Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 1

DESENVOLUPAMENT HISTÒRIC DEL COET ESPACIAL1

Possibilitats i limitacions del coet... L‟única solució actualment viable del problema de la propulsió d‟un vehicle per l‟espai extraatmosfèric, consisteix en obtenir l‟empenta necessària mitjançant l‟ejecció de massa en una determinada direcció i sentit. Aquest és el principi operatiu del coet, enginy capaç de desplaçar-se sense un punt de suport exterior, i per tant únic mètode viable conegut per viatjar per l‟espai interplanetari. Donada l‟autonomia d‟aquest tipus de propulsió, se la sol anomenar “autopropulsió”. És evident que el sistema propulsiu del coet també és apte per operar a l‟atmosfera i així s‟aplica a focs d‟artifici, a coets de sondeig atmosfèric, a míssils d‟aplicació bèl·lica, etc. aplicacions que històricament han contribuït al seu desenvolupament. Hi ha un altre procediment de navegació interplanetària i inclús interestel·lar que per analogia amb a la navegació marítima a vela s‟ha denominat navegació a vela solar. Si bé la idea data dels anys 1920, de moment està encara en fase de desenvolupament i experimentació. Consisteix a dotar l‟astronau d‟un velamen de superfície molt gran que en rebre la pressió de la radiació solar, és a dir el canvi de quantitat de moviment dels fotons que impacten a les veles, li imprimeixen una força impulsora. Aquesta força, causa una petita acceleració de la nau, però malgrat ser petita com que actua durant molt temps, és a dir mentre la insolació arribi a les veles, a la llarga li pot proporcionar una elevada velocitat de creuer.

Antecedents històrics dels coets moderns El coet pot ser considerat com el primer motor de combustió utilitzat per la humanitat; és d‟origen xinès i probablement correspongui a les anomenades “fletxes voladores de foc” descrites en un text de l‟any 1232. L‟invent va associat al de la pólvora negra, mescla pirotècnica susceptible de cremar en absència d‟aire invent que també es sol atribuir als xinesos. La pólvora negra, en la seva formulació original era una mescla de salnitre (nitrat de potassi),sofre i carbó vegetal. Tant la pólvora com els coets van ser introduïts a Europa a través dels àrabs a la primera meitat dels s. XIII. El polifacètic Roger Bacon a l‟any 1247 a la seva obra Epístola ja va tractar de la fabricació dels coets i de la composició de la seva mescla impulsora. El fet de que al llarg de la història i d‟una manera cíclica el coet hagi merescut l‟atenció dels militars com a arma de guerra ha propiciat que fos objecte d‟inversions econòmiques que han anat possibilitant el seu perfeccionament. Al segle XV apareixen ja en els texts varies mencions de la producció i l‟ús de coets per aplicacions festives i militars. L‟enginyer Konrad Kyser von Eichstädt descrivia coets dels següents tipus: “el que vola vertical” el “flotant” i “el que vola suspès amb fils” (vegis la il·lustració a l‟obra de Luís I. Collado).

1 Text basat en el llibre: Ramon Carreras Planells “El coet espacial, visionaris, projectes pioners i astronàutica”. Colecció Hyperion 9 Iniciativa Digital Politècnica UPC Barcelona 2011. Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 2

Il·lustració procedent de l’obra "Platica manual de artillería" de Luis I. Collado (Milà, 1592) (exemplar de la Biblioteca de la Universitat de Barcelona) Un altre precursor de la introducció i millora dels coets a Europa va ser en Conrad Haas (1509-1576) que fou cap d‟artilleria de Hermannstadt (Sibiu) a la regió de Transilvània, actualment a Romania i que entre 1529 i 1556 va redactar una manuscrit que conté 209 pàgines dedicades a la tècnica dels coets. Va ser donat a conèixer al 1969 amb motiu del congrés internacional d‟astronàutica celebrat a Mar del Plata (Argentina). En el document, explica el principi dels coets de varis trams i fa referència a una demostració pública del llançament amb èxit d‟un coet d‟aquest tipus a l‟any 1555.

Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 3

El manuscrit inclou la ill·lustració d‟una caseta volant datada de 1536 i que alguns estudiosos l‟han interpretat com primer projecte d‟una nau espacial...

Una altra evidència de la difusió del coet per Europa en la proporciona l‟artiller polonès Casimir Simienowicz que a l‟any 1650 va publicar la seva obra “Artis Magnae Artilleriae Partis Primae” que en el llibre III conté un extens tractat del coet com a diversió i com arma. Conté també il·lustracions de coets de varis trams. La seva obra originalment escrita en llatí va ser traduïda anys després a l‟alemany, anglès, holandès i francès i va tenir durant anys una gran difusió per Europa. En Haidar Ali (1722-1782), rajà del regne de Misora (India) va instaurar un cos de coeters format per 1200 homes El seu fill, el sultà Tipu va utilitzar una brigada d‟aquest tipus amb 5000 homes a l‟any 1799 a la batalla de Srirangapatnam a la guerra colonial contra els britànics. Pocs anys després Sir William Congreve (1772-1828) coneixedor de l‟ús bèl·lic dels coets a la India en el Royal Laboratory de l'arsenal de Woolvich al comptat de Kent (Anglaterra) va estudiar i perfeccionar els coets capturats i a l‟any 1805 en va fer una demostració pràctica al primer ministre britànic aconseguint que el govern financés els seus treballs. D‟ençà van ser utilitzats en diferents camps de batalla i molts exèrcits del mon també van incorporar cossos de coeters. Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 4

Cap a mitjans del s. XIX un anglès, en William Hale va dissenyar uns coets que desbancarien l‟hegemonia dels Congreve. La clau va ser imprimir-li‟s rotació anàlogament al que ja es feia a l‟artilleria per donar-li‟s més precisió. Va recórrer a la combinació de toveres secundàries i aletes. Els coets Hale van ser els primers estabilitzats per “spin” i van esdevenir equipament estàndard a les armades britàniques i dels EUA.

