto algo de correo y que se habían perdido algunos informes enviados por correo. Un agregado militar acreditado en los EE. UU., Friedrich von Boetticher, envió un informe de cuatro páginas a la Abwehr en 1936, y el espía Gustav Guellich envió una mezcla de hechos e información inventada, afirmando haber visitado Roswell y presenciado un lanzamiento. La Abwehr estaba muy interesada y respondió con más preguntas sobre el trabajo de Goddard. [78] : 77 [21] : 227–8 Los informes de Guellich incluían información sobre mezclas de combustible y el importante concepto de enfriamiento por cortina de combustible, [79] : 39–41 pero a partir de entonces los alemanes recibieron muy poca información sobre Goddard.
La Unión Soviética tenía una espía en la Oficina de Aeronáutica de la Armada de los Estados Unidos. En 1935, les entregó un informe que Goddard había escrito para la Armada en 1933. Contenía resultados de pruebas y vuelos y sugerencias para usos militares de sus cohetes. Los soviéticos consideraron que se trataba de una información muy valiosa. Aportaba pocos detalles de diseño, pero les daba la dirección y el conocimiento sobre el progreso de Goddard. [80] : 386–7
El teniente de la Marina Charles F. Fischer, que había visitado a Goddard en Roswell anteriormente y se había ganado su confianza, creía que Goddard estaba haciendo un trabajo valioso y pudo convencer a la Oficina de Aeronáutica en septiembre de 1941 de que Goddard podía construir la unidad JATO que deseaba la Marina. Mientras todavía estaba en Roswell, y antes de que entrara en vigor el contrato con la Marina, Goddard comenzó en septiembre a aplicar su tecnología para construir un motor de empuje variable para ser acoplado a un hidroavión PBY . En mayo de 1942, tenía una unidad que podía satisfacer los requisitos de la Marina y ser capaz de lanzar un avión muy cargado desde una pista corta. En febrero, recibió parte de un PBY con agujeros de bala aparentemente adquiridos en el ataque a Pearl Harbor . Goddard escribió a Guggenheim que "no puedo pensar en nada que me dé mayor satisfacción que contribuir a la inevitable represalia". [16] : 322, 328–9, 331, 335, 337
En abril, Fischer notificó a Goddard que la Marina quería realizar todo su trabajo de cohetes en la Estación Experimental de Ingeniería de Annapolis. Esther, preocupada de que un traslado al clima de Maryland provocara un deterioro más rápido de la salud de Robert, se opuso. Pero el patriótico Goddard respondió: "Esther, ¿no sabes que hay una guerra en marcha?". Fischer también cuestionó el traslado, ya que Goddard podría trabajar igual de bien en Roswell. Goddard simplemente respondió: "Me preguntaba cuándo me lo pedirías". Fischer había querido ofrecerle algo más grande (un misil de largo alcance), pero JATO era todo lo que podía hacer, con la esperanza de un proyecto mayor más adelante. [16] : 338, 9 Fue un caso de una clavija cuadrada en un agujero redondo, según un Goddard decepcionado. [21] : 209
Goddard y su equipo ya llevaban un mes en Annapolis y habían probado su motor JATO de empuje constante cuando recibió un telegrama de la Marina, reenviado desde Roswell, ordenándole que fuera a Annapolis. El teniente Fischer pidió un esfuerzo de choque. En agosto, su motor estaba produciendo 800 libras de empuje durante 20 segundos, y Fischer estaba ansioso por probarlo en un PBY. En la sexta prueba, con todos los errores solucionados, el PBY, pilotado por Fischer, fue impulsado al aire desde el río Severn. Fischer aterrizó y se preparó para despegar de nuevo. Goddard había querido comprobar la unidad, pero se había perdido el contacto por radio con el PBY. En el séptimo intento, el motor se incendió. El avión estaba a 150 pies de altura cuando se abortó el vuelo. Debido a que Goddard había instalado un dispositivo de seguridad en el último minuto, no hubo explosión y no hubo muertes. La causa del problema se rastreó a una instalación apresurada y un manejo brusco. Las fuerzas armadas finalmente optaron por motores JATO de combustible sólido, más económicos y seguros. Un ingeniero dijo más tarde: "Colocar el cohete [de Goddard] en un hidroavión fue como enganchar un águila a un arado". [16] : 344–50
