mini|desno|250px|Prikaz Heronove kugle ili eolipile mini|desno|250px|Vrsta vatrenih strijela mini|desno|250px|Congreve rakete mini|desno|250px|Jedina od ideja za svemirsko dizalo, kada bi bio povezan na plutajuće postolje mini|desno|250px|16. ožujka 1926. lansirao je Goddard službeno prvu svjetsku raketu na tekuće gorivo. mini|desno|150px|V-2 raketa mini|desno|250px|V-2 raketa postavljena na lanser mini|desno|250px|V-2 raketa postavljanje na lanser
Povijest rakete seže daleko u prošlost, premda je razvoj suvremenih raketa i astronautike započeo tek u 20. stoljeću, Još je oko 360. pr. Kr., u Staroj Grčkoj, Arhita iz Terenta po prvi put pokazao reaktivni princip. On je jednostavno napunio šuplju glinenu posudu vodom, zatvorio je i objesio konopcem iznad vatre. Zagrijavanjem voda se pretvorila u paru, koja je izlazeći kroz strateški smještene rupe pokretala posudu. Ovaj se primjer, u svojim različitim oblicima, i danas koristi za jednostavno demonstriranje ovog principa.
Za rani razvoj rakete, presudno je značenje imalo otkriće baruta. Vjeruje se da su prvi koji su ovladali spravljanjem i uporabom crnog baruta bili Kinezi, oko 200 godina pr. Kr. Miješanjem drvenog ugljena, kalijevog nitrata (salitra) i sumpora u različitim omjerima barut je izgarao brže ili sporije. U početku se najviše upotrebljavao za izrađivanje petardi, a negdje od oko 600. i za vatromet. No, prve prave rakete bile su tzv. "vatrene strijele". U početku su to bile uobičajene strijele, vrhova umočenih u lako zapaljivi katran, asfalt ili smolu, te lansirane lukom. Ključan korak načinjen je privezivanjem cjevastog kućišta napunjenog barutom (mješavina sa sporijim izgaranjem) za tijelo strijele, za čije lansiranje više nije bio potreban luk. Poslije je uočeno da takve strijele lete ravno i kada pera izgore, a barutno je kućište produženo do vrha dobilo svoj karakteristični šiljati oblik, pa su pera i vrh strijele uklonjeni. Rezultirajuća vatrena strijela, bila je vrlo slična današnjim vatrometnim raketama, a domet joj je bio oko 300 metara.
Najraniji zapis korištenja ovih prvih raketa spominje njihovu upotrebu u vojnoj opsadi Kaifenga, bivše prijestolnice Henan provincije, 1232. Budući da su vatrene strijele i druga oružja temeljena na barutu obilato primjenjivana u brojnim ratovima, njihova se uporaba brzo proširila, prvo na susjedne zemlje (Mongolija, Indija, Japan), a putem Mongola i Arapa u 13. stoljeću i na čitavu Aziju i istočnu Europu. Tako su u Europi krajem 13. stoljeća objavljena i prva znanstvena djela o proizvodnji baruta i njegovoj primjeni, a krajem 14. stoljeća raketa je dobila i svoje današnje ime.
1687. Isaac Newton objavio je u svom djelu "Philosophiae Naturalis Principia Mathematica" (Matematički principi prirodne filozofije) univerzalne zakone kretanja, u kojem je za razvoj rakete posebno značajan njegov zakon gibanja, koji kaže da za svaku akciju postoji jednaka i suprotna reakcija. On je također predvidio da ako neki objekt postigne dovoljno veliku brzinu i visinu, tada neće pasti natrag na Zemlju, nego će ući u njenu orbitu.
Do kraja 17. stoljeća nastavljen je razvoj i proširena upotreba rakete u ratne i zabavne svrhe. U 18. stoljeću, predvodnici u svjetskoj proizvodnji raketa bili su Francuzi i to većinom onih vatrometnih. Kolonijalnim osvajanjem Indije, krajem 18. i početkom 19. stoljeća, Britanci su naišli na žestok otpor i ubrzo se upoznali s demoralizirajućim učinkom indijskih raketa. Zbog toga nisu gubili vrijeme da istraže to oružje, rafiniraju ga i naprave svoje ratne rakete. Tako su oko 1805. nastale i prve Congreve rakete, prema pukovniku Williamu Congreveu, koji ih je i dizajnirao. Na temelju Congrevevih raketa napravljene su u 19. stoljeću i prve svijetleće rakete s padobranom (W. Congreve) i rakete za spašavanje brodova u nevolji (Henry Trengrouse). Budući da su ih Britanci obilato upotrebljavali u ratnim pohodima, postupno su i druge zemlje počele rabiti Congreveve rakete. "A Brief History of Rocketry"
Sredinom 19. stoljeća, studije u Francuskoj i SAD-u pokazivale su da bi rakete bile mnogo preciznije i stabilnije kada bi se okretale. Britanac William Hale je prvi primijenio taj princip, kombinirajući repne peraje i sekundarne mlaznice. Tako su nastale prve vrtnjom stabilizirane rakete nazvane Hale rakete, maksimalnog dometa oko 2000 metara, što je bilo manje od Congrevevih raketa, ali su zato bile mnogo stabilnije.