Coet Hale

Els coets Hale tenien més precisió que els Congreve però menys abast (màxim d‟uns 1800 m). La versió de 51 mm de diàmetre pesava 2,7 kg, i la versió de 76,2 mm de diàmetre pesava 7,25 kg. . Els van utilitzar a la guerra amb Mèxic al 1846-1848. Però com conseqüència del perfeccionament de l‟artilleria el coet va decaure el seu ús com arma i recuperant de nou la seva funció de foc d‟artifici festiu. Ja als inicis del segle XX, uns pocs visionaris van veure el coet com sistema per abastar grans altituds o inclòs per realitzar vols interplanetaris coincidint tots en el fet de que calien propulsants més energètics que les pólvores i suggerint l‟ús de reactius líquids.

Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 5

El coet espacial: La fantasia abans que la realitat

L‟únic sistema de propulsió espacial que s‟ha mostrat viable ha estat el coet. Cal però reconèixer que el primer autor que va proposar l‟ús del coet com a propulsor astronàutic ho va fer també en un context del que podem anomenar amb certes reserves “ciència-ficció”. Ho va fer el francès Achille Eyraud, pseudònim d‟Achille Lafont, qui a la seva novel·la “Voyage à Vénus” publicada a Paris a l‟any 1865 (v.e. Viaje a Venus, 1868) descriu amb força detall el principi operatiu de la seva nau espacial, és la d‟un coet d‟aigua.

Portada de l’original (Arxiu R. Carreras)

Transcrivim uns paràgrafs procedents del capítol II de l‟edició castellana2 que són il·lustratius de la idea tal com la va concebre l‟autor: –Los habitantes de Venus –dijo Volfrang– son de mayor estatura y de temperamento más vivo que los de nuestro planeta... -¡Oh! ¡oh! –interrumpió Leon; -¿empiezas hablándonos de este planeta? Explica primero cómo has llegado a él. ¿Acaso como Cyrano de Bergerac o como Hans Pfaall3 fueron a la Luna? ...... Existe, sin embargo, un motor que no busca su fuerza en elemento que le envuelve, y este motor es el fundado en la diferencia de presiones, obrando en las paredes interiores de un cuerpo, y cuyos efectos habéis podido apreciar con frecuencia en la atmósfera. -¡Bah!

2 Viaje a Venus, traducción de F.N. Imp. de la Biblioteca Universal Económica, Madrid 1868. (Arxiu R. Carreras) 3 Fa referència a l‟obra de Edgar Allan Poe: The Unparalled Adventure of one Hans Pfaall Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 6

-Sin duda alguna .¿Cuántas veces no habéis visto elevarse en los aires, no como globo a causa de una ligereza relativa, sino en virtud de un impulso interior, esos objetos, signos brillantes de las alegrías populares que figuran en las fiestas de todos los pueblos, en una palabra, los cohetes? -Este movimiento –añadió Volfrang- tan lejos está de basarse como el de las aves en la resistencia del aire, cuanto que esta resistencia, en vez de ayudarle, le perjudica, y si la combustión de la pólvora pudiera hacerse en el vacío, el cohete se elevaría en él con más ímpetu y rapidez que en la atmósfera. Según este sistema he construido mi vehículo para visitar el espléndido planeta vecino nuestro que llamamos con el dulce nombre de Venus. Mi aparato consiste en una caja rectangular de cuatro metros cuadrados de superficie, y un metro de altura; a su pared superior se unía la embocadura de una bomba aspirante- impelente,, movida por electroimanes de gran potencia. Hacia cada uno de sus ángulos había una especie de cono truncado, que podía moverse en todos sentidos, y por cuyo orificio se escapaba con fuerza el agua que había llenado la caja por medio de la bomba, después de hacerla pasar por un tubo vertical para aumentar su presión.... Malhauradament, una mica més endavant l‟autor en proposar com funcionaria el giny, comet un error conceptual que el faria físicament inviable: Suggereix la recollida del fluid d‟escapament (aigua) per tornar-lo al propulsor i un cop recomprimit tornar-lo a expulsar!, ho expressa amb les següents paraules:

-El agua no se perdía, porque el caño, detenido y desviado a cierta distancia por una rueda de paletas, caía en un receptáculo para volver de nuevo al cuerpo de la bomba. ...

L‟error comès per en Eyraud el retrobarem fins i tot en propostes més serioses a principis del s. XX (Coissac i Ulinski) tal com es desprèn de les següents figures:

Coissac (1906) Ulinski (aprox 1919)

De totes maneres, cal reconèixer que el propulsor de Eyraud constitueix la primera proposta “seriosa” de la utilització del coet en la navegació interplanetària en una època en la que només es pensava en globus aerostàtics o en obusos tripulats llançats amb canons... Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 7

Al 1920, i per tant abans de la difusió a Alemanya dels estudis sobre coets que duien a terme diferents investigadors, l‟astrònom berlinès Bruno H. Bürgel (1875-1948).