El primer biógrafo de Goddard, Milton Lehman, señala:
En su esfuerzo de 1942 por perfeccionar un cohete propulsor para aeronaves, la Armada estaba empezando a aprender a manejarse en el campo de la cohetería. En esfuerzos similares, el Cuerpo Aéreo del Ejército también estaba explorando el campo [con GALCIT ]. Comparados con el programa masivo de Alemania, estos comienzos fueron pequeños, pero esenciales para el progreso posterior. Ayudaron a desarrollar un núcleo de ingenieros de cohetes estadounidenses capacitados, los primeros de la nueva generación que seguiría al profesor en la Era del Espacio. [16] : 350
En agosto de 1943, el presidente Atwood en Clark le escribió a Goddard que la universidad estaba perdiendo al director interino del departamento de física, que estaba asumiendo "trabajo de emergencia" para el ejército y que debía "presentarse para el servicio o declarar vacante el puesto". Goddard respondió que creía que la marina lo necesitaba, que se acercaba a la edad de jubilación y que no podía dar clases debido a su problema de garganta, que no le permitía hablar más allá de un susurro. Renunció con pesar a su puesto de profesor de física y expresó su más profundo agradecimiento por todo lo que Atwood y los fideicomisarios habían hecho por él e indirectamente por el esfuerzo de guerra. [22] : 1509–11 En junio había ido a ver a un especialista en garganta en Baltimore, quien le recomendó que no hablara en absoluto, para darle un descanso a su garganta. [22] : 1503
La estación, bajo el mando del teniente comandante Robert Truax, estaba desarrollando otro motor JATO en 1942 que utilizaba propelentes hipergólicos , eliminando la necesidad de un sistema de ignición. El químico alférez Ray Stiff había descubierto en la literatura en febrero que la anilina y el ácido nítrico ardían ferozmente de inmediato cuando se mezclaban. [22] : 1488 [33] : 172 El equipo de Goddard construyó las bombas para el combustible de anilina y el oxidante de ácido nítrico y participó en las pruebas estáticas. [22] : 1520, 1531 La Armada entregó las bombas a Reaction Motors (RMI) para usarlas en el desarrollo de un generador de gas para las turbinas de la bomba. Goddard fue a RMI para observar las pruebas del sistema de bombeo y almorzaría con los ingenieros de RMI. [22] : 1583 (RMI fue la primera empresa formada para construir motores de cohetes y construyó motores para el avión cohete Bell X-1 [10] : 1 y Viking (cohete) . [10] : 169 RMI le ofreció a Goddard una quinta parte de la participación en la empresa y una sociedad después de la guerra. [22] : 1583 ) Goddard fue con gente de la Marina en diciembre de 1944 para conferenciar con RMI sobre la división del trabajo, y su equipo debía proporcionar el sistema de bomba de propulsión para un interceptor propulsado por cohetes porque tenían más experiencia con bombas. [10] : 100 Fue consultor de RMI desde 1942 hasta 1945. [63] : 311 Aunque anteriormente eran competidores, Goddard tenía una buena relación de trabajo con RMI, según el historiador Frank H. Winter. [81]
La Marina hizo que Goddard construyera un sistema de bombeo para el uso de Caltech con propulsores de anilina ácida. El equipo construyó un motor de empuje de 3000 libras utilizando un grupo de cuatro motores de empuje de 750 libras. [22] : 1574, 1592 También desarrollaron motores de 750 libras para el misil interceptor guiado Gorgon de la Marina ( Proyecto experimental Gorgon ). Goddard continuó desarrollando el motor de empuje variable con gasolina y lox debido a los peligros involucrados con los hipergólicos. [22] : 1592 [16] : 355, 371