U drugoj polovini 19. stoljeća naglo se razvija konvencionalno topništvo, pa upotreba raketa u ratne svrhe sve više slabi. S druge strane jača upotreba raketa pretežno u mirotvorne svrhe, posebno u obliku signalne rakete, rakete za spašavanje brodova i rakete za izbacivanje harpuna.
Tako je 1855. uvedena i prva dvostupanjska raketa (za spašavanje brodova), kako bi se povećao domet i težina konopca za spašavanje. Isto tako, vjeruje se da je 1881. Rus Nikolaj Kibalkič konstruirao prvi raketni zrakoplov, a možda i prvi pomično upravljivi raketni motor. Također, vjeruje se da je Pedro A. Paulet, peruanski kemijski inženjer, 1895. u Parizu provodio prve testove raketnog motora na tekuće gorivo (dušikov peroksid i benzin), ali to nikada nije potvrđeno. "Povijest rakete", Pol Negri, www.csa.hr, 2011.
Od početka 20. stoljeća do kraja Drugog svjetskog rata Krajem 19. i početkom 20. stoljeća rađaju se i započinju svoj rad prvi pioniri suvremenih raketa i astronautike. Veliki dio tih pionira bio je inspiriran svemirom i znanstvenom fantastikom, snom o boljem životu i ujedinjenom čovječanstvu, a posebice djelom Julesa Vernea "Put na Mjesec" i špekulacijama o otkriću života na Marsu (Marsovi kanali).
Akumuliranjem znanja i naglim razvojem znanosti i tehnologije, ta je fantastika naizgled postajala sve dohvatnija realnost. Prvi su pioniri, međutim, samo djelomično okusili tu realnost i to tek u dubokoj starosti, no uspjeli su velikim odricanjima i napornim radom, često u osami i vrlo nepovoljnim okolnostima, postaviti temelje za generacije koje su dolazile. Najistaknutiji menu njima bili su Konstantin Ciolkovski (Rusija), Robert Goddard (SAD) i Hermann Oberth (Europa, Austro-Ugarska, potom Njemačka).
Konstantin Ciolkovski
Konstantin Ciolkovski je završio svoj najznačajniji rad “Istraživanja svemirskog prostora pomoću reaktivnih aparata”, koji je objavljen tek 1903. Za izvođenje praktičnih pokusa s raketama nikada nije imao dovoljno sredstava, pa se zbog toga još intenzivnije bavio teorijom. Izračunao je, u poznatim jednadžbama Ciolkovskog, da minimalna brzina koja je potrebna da raketa dostigne minimalnu planetarnu putanju ili orbitu, 8 km/s i da to može postići višestupanjska raketa koja će imati kao gorivo tekući kisik i tekući vodik. Uspio je ispravno nacrtati komoru izgaranja rakete hlađene tekućinom, u kojoj su se palila dva različita pogonska sredstva. 1927. je objavio ideju za lebdjelice ili “zračni jastuk”. Iznio je ideju i za svemirsko dizalo.
Robert Goddard
Robert Goddard je za razliku od Ciolkovskog, rakete konstruirao, ali i izrađivao. Premda još nije čuo za teorije Ciolkovskog, u svojim je istraživanjima ne samo došao do gotovo identičnih zaključaka, već ih i dokazao. Premda su u početku ismijavane do točke da je proglašen i ludim, Goddard je danas znan kao "otac modernih raketa". 16. ožujka 1926. lansirao je Goddard, u okolici Auburna, službeno prvu svjetsku raketu na tekuće gorivo. Iako plod naporna rada, bio je to skroman događaj. Uređaj koji je vrlo malo nalikovao današnjim raketama, letio je svega nekoliko sekundi, no bio je to tek početak veličanstvenog razvoja. Pokusi su nastavljeni sve do ljeta 1929., kada je kod četvrtog, do tada najpotpunijeg lansiranja sa znanstvenim instrumentima (termometar, barometar, fotoaparat), raketa bila toliko bučna i sjajna da su mnogi očevici smatrali da se radi o nesreći zrakoplova.