En Bürgel, actiu divulgador de l‟astronomia, va publicar la novel·la titulada “Der Stern von Afrika – Eine Reise ins Weltall” (L‟estel d‟Àfrica, una excursió al cosmos) l‟acció es situa a l‟any 3000 en una planeta Terra sotmès a una nova glaciació causant migracions globals dels humans cap‟a l‟Àfrica. Uns avançats viatjaran a la Lluna a la cerca d‟ajut per part dels seus habitants... Però l‟aspecte innovador a la novel·la és el sistema de propulsió de la nau espacial i a la que queda ben especificat que es tracta d‟un coet amb cambra de combustió... L‟autor ho explica amb el recurs sovintment emprat del retrocés d‟un canó... en resum i en paraules de l‟autor “tot consistia en convertir el canó en vehicle volador tripulat”. La cambra de combustió que desemboca en tubs d‟escapament s‟alimenta amb un nou i potent explosiu: “Ussambaranit”. La cambra de combustió era refrigerada par heli líquid i el coet havia de operar intermitentment com si fossin els dispars d‟una metralladora, principi freqüentment proposat per altres autors, entre ells en Gómez Arias (1872), en Ganswindt (1891) i en Goddard (vers 1916) A l‟obra no hi ha imatges excepte a la sobrecoberta (aquí procedent d‟una reedició), però si una descripció prou acurada de la forma i dimensions de la nau...

Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 8

Der Stern vAfrika Eine Reise ins Weltall Ullstein., (Berlin) 1920. (Arxiu R. Carreras: exemplar sense sobrecoberta)

Una novel·la russa amb viatge a Mart amb coet: Aelita (1922)

En Alexei N. Tolstoi (1883-1945) enginyer i escriptor rus4, va publicar a l‟any 1922 una narració de ciència ficció amb connotacions sociopolítiques que va titular “Aelita”, nom de la reina de Mart5. En Tolstoi després de la revolució russa a la tardor de l‟any 1921 es va exiliar temporalment a Berlin on es relacionà amb el grup comunista i prosoviètic Nakanune. Durant la seva estada va escriure l‟esmentada novel·la,

Alexei N. Tolstoi

4 No confondre amb el seu parent llunyà i molt més famós Lleò Tolstoi (1828-1910) autor entre d‟altres obres d‟Anna Karenina i Guerra i Pau... 5 Edició en castellà: Aelita. La reina de Marte Editorial: Biblioteca del Laberinto Colección: Delirio, (2006) ISBN: 84-9341-665-7

Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 9

A la novel·la en Tolstoi relata com l‟enginyer Loss, que representa el constructor d‟un coet, juntament amb en Gusev soldat de la reserva, viatgen a Mart on hi troben una civilització tècnicament molt avançada però molt classista i en plena decadència capitalista. Els nouvinguts s‟erigeixen en redemptors, però mentre en Gusev adopta el paper de líder de la revolució, en Loss més intel·lectual s‟enamora de la princesa Aelita... Més endavant es revela que els habitants de Mart son els descendents dels atlants, que havien fugit de la Terra abans de la desaparició del seu continent, l‟Atlàntida. Deixant aquí la trama argumental i centrant-nos en la tecnologia del coet es pot comprovar que el relat es prou avançat per l‟època tal com es desprèn del següent fragment:

“Volar usualment s’associa a un ocell, a una fulla que cau o a un aeroplà. Però aquests realment no volen, sinó que planegen per l’aire. En sentit estricte de la paraula, el vol és el moviment d’un cos per l’acció d’una força que l’impulsa. Un exemple és el coet. A l’espai en absència d’aire on no hi ha resistència que privi el seu vol, el coet avançaria amb una velocitat que augmentaria contínuament. Crec que podria acostar-se a la velocitat de la llum si no hi haguessin influències magnètiques que l’interferissin. La meva màquina està construïda segons el principi del coet. Tindré que perforar 135 quilometres de atmosfera terrestre i marciana. Això durarà una hora i mitja, incloent-hi l’enlairament i l’aterratge. Afegim-hi una altra hora per escapar del camp gravitatori de la Terra. Un cop sigui a l’espai estaré en condicions de volar a la velocitat que vulgui. Només hi ha dos perills que he de tenir en compte: un és que els meus vasos sanguinis puguin esclatar a causa de l’excessiva acceleració i l’altre que el giny abasti l’atmosfera marciana amb una velocitat tant colossal que seria com impactar amb sorra. La màquina i tot el seu contingut es volatilitzaria. ...” ...... “Loss, amb el llapis a la ma tot picant la carcassa de la nau en forma d’ou, anava explicant els detalls. L’aparell estava fet d’acer dolç i d’elevada temperatura de fusió, reforçat interiorment amb costelles. Això només la paret externa. Per sota hi havia una segona capa composta de sis estrats de goma, filtre i pell. A la part interior de la paret hi havia una capa de pell encoixinada, hi havia els instruments d’observació i accessoris varis com dipòsits d’oxigen, equips per l’absorció de l’anhídrid carbònic i coixins pels instruments i equips. Uns tubs metàl·lics curts amb prismes òptics travessaven la paret externa, permetent mirar a l’exterior. El motor es trobava en un coll envoltat d’un espiral. Era fet de fona de metall “Obin”, que es caracteritza per tenir una elasticitat fora del corrent i al mateix temps la duresa del bronze astronòmic. A través de tot el gruix del coll hi havia uns canals perpendiculars. Cada un d’aquest canals desembocava, tot augmentant de secció cap amunt, en la anomenada cambra d’explosió. Cada cambra d’explosió tenia un tub d’alimentació i una bugia d’encesa connectada a una magneto comú. Igual que els cilindres d’un motor convencional se’l s’hi aporta benzina, en aquest cas les cambres d’explosió s’alimenten amb “Ultralidita”, una fina pólvora d’elevada força explosiva. La “Ultralidita” te una potència que supera la de qualsevol substància fins ara coneguda, fou descoberta al 1920 en el laboratori de la fàbrica --- de Sant Petersburg. El con del doll de gasos de l’explosió era molt estret. Per tal que l’eix del con d’explosió coincidís amb l’eix dels canals verticals del coll, la ultralidita abans d’entrar a les cambres d’explosió passava per un camp magnètic. Aquest era a grans trets el principi constructiu del sistema de propulsió: un coet.” 6