A pesar de los esfuerzos de Goddard por convencer a la Armada de que los cohetes de combustible líquido tenían un mayor potencial, dijo que la Armada no tenía interés en los misiles de largo alcance. [22] : 1554 Sin embargo, la Armada le pidió que perfeccionara el motor JATO regulable. Goddard realizó mejoras en el motor y en noviembre se demostró a la Armada y a algunos funcionarios de Washington. Fischer invitó a los espectadores a operar los controles; el motor arrancó sobre el Severn a toda velocidad sin dudarlo, funcionó al ralentí y rugió de nuevo a varios niveles de empuje. La prueba fue perfecta, superando los requisitos de la Armada. La unidad pudo detenerse y reiniciarse, y produjo un empuje medio de 600 libras durante 15 segundos y un empuje completo de 1000 libras durante más de 15 segundos. Un comandante de la Armada comentó que "era como ser Thor, jugando con rayos". Goddard había producido el sistema de control de propulsión esencial del avión cohete. Los Goddard celebraron asistiendo al partido de fútbol entre el Ejército y la Marina y asistiendo al cóctel de los Fischer. [22] : 350–1
Este motor fue la base del motor Curtiss-Wright XLR25-CW-1 de dos cámaras y 15.000 libras de empuje variable que propulsó el avión cohete de investigación Bell X-2 . Después de la Segunda Guerra Mundial, el equipo de Goddard y algunas patentes pasaron a manos de Curtiss-Wright Corporation. "Aunque su muerte en agosto de 1945 le impidió participar en el desarrollo real de este motor, fue un descendiente directo de su diseño". [22] : 1606 La Universidad Clark y la Fundación Guggenheim recibieron las regalías por el uso de las patentes. [82] En septiembre de 1956, el X-2 fue el primer avión en alcanzar los 126.000 pies de altitud y en su último vuelo superó Mach 3 (3,2) antes de perder el control y estrellarse. El programa X-2 hizo avanzar la tecnología en áreas como las aleaciones de acero y la aerodinámica a altos números de Mach. [83]
¿No sabes que tu propio pionero de los cohetes? El Dr. Goddard se adelantó a todos nosotros.
– Wernher von Braun , cuando se le preguntó sobre su trabajo, después de la Segunda Guerra Mundial [43]
En la primavera de 1945, Goddard vio un misil balístico alemán V-2 capturado en el laboratorio naval de Annapolis, Maryland, donde había estado trabajando bajo contrato. El cohete no lanzado había sido capturado por el ejército estadounidense de la fábrica Mittelwerk en las montañas de Harz en Alemania y las muestras comenzaron a ser enviadas por la Misión Especial V-2 el 22 de mayo de 1945. [76]
Después de una inspección exhaustiva, Goddard estaba convencido de que los alemanes habían "robado" su trabajo. Aunque los detalles de diseño no eran exactamente los mismos, el diseño básico del V-2 era similar a uno de los cohetes de Goddard. El V-2, sin embargo, era técnicamente mucho más avanzado que el más exitoso de los cohetes diseñados y probados por Goddard. El grupo de cohetes de Peenemünde dirigido por Wernher von Braun puede haberse beneficiado de los contactos previos a 1939 en una medida limitada, [16] : 387–8 pero también había comenzado con el trabajo de su propio pionero espacial, Hermann Oberth ; también tenían el beneficio de una financiación estatal intensiva, instalaciones de producción a gran escala (utilizando mano de obra esclava) y repetidas pruebas de vuelo que les permitieron refinar sus diseños. Oberth era un teórico de los vuelos espaciales y nunca había construido un cohete, pero probó pequeñas cámaras de empuje de propulsante líquido en 1929-30 que no eran avances en el "estado del arte". [63] : 273, 275 En 1922, Oberth le pidió a Goddard una copia de su artículo de 1919 y le envió una, aunque Goddard desconfiaba de los militares alemanes. [21] : 96 Más tarde, Oberth creyó erróneamente que Goddard carecía de visión, solo estaba interesado en estudiar la atmósfera y no comprendía el futuro de la cohetería para la exploración espacial.