Hermann Oberth
Hermann Oberth je 1925. objavio knjigu "Raketa u planetarni prostor", koja je sadržavala teorije o raketama slične onima Ciolkovskog i Goddarda, no također je uključivala i razmatranja o učincima svemirskog leta na ljudsko tijelo. Ipak, Oberthova je najveća zasluga što je stvorio potrebnu podlogu i potaknuo daljnja njemačka i šira raketna istraživanja.
Ostali začetnici astronautike Nakon razdoblja samotnih pionira, koji su upalili iskru i postavili prve temelje, dolazi od sredine 1920-tih do osnivanja prvih udruženja. Tako do sredine 1930-tih nastaju prva raketna, astronautička i interplanetarna društva u Rusiji, Njemačkoj, Francuskoj, SAD-u i Velikoj Britaniji. Ta su udruženja počela okupljati sve veći broj raketnih pionira, te ubrzo počela izvoditi vlastite pokuse i lansiranja raketa. Osim toga, ona su vrlo rano započela i intenzivnu međunarodnu suradnju i razmjenu ideja. U njima su stasale i nove mlade generacije raketnih pionira i stručnjaka, poput Wernhera von Brauna i Sergeja P. Koroljova, koje su nekoliko desetljeća kasnije, konačno uvele čovječanstvo u svemirsko doba.
Treba napomenuti da se u prvoj polovici 20. stoljeća usporedno s raketama i astronautikom, ali mnogo snažnije u smislu sustavnih i društvenih ulaganja, razvijala aeronautika, odnosno zrakoplovstvo. Zbog toga su mnogi istraživači raketa postupno počeli gledati na razvoj zrakoplovstva kao jedne od koraka u ostvarivanju leta u svemir, dok su se mnogi piloti i zrakoplovni inženjeri, u želji za dostizanjem sve većih brzina i visina počeli baviti raketama i astronautikom. To je naposljetku rezultiralo njihovom menusobnom suradnjom, te dovelo do početka razvoja suvremenih mlaznih i raketnih zrakoplova (JATO, V-1, Me 163-B, Bell X-1, itd.).
A raketni projekt
Za daljnji razvoj suvremenih raketa i astronautike posebno su važna istraživanja u Njemačkoj, koja su započela s Hermannom Oberthom, a nastavljena u sklopu "Udruženja za astronautiku" (njem. Vereinigung fur Raumschiffahrt - VfR). To udruženje otvara 1930. stalni ured u Berlinu, a u njegovoj okolici, na napuštenoj vojnoj streljani i skladištu u Reinickendorfu, uređuje tzv. "raketni aerodrom" za izvođenje pokusa i lansiranje raketa. Prva raketa, pogonjena kombinacijom tekućeg kisika i benzina, isprobana je 1930. i nazvana Mirak 1 (minimalna raketa 1). Druga raketa, Mirak 2, s poboljšanim propulzijskim sistemom, isprobana je u proljeće 1931., ali je kao i kod prvog Miraka, pri statičnom ispitivanju, zbog prejakog zagrijavanja eksplodirao spremnik tekućeg kisika. Nakon toga, VfR je počeo graditi novu seriju raketa nazvane "Repulsor", izvana hlađene vodom. Repulsor 4 raketa dostigla je visinu od 1500 m i vraćena je padobranom.
Kako su se počele testirati sve snažnije rakete, krajem 1931. pojavio se problem dodatnog hlađenja komore izgaranja, jer vanjsko hlađenje vodom više nije bilo dovoljno. Za vrijeme pogona, komore izgaranja su se sve više zagrijavale, pa bi se njihove stijenke, često u blizini ispušne sapnice, jednostavno rastalile (temperature preko 3000 °C). Došlo se na ideju da se osim vanjskog hlađenja primijeni i unutrašnje hlađenje vodom, tako da se (umjesto uvođenja trećeg spremnika i sapnice) voda unaprijed pomiješa s gorivom. Budući da se benzin nije mogao miješati s vodom, kao novo gorivo odabran je alkohol (kojeg je spominjao još i Oberth) pomiješan s vodom. Kod sadržaja 60-70 % alkohola, radila je komora izgaranja na opće zadovoljstvo. Uz to, nezgodno dotadašnje vanjsko hlađenje vodom zamijenjeno je vanjskim hlađenjem gorivom, tako da se mješavina alkohola i vode prvo tlačila kroz rashladni plašt komore izgaranja, a tek potom uštrcavala u nju.