6 Traducció basada en la versió alemanya de l‟època“Aelita. Ein Marsroman” (trad. Alexander Eliasberg). Allgemeine Verlagsanstalt. München 1924 (arxiu R. Carreras) Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 10

On es va inspirar en Tolstoi en descriure el coet d‟Aelita? L‟obra la va escriure mentre residia a Berlin, però en aquella època -tardor de l‟any 1921- encara no havia aparegut l‟obra de coets espacials d‟en Hermann Oberth ni les dels seus immediats seguidors. Les obres del seu compatriota rus en Tsiolkovski encara no havien estat prou divulgades. De moment no s‟ha pogut esbrinar... la idea li va venir durant l‟etapa d‟estudiant d‟enginyeria a Dresden (Alemanya) o va ser mentre estava a Berlin?

En reconeixement a l‟obra pionera de Tolstoi, la Unió Astronòmica Internacional a l‟any 1982 va honorar-lo donant el seu nom i cognom a un gran cràter del planeta Mart i també rebé el seu nom l‟asteroide del cinturó principal el: 3771 Alexejtolstoj (1974 SB3.)

Basant-se en aquesta novel·la, a l‟any 1924 el director de cinema rus Iakov A. Protazanov (1881-1945) estrenà amb gran èxit de públic el film mut Aelita la Reina de Mart7. El film conté menys detalls tècnics que la novel·la i narra en to de paràbola socialista com l‟enginyer Loss impulsat per la gelosia que li desperta la seva dona decideix construir una nau tipus coet per viatjar a Mart. En aquest planeta hi troba una reina de la que se‟n enamora i una societat capitalista a la que cal redimir. Les escenes a Mart son les que porten més càrrega política: “Camarades només vosaltres mateixos us podeu ajudar, uniu-vos en una família d’obrers de la Unió Marciana de Repúbliques Socialistes Soviètiques...”

Fotograma del moment en que el coet espacial de Loss s’enlaira en direcció a Mart al film Aelita (1924)

Fins aquí, la idea d‟emprar coets pel viatge espacial era només la clarividència d‟uns pocs, ja sigui a la ficció literària, ja sigui en els primers assaigs científics i tècnics ja que

7 El nom de Projecte Aelita va ser emprat pels tècnics espacials russos cap a l‟any 1969 per designar un programa espacial soviètic per la conquesta humana del planeta Mart que havia d‟evitar que els nord-americans hi arribessin primer com passà amb la conquesta de la Lluna. Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 11 la teoria del vol interplanetària amb coets encara no havia estat divulgada, va ser després de les publicacions pioneres de Tsiolkovski, Oberth, Goddard i Esnault-Pelterie que els novel·listes ja van tenir un substrat teòric on fonamentar el seus arguments.

La transició de la ficció a la realitat

La idea d‟emprar coets com a sistema de propulsió aeroespacial apareix cap a mitjans del s.XIX i es poden citar diversos projectes, tant en el camp de la navegació Aérea com a la espacial. Per a la navegació aérea, un dels factors que van va propiciar la seva consideració va ser: la gran difusió que tingué el problema de la direcció dels globus aerostàtics, l‟escassa potència específica dels motors tèrmics de l‟època per embarcar- los a bord d‟una nau aérea i la només incipient presència de vehicles volants “més pesants que l‟aire”. Com representants de la iniciativa d‟utilitzar coets per a la navegació aèria, podem esmentar dos personatges: el rus Nicolai Kibaltxitx i l‟espanyol Federico Gómez Arias, que si bé els seus vehicles van ser pensats per volar per l‟aire, com eren propulsats per coets i no utilitzaven ales sustentadores, en principi també haurien pogut operar a l‟espai fora de l‟atmosfera. No obstant, hi va haver algun estudiós que si que va contemplar la possibilitat de navegar per l‟espai amb el seu projecte de vehicle coet tal com l‟alemany Hermann Ganswindt del que després es fa una breu ressenya de la seva contribució.