Sin embargo, en 1963, von Braun, reflexionando sobre la historia de la cohetería, dijo de Goddard: "Sus cohetes... pueden haber sido bastante rudimentarios para los estándares actuales, pero abrieron el camino e incorporaron muchas características utilizadas en nuestros cohetes y vehículos espaciales más modernos". [84] Una vez recordó que "los experimentos de Goddard con combustible líquido nos ahorraron años de trabajo y nos permitieron perfeccionar el V-2 años antes de que hubiera sido posible". [85] Después de la Segunda Guerra Mundial, von Braun revisó las patentes de Goddard y creyó que contenían suficiente información técnica para construir un misil de gran tamaño. [86]
Tres características desarrolladas por Goddard aparecieron en el V-2: (1) se utilizaron turbobombas para inyectar combustible en la cámara de combustión; (2) álabes controlados giroscópicamente en la boquilla estabilizaron el cohete hasta que los álabes externos en el aire pudieron hacerlo; y (3) el exceso de alcohol se introdujo alrededor de las paredes de la cámara de combustión, de modo que una capa de gas evaporado protegió las paredes del motor del calor de la combustión. [87]
Los alemanes habían estado observando el progreso de Goddard antes de la guerra y se convencieron de que los grandes cohetes de combustible líquido eran factibles. El general Walter Dornberger , jefe del proyecto V-2, utilizó la idea de que estaban en una carrera con los EE. UU. y que Goddard había "desaparecido" (para trabajar con la Marina) como una forma de persuadir a Hitler para que aumentara la prioridad del V-2.
Goddard evitó compartir detalles de su trabajo con otros científicos y prefirió trabajar solo con sus técnicos. [88] Frank Malina , que entonces estudiaba cohetería en el Instituto de Tecnología de California , visitó a Goddard en agosto de 1936. Goddard dudó en discutir cualquiera de sus investigaciones, aparte de las que ya se habían publicado en Liquid-Propellant Rocket Development . Theodore von Kármán , el mentor de Malina en ese momento, no estaba contento con la actitud de Goddard y más tarde escribió: "Naturalmente, en Caltech queríamos tanta información como pudiéramos obtener de Goddard para nuestro beneficio mutuo. Pero Goddard creía en el secreto. ... El problema con el secreto es que uno puede ir fácilmente en la dirección equivocada y nunca saberlo". [89] : 90 Sin embargo, en un momento anterior, von Kármán dijo que Malina estaba "muy entusiasmado" después de su visita y que Caltech realizó cambios en su cohete de propulsante líquido, basándose en el trabajo y las patentes de Goddard. Malina recordó su visita como amistosa y que vio casi todos los componentes en el taller de Goddard. [21] : 178
Las preocupaciones de Goddard sobre el secreto dieron lugar a críticas por no cooperar con otros científicos e ingenieros. Su planteamiento en aquel momento era que el desarrollo independiente de sus ideas sin interferencias traería resultados más rápidos, aunque recibiera menos apoyo técnico. George Sutton, que se convirtió en un científico de cohetes trabajando con el equipo de von Braun a finales de los años 40, dijo que él y sus compañeros de trabajo no habían oído hablar de Goddard ni de sus contribuciones y que habrían ahorrado tiempo si hubieran conocido los detalles de su trabajo. Sutton admite que puede haber sido culpa suya por no buscar las patentes de Goddard y depender del equipo alemán para obtener conocimientos y orientación; escribió que la información sobre las patentes no estaba bien distribuida en los EE. UU. en ese período inicial después de la Segunda Guerra Mundial, aunque Alemania y la Unión Soviética tenían copias de algunas de ellas. (La Oficina de Patentes no publicó patentes de cohetes durante la Segunda Guerra Mundial.) [63] Sin embargo, la Aerojet Engineering Corporation, una rama del Laboratorio Aeronáutico Guggenheim de Caltech (GALCIT), presentó dos solicitudes de patente en septiembre de 1943 haciendo referencia a la patente estadounidense 1.102.653 de Goddard para el cohete multietapa.
En 1939, el GALCIT de von Kármán había recibido financiación del Cuerpo Aéreo del Ejército para desarrollar cohetes que ayudaran al despegue de los aviones. Goddard se enteró de ello en 1940 y expresó abiertamente su descontento por no haber sido tenido en cuenta. [89] Malina no podía entender por qué el Ejército no organizaba un intercambio de información entre Goddard y Caltech, ya que ambos tenían contratos gubernamentales al mismo tiempo. Goddard no creía que pudiera ser de mucha ayuda para Caltech porque ellos estaban diseñando motores de cohetes principalmente con combustible sólido, mientras que él utilizaba combustible líquido.