Nicolai Kibalchich (1853-1881)

Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 12

En Nicolai Kibalchich va ser un revolucionari rus afiliat al partit “Narodnaya Volya” (Voluntat del Poble ) i era l‟expert en explosius que va preparar la bomba de l‟atentat del 1 de març de 1881 i que com resultat moriria el tsar Alexandre II de Rússia. Pocs dies després va ser detingut juntament amb altres membres, va ser empresonat al castell de Petrapavloskaia (Sant Pere i Sant Pau) i condemnat a mort. Durant els 17 dies que durà el seu empresonament va fer una descripció acompanyada d‟un senzill esquema d‟una proposta de vehicle aeri propulsat amb un coet a propergol sòlid muntat perpendicularment a una plataforma amb suports basculants a la que hi anirien els tripulants. Dos dies abans de ser executat va demanar que el seu projecte fos avaluat per les autoritats competents però el projecte va quedar temporalment arxivat. En Kibaltxitx va ser penjat a la forca el 3 d‟abril de 1881. Quasi un any després el general Komarov, cap de policia va enviar l‟expedient al Departament amb la indicació “Tinc l’honor de satisfer la petició de Nikolai Kibalchich, acusat de crims contra l’Estat i us faig en mans el seu projecte d’un giny aeronàutic”

Ja en època soviètica, al 1918 es va a donar publicitat a l‟existència del document i el govern va anar convertint al seu autor en quasi un heroi nacional. En una època en la que la Unió Soviètica volia donar la imatge de ser la primera en qualsevol tema i sobre tot quan la cursa de l‟espai, es va exagerar molt el valor i els detalls del projecte d‟en Kibalchich convertint-se el personatge en un element de la propaganda. Inclòs el simple esboç original del seu vehicle es va substituir per una reinterpretació artística: De totes maneres la comunitat internacional va reconèixer la vàlua històrica de la seva idea i a suggeriment de la URSS i amb l‟aprovació de la IUA al 1970 es va donar el seu nom a un cràter de la cara oculta de la Lluna.

El vehicle de Kibaltxix interpretació difosa per l’Agencia de Prensa Novoti (URSS).

Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 13

Federico Gómez Arias (1828-1900) natural de Salamanca i establert a Barcelona. Va estudiar dret a la seva ciutat natal, després nàutica a San Sebastián i des de l‟any 1857 va ser professor i del 1872 fins a la seva mort, director de la llavors anomenada Escuela Provincial de Nàutica centre docent que actualment ha esdevingut la Facultat de Nàutica de la UPC.

Federico Gómez Arias a una orla del curs Fou un curiós personatge somniador, idealista, que entre d‟altres afeccions inventava ginys que havien de permetre el progrés de la humanitat, tals com: un motor aeronàutic de cicle diesel, una escafandre per a “ascender a altitudes de la atmosfera irrespirable” i al 1872 un vehicle aeri propulsat per coets d‟enlairamet i aterratge vertical capaç de transportar una aeronauta. Invents que tots quedaren en el paper i que presumiblement no van tenir gaire difusió internacional. No obstant, la proposta d‟en Gómez Arias pot ser considerada com el primer disseny mundial d‟un vehicle aeri propulsat per coet, acompanyat de càlculs i plànols, el seu principi operatiu queda clar a la següent cita textual de l‟obra que va publicar a Barcelona al 1876: “... se funda en la producción contínua de gases que lanzados a la atmósfera con extraordinaria y calculada velocidad, producen el esfuerzo reactivo necesario para la propulsión...”8 Les cambres de combustió s‟havien d‟alimentar amb càrregues de pólvora mitjançant un sistema de revòlver. En Gomez Arias no va fer propostes de vol espacial ni als astres, el seu projecte era el d‟un vehicle aeri però que conceptualment hauria pogut operar fora de l‟atmosfera. L‟existència de l‟obra restà desconeguda a nivell internacional, i el seu mèrit en el context d‟una història dels vehicles propulsats per coet va ser donada a conèixer per l‟autor d‟aquest escrit al 1970, en el marc del V Simposi d‟història de l‟astronàutica al congrés de la IAF Brussel·les9. Des de llavors ja sol aparèixer a les obres que aborden el tema de la història dels ginys espacials.

8 Federico Gomez Arias. Memoria sobre la propulsión aéreo-dinámica... Establecimiento Tipográfico de Narciso Ramírez y Compañía, Barcelona 1876. pg.7 9 Ramon Carreras “F. Gómez Arias’ Rocket Vehicle Project” 5th History Symp. Of the International Academy of Astronautics, Brussels, Belgium Sept 1971. NASA Conference Publication 2014 Vol I pgs 176-185 Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 14

L’obra de FGA en una edició facsímil conjunta FNB i MMT (UPC)

A la premsa de l‟època hi trobem la següent ressenya de l‟obra de F. Gómez Arias:

448 REVISTA EUROPEA. 19 DE MARZO DE 1 8 7 6 . N.° 408

LA PROPULSIÓN AÉREO-DINÁMICA. No porque consideremos completamente resuelta, ni mucho menos , esta importante cuestión, que tantos esfuerzos ha consumido, sino por hacer constar que nuestro país y nuestros hombres de ciencia no van tan atrasados como se quiere hacer creer enel extranjero acerca de los progresos de los estudios científicos prácticos y experimentales, debemos llamar la atención de nuestros lectores sobre la Memoria que acaba de publicar, con el mismo título que sirve de epígrafe á estas líneas, el doctor D. Federico Gómez Arias, director de la Escuela provincial de Náutica de Barcelona; obra importantísima que ha de figurar en la próxima Exposición universal de Filadelfia y que ha de contribuir poderosamente á atraer sobre nuestros hombres de ciencia el. respeto y la consideración de los extranjeros. Divídese la obra del Sr. Arias en tres partes, que se refieren: la primera á la elevación y dirección de aparatos más graves que la atmósfera, la segunda á la elevación y dirección de los globos, y la tercera á observaciones útiles á los navegantes aéreos y á los estudios aéreo-dinámicos. La misma índole de estos estudios nos impide entrar en detalles que, para ser comprensibles, necesitarían demostraciones extensas. Sirven de complemento á la obra cuatro planos muy detallados, con gran número de figuras que representan los instrumentos y aparatos con los cuales se pueden llevar á la práctica, según el señor Arias, las teorías y demostraciones de su libro. Este fue premiado en manuscrito en la primera Exposición marítima española, verificada en Barcelona en 1872, y esperamos que sea también objeto de una distinción en el gran certamen del Centenario americano.

Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 15

Coets espacials conceptuals

A part dels exemples citats de la literatura de ficció, a finals del s XIX i principis del XX apareixen independentment diferents comentaris o propostes de vehicles que operen segons el principi del coet i que sí que els seus autors els van idear pensant en viatjar als astres. Entre ells cal situar en el “quadre d‟honor dels avis de l‟astronàutica” l‟alemany Hermann Ganswindt, i els francesos Ferdinand Ferber i Victor Coissac. El tres mereixen una breu ressenya... respectant un ordre cronològic:

Hermann Ganswindt (1856-1934) Natural d‟un poblet prop de Seeburg de l‟antiga Prússia Oriental (actualment: Jeziorany – Polònia) i ja a l‟època d‟estudiant de batxillerat va idear el seu “Weltenfahrzeug” (vehicle espacial) propulsat a reacció, que després el faria públic al 1891 a una conferència a Berlín i després el publicaria.

En Ganswindt va cursar sengles semestres de la carrera de dret a Zürich i a Leipzig i finalment es matriculà a Berlin però no var acabar la carrera. Li interessava més la mecànica i els invents. Tingué a Shöneberg (Berlin) una fàbrica de bicicletes, va inventar el pinyó lliure, també accionaments per a vehicles, màquines de cosir i fins i tot dirigibles i helicòpters...fracassant en els seus intents de comercialització lo que juntament amb els plets que va haver de suportar el portaren a la ruïna. En resum, un inventor somniador amb certs trets que recorden la figura abans comentada d‟en Federico Gómez Arias, però del que si la seva obra va ser coneguda pels seus compatriotes que una generació després donarien el gran impuls als coets espacials.

Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 16

El “Weltenfahrzeug”de H. Ganswindt

Ferdinand Ferber (1862-1909)

El capità Ferdinand Feber es va dedicar fonamentalment a l‟aviació i a la navegació Aérea en general però va ser un avançat en veure, ja a l‟any 1908, el coet com a vehicle idoni per anar més enllà de l‟atmosfera terrestre, tal i com es constata al següent fragment de l‟obra seva més coneguda10:

«Pour aller plus haut, il faudra adopter un principe différent. Le principe de la fusée est tout indiqué. Le moteur à réaction s’en déduit. L’homme sera enfermé dans une enceinte où l’air respirable lui sera fabriqué. À vrai dire, il ne montera plus une machine volante, mais plutôt un projectile dirigeable. La réalisation de cette idée n’a rien d’impossible pour la pensée et la puissance humaines, qui seront en progrès tant que le soleil déversera sur la planète une énergie suffisante. » 11

10 Cita extreta de la seva obra «L’Aviation, ses débuts, son développement, De Crête à Crête. De Ville à Ville. De Continent à Continent» . Paris, Nancy, Berger-Levrault, 1908, p. 161 (Arxiu R. Carreras)

11 “ Per anar mes amunt, farà falta adoptar un principi diferent. El principi del coet es del tot indicat. El motor a reacció n‟es conseqüència. L‟homa tancat en un recinte al que se li manufacturarà l‟aire respirable. En realitat, ell ja no montarà una màquina volant, sinò més aviat un projectil dirigible. La realització d‟aquesta idea no te rés d‟impossible pel pensament i la potencialitat humana, que progressaran mentre el sol continui proporcionant a la terra una energia suficient”

Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 17

Victor Coissac (1867-1941) D‟ell se‟n coneix més el seu projecte revolucionari d‟una idíl·lica colònia comunista « L’Integrale » que no pas la seva incursió en el camp dels projectes de viatges interplanetaris.

Al 1916 va publicar un estudi que portava el suggerent títol: La Conquête de l’espace : étude sur la possibilité des communications avec les différentes planètes du système solaire, communications (voyages) hardies et coûteuses, mais non imposibles”12 inicialment editada juntament amb la també obra seva: L’Évolution des Mondes. En varis capítols força detallats l‟autor exposa com es podria anar a explorar els planetes del sistema solar, distingint entre viatges d‟observació (sense aterratge) i viatges

12 Referència a: http://cgecaf.com/article2240.html Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 18 d‟exploració (amb aterratge) fent el càlculs de les velocitats orbitals necessàries. Analitza els sistemes de llançament possibles: canons d‟extrema longitud amb curvatura i sortida a una elevada altitud, fones gegants, coets i finalment un sistema autopropulsat de la seva invenció, una espècie de “perpetuem mobile” basat en un desequilibri de pressions interiors en un recinte tancat. Malauradament es va decantar per aquest impossible darrer en lloc de la solució del coet, del que reconeix que es un procediment ideal per operar en el buit, no obstant comet uns errors en estimar les velocitats d‟ejecció dels gasos que es podrien arribar assolir. Dissenya com hauria de ser la nau, l‟aprofitament de l‟energia solar, el control de temperatura, els queviures, etc. En Coissac va analitzar les eventuals trajectòries i les velocitats necessàries segons el principi d‟ús d‟òrbites de satel·lització seguides d‟òrbites de transferència com uns anys més tard proposaria en Walter Hohmann. Finalment tracta de la viabilitat del viatge interestel·lar mostrant-se incrèdul respecte a que la humanitat mai el pugui efectuar ni que fos a l‟estrella més propera als Sol, les distàncies d‟anys llum les considera insalvables a no ser que es faci ús del que avui en diríem “biosferes” artificials i la supervivència de varies generacions en els seus tripulants. L‟obra segurament va passar bastant desapercebuda llevat de la difusió que suposadament l‟autor en va fer a la Societé Astronomique de France de la que en fou membre.

Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 19

A la dreta imatge de la 2ª edició s/ http://www.forum-conquete-spatiale.fr/litterature- f22/litterature-spatiale-des-origines-a-1957-t8679.htm

En Constantí E. Tsiolkovski , per la seva dilatada obra en el temps també podria haver figurat a la ressenya anterior i fins i tot entre els novel.listes... però la seva gran influència en el desenvolupament de l‟astronàutica mereix ser emmarcat en el quadre d‟honor dels anomenats “Pares de l’Astronàutica”

Els Pares de l’astronàutica

L‟ambient era el propici per a que independentment i a diferents llocs del mon sorgissin estudiosos que es sentiren atrets pel tema de la possibilitat del vol interplanetari i que veieren en el coet el medi idoni per propulsar una astronau. A alguns l‟interès els hi va sorgir com a conseqüència d‟haver llegit novel·les com les del viatge a la Lluna de Jules Verne però a tots ells es van centrar en el problema real de la propulsió més que en el seu ús accidental en ficcions literàries. Son els que podem anomenar pares de l‟astronàutica i entre ells cal esmentar per ordre cronològic de les seves dates de naixament: el rus Constantí E. Tsiolkovski, el francès Robert Esnault Pelterie, el nord- americà Robert H. Goddard i l‟alemà-romanès Hermann Oberth.

Constantí E. Tsiolkovski (1857-1935) El primer dels “pares de l‟astronàutica” nasqué al setembre de 1857, a Ijevskoe poblet de la província russa de Riasan fill d‟un guarda forestal originari de Polònia. Autodidacta assolí el títol de mestre d‟escola exercint com a tal a la província de Kaluga. Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 20

Uns anys després de la proposta literària d‟Eyraud, concretament a partir de l‟any 1870 en Constantí Tsiolkovski, va interessar-se per les possibilitats del vol interplanetari. Segons indica K.Guilzine13, Tsiolkovski a l‟any 1896 va començar a escriure la novel·la “Més enllà de la Terra” que no s‟edità fins al 1920, en ella tracta d‟un viatge interplanetari fet amb un coet. L‟obra conté moltes al·lusions a les diferents tecnologies existents o previsibles que farien possible l‟astronàutica. Tsiolkovski utilitzà la novel·la com a recurs literari per a exposar multitud d‟idees cientifico-tècniques essent però l‟argument molt pobre. Al relat, un grup de savis de diferents nacionalitats resideixen en un castell a l‟Himàlaia, tots porten noms de científics representatius dels seus països d‟origen: Laplace, Newton, Helmholtz, Franklin, Galilei, etc. excepte el rus que es diu Ivanov i amb el que es pot identificar l‟autor de l‟obra. Els protagonistes decideixen construir un coet capaç de ser tripulat i amb el que després d‟una sèrie d‟experiments, fan diferents viatges espacials des d‟orbitals al voltant de la Terra, al viatge i aterratge a la Lluna i un sobrevolant Mart. L‟acció es situa a l‟any 2017 (i.e. 100 anys després de la revolució rusa, senyal de que no devia tenir enllestida l‟obra fins després de l‟any 1917) i conté moltes anticipacions del que han estat els viatges espacials actuals. El menys realista és però l‟ús d‟un hipotètic explosiu descobert per l‟americà amb 100 vegades més potència que els convencionals, en lloc de recórrer als coets de varis trams tal com proposa en les seves obres tècniques. En el següent fragment extret del capítol 8è de Més enllà de la Terra, Tsiolkovski descriu el coet amb aquestes paraules:

...El giny tenia l’aspecte d’una gran bufeta natatòria de peix14, metàl·lica, d’uns 20 metres de d’alçada situada en posició vertical. El diàmetre era de 2 metres. Un gran nombre de finestretes proporcionaven prou claror a l’interior. Hi havia alguns mecanismes, en part revestits de metall i uns grans dipòsits plens d’estranys fluids. Al mesclar-los es produïa una explosió regular i estable i els productes resultants eren expulsats amb violència i amb espantosa potència pel tub situat a la part

13 K.Guilzine. Voyage vers les mondes lontains (trad. del Rus, Moscú 1958) 14 En la versió anglesa: cigar-shaped (en forma de cigar) Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 21

inferior del giny. Pel comandament de la màquina s’empraven una sèrie de manetes situades sobre uns dials: una per controlar el moviment del giny en un o altra direcció, l’altra per governar la força de la pressió de l’explosió. El restant ja ho descriurem quan calgui.