Goddard estaba preocupado por evitar las críticas públicas y el ridículo que había enfrentado en la década de 1920, que creía que habían dañado su reputación profesional. También carecía de interés en discusiones con personas que tenían menos conocimientos de cohetería que él, [16] : 171 sintiendo que su tiempo estaba extremadamente limitado. [16] : 23 La salud de Goddard era frecuentemente mala, como resultado de su anterior ataque de tuberculosis, y no estaba seguro de cuánto tiempo le quedaba de vida. [16] : 65, 190 Sentía, por lo tanto, que no tenía tiempo para perder discutiendo con otros científicos y la prensa sobre su nuevo campo de investigación, o ayudando a todos los coheteros aficionados que le escribían. [16] : 61, 71, 110–11, 114–15 En 1932 Goddard escribió a HG Wells:
No sé cuántos años más podré seguir trabajando en este problema; espero que sea mientras viva. No se puede pensar en terminar, porque “apuntar a las estrellas”, tanto en sentido literal como figurado, es un problema que ocupará generaciones, de modo que, por mucho que uno progrese, siempre existe la emoción de empezar. [19]
Goddard habló con grupos profesionales, publicó artículos y documentos y patentó sus ideas; pero aunque discutió los principios básicos, no estaba dispuesto a revelar los detalles de sus diseños hasta que hubo volado cohetes a grandes altitudes y así probado su teoría. [16] : 115 Tendía a evitar cualquier mención de los vuelos espaciales, y sólo hablaba de investigaciones a gran altitud, ya que creía que otros científicos consideraban el tema como poco científico. [16] : 116 GALCIT vio los problemas de publicidad de Goddard y que la palabra "cohete" tenía "tan mala reputación" que utilizaron la palabra "jet" en el nombre del JPL y la Aerojet Engineering Corporation relacionada. [90]
Muchos autores que escribieron sobre Goddard mencionan su secretismo, pero pasan por alto las razones para ello. Algunas de las razones se han señalado anteriormente. Gran parte de su trabajo era para el ejército y estaba clasificado. [22] : 1541 Hubo algunos en los EE. UU. antes de la Segunda Guerra Mundial que pedían cohetes de largo alcance, y en 1939 el Mayor James Randolph escribió un "artículo provocador" en el que abogaba por un misil de 3000 millas de alcance. Goddard estaba "molesto" por el artículo no clasificado, ya que pensaba que el tema de las armas debía "discutirse en estricto secreto". [91]
Sin embargo, la tendencia de Goddard al secretismo no era absoluta ni tampoco totalmente poco cooperativo. En 1945, GALCIT estaba construyendo el WAC Corporal para el ejército, pero estaban teniendo problemas con el rendimiento de su motor de cohete de propulsante líquido (ignición y explosiones puntuales y suaves). Frank Malina fue a Annapolis en febrero y consultó con Goddard y Stiff, y llegaron a una solución al problema (propulsante hipergólico: ácido nítrico y anilina), que resultó en el lanzamiento exitoso del cohete de investigación de gran altitud en octubre de 1945. [92]
Durante la Primera y la Segunda Guerra Mundial, Goddard ofreció sus servicios, patentes y tecnología al ejército, e hizo algunas contribuciones significativas. Justo antes de la Segunda Guerra Mundial, varios oficiales jóvenes del ejército y algunos de alto rango creían que la investigación de Goddard era importante, pero no pudieron generar fondos para su trabajo. [93]
Hacia el final de su vida, Goddard, al darse cuenta de que ya no iba a poder hacer progresos significativos solo en su campo, se unió a la American Rocket Society y se convirtió en director. Hizo planes para trabajar en la incipiente industria aeroespacial estadounidense (con Curtiss-Wright), llevándose consigo a la mayor parte de su equipo. [16] : 382, 385
El 21 de junio de 1924, Goddard se casó con Esther Christine Kisk (31 de marzo de 1901 - 4 de junio de 1982), [94] una secretaria en la oficina del presidente de la Universidad Clark, a quien había conocido en 1919. Ella se entusiasmó con la cohetería y fotografió algunos de sus trabajos, además de ayudarlo con sus experimentos y papeleo, incluida la contabilidad. Disfrutaban de ir al cine en Roswell y participaron en organizaciones comunitarias como Rotary y el Woman's Club. Pintó el paisaje de Nuevo México, a veces con el artista Peter Hurd , y tocó el piano. Ella jugó al bridge, mientras él leía. Esther dijo que Robert participó en la comunidad y aceptó de buen grado las invitaciones para hablar en la iglesia y en grupos de servicio. La pareja no tuvo hijos. Después de su muerte, ella ordenó los papeles de Goddard y consiguió 131 patentes adicionales sobre su trabajo. [95]
En cuanto a las opiniones religiosas de Goddard, fue criado como episcopaliano , aunque no era abiertamente religioso. [96] Los Goddard estaban asociados con la iglesia episcopal de Roswell, y él asistía ocasionalmente. Una vez habló ante un grupo de jóvenes sobre la relación entre la ciencia y la religión. [16] : 224
El grave ataque de tuberculosis que sufrió Goddard debilitó sus pulmones, afectando su capacidad para trabajar, y fue una de las razones por las que le gustaba trabajar solo, para evitar discusiones y enfrentamientos con los demás y utilizar su tiempo de manera fructífera. Trabajó con la perspectiva de una vida más corta que la media. [16] : 190 Después de llegar a Roswell, Goddard solicitó un seguro de vida, pero cuando el médico de la empresa lo examinó, dijo que Goddard pertenecía a una cama en Suiza (donde podría recibir la mejor atención). [16] : 183 La salud de Goddard comenzó a deteriorarse aún más después de mudarse al clima húmedo de Maryland para trabajar para la Marina. Le diagnosticaron cáncer de garganta en 1945. Continuó trabajando, capaz de hablar solo en un susurro hasta que fue necesaria una cirugía, y murió en agosto de ese año en Baltimore, Maryland . [16] : 377, 395 [97] Fue enterrado en el cementerio Hope en su ciudad natal de Worcester, Massachusetts. [98]
Goddard recibió 214 patentes por su trabajo, de las cuales 131 fueron otorgadas después de su muerte. [99] Entre las patentes más influyentes se encuentran:
La Fundación Guggenheim y los herederos de Goddard presentaron una demanda en 1951 contra el gobierno de los EE. UU. por infracción previa de tres de las patentes de Goddard. [99] En 1960, las partes llegaron a un acuerdo y las fuerzas armadas de los EE. UU. y la NASA pagaron una indemnización de un millón de dólares: la mitad de la indemnización fue para su esposa, Esther. En ese momento, fue el acuerdo gubernamental más grande jamás pagado en un caso de patentes. [99] [16] : 404 El monto del acuerdo excedió el monto total de toda la financiación que Goddard recibió por su trabajo, a lo largo de toda su carrera.
Washington , 11 de enero de 1920. El
Instituto Smithsoniano
autorizó el anuncio
esta noche de que el profesor Robert H. Goddard del
Clark College
había inventado y probado un nuevo tipo de cohete de carga múltiple, de alta eficiencia y de diseño completamente nuevo para explorar las regiones desconocidas de las capas superiores del aire.
Como método para enviar un misil a la parte superior, e incluso más alta, de la envoltura atmosférica de la Tierra, el cohete de carga múltiple del profesor Goddard es un dispositivo viable y, por lo tanto, prometedor.
Como método para enviar un misil a la parte superior, e incluso más alta, de la envoltura atmosférica de la Tierra, el cohete de carga múltiple del profesor Goddard es un dispositivo viable y, por lo tanto, prometedor.
no era personalmente religioso; su motivación más inmediata y constante era el deseo de ser reconocido como el genio fundador de la ciencia espacial.
Baltimore
, 10 de agosto de 1945. El Dr. Robert H. Goddard, pionero de renombre internacional en propulsión de cohetes y jefe de investigación de la Marina sobre aviones propulsados a chorro, murió hoy en el Hospital Universitario.