A part d‟aquesta breu incursió de Tsiolkovski a la ficció científica, tant les seves obres anteriors com les posteriors cal emmarcar-les majoritàriament dins dels gènere assaig i el de les publicacions tecno-científiques; amb la novel·la volia assolir dos objectius: divulgar la idea de les possibilitats dels vols interplanetaris amb coets i guanyar uns quants rubles que li permetessin arreglar un xic la seva precària situació econòmica. Durant una priemera època es va dedicar als dirigibles i a temes relacionats amb l‟aerodinàmica. En el camp astronàutic la seva primera obra impresa fou l‟article publicat a l‟any 1903 a la revista Panorama Científic 15, que portava per títol: L’exploració dels espais còsmics mitjançant ginys a reacció, publicació que passà molt desapercebuda tant a Rússia com a l‟estranger, fins després de la revolució bolxevic.

Manuscrit: Projecte de nau o estació orbital de Tsiolkovski (1883) Publicat al 1956

Els seus plantejaments actualment ens resulten un tant “naïf”, malgrat això, els estaments polítics de la URSS s‟encarregaren de maximitzar-ne internacionalment els seus mèrits per presentar-lo com el pioner en multitud d‟aspectes de l‟astronàutica. Sembla que com a conseqüència de la difusió que assolí el llibre de Hermann Oberth “Die Rakete zu den Planetenräumen” publicat a Alemanya al 1923, els russos tingueren molt interès en demostrar la seva primícia en el tema i a partir de l‟any 1924 es va publicar repetidament l‟esmentat article de Tsiolkovski amb el títol de El coet còsmic. En Tsiolkovski hi esbossava la teoria del vol interplanetari i exposava el projecte d‟un vehicle propulsat per un rudimentari motor coet alimentat amb propulsants líquids.

15 Revista: Nauchnoie Obozrenie (5) pgs. 44-74 (1903) Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 22

Esquema de coet de Tsiolkovski propulsat am hidrogen i oxigen. A la sortida de la tovera uns deflectors per orientar el doll (1903)

Portada del llibre L’exploració dels espais còsmics mitjançant ginys a reacció 1914

Un dels divulgadors de l‟obra de Tsiolkovski va ser en Yakov Perelman, conegut per les seves obres de divulgació científica i qui va mantenir correspondència amb Tsiolkovski des de l‟any 1913. En Tsiolkovski com a interessat pel tema de la propulsió a reacció va estudiar analíticament la influència que tenien la velocitat del doll dels gasos ejectats per la tovera del coet i la relació entre la massa inicial del vehicle i la seva massa final en l‟increment de velocitat assolible. Expressió encara generalment coneguda com “fórmula de Tsiolkovski”

Robert Esnault Pelterie (1881-1957) En Robert-Esnault Pelterie conegut com REP va neixer a París a l‟any 1881, es va llicenciar en ciències (química, física i naturals) a la Universitat de la Sorbonne al 1902. Va ser un pioner de l‟aviació com a constructor, inventor i pilot (permís francès núm. 4), va introduir diferents innovacions aeronàutiques entre elles el primer monoplà totalment metàl·lic amb motor a proa, el motor en ventall i en estrella (1907), va inventar el “joystick”com palanca unificada de comandament de l‟avió (patentat al 1906) obtenint al llarg de la seva vida centenars de patents16, però pel que és més recordat es per la seva contribució a l‟avançament de l‟astronàutica.

16 Una relació de primera ma de la seva primera producció cientifico-tècnica es pot trobar a la seva publicació “Notice sur les Travaux Scientifiques de M. Robert Esnault-Pelterie , 135 pgs. Paris Gauthier- Villars 1918 i una extesa a tota la seva vida a la seva biografía: Felix Torres i Jacques Villain “Robert Esnault-Pelterie Du ciel aux étoiles, le genie solitaire. Editions confluences 2007. Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 23

En REP, aviador

Segons ell mateix, no recorda exactament quan va començar a interessar-se pels viatges interplanetaris però d‟acord amb l‟al·lusió que li fa l‟anteriorment esmentat Ferdinand Ferber devia ser com a mínim a l‟any 1908. La seva primera tesi sobre el tema va ser una comunicació que va presentar el 15 de novembre de l‟any 1912 a Paris la seu de la “Societé Francaise de Physique” i que va titular “Considerations sur les résultats d’un allègement indefini des moteurs”17 , títol molt prudent en atenció a que les idees dels viatges espacials no eren considerades prou serioses, raó per la que va recórrer a l‟eufemisme de que un coet en el seu ascens, com conseqüència de la combustió de la seva càrrega, es va alleugerant contínuament... aquest treball, l‟esmentada Societat el va publicar al mars de 1913 “notablement amputat”, al seu “Journal de Physique”. Al 1927 en REP després d‟haver mantingut contactes epistolars amb Goddard i Oberth reprèn el tema, ja amb “menys embuts” i publica el treball “L’Exploration par fusées de la trés haute atmosphere et la possibilité des voyages interplanetaires” remarcant la importància de la velocitat d‟ejecció dels gasos del coet. Al 1927, en Robert Esnault-Pelterie i el banquer André Louis-Hirsch van instaurar el premi “REP-Hirsch”dotat amb 5000 francs francesos per premiar anualment “el millor o millors treballs científics originals, teòrics o experimentals, capaços de fer progressar alguna de les qüestions de les que depèn la realització de la Navegació intersideral o d’augmentar-ne els coneixements humans d’una de les branques en contacte amb la Ciència “Astronàutica””. El primer guardonat va ser en Hermann Oberth. Segons els seus biografs18 1928 va contreure matrimoni amb l‟espanyola Carmen Bernaldo de Quirós a bord del transatlàntic “Ille de France”... i al 1929 cursà una proposta als estaments militars francesos en relació a l‟interès estratègic de desenvolupar coets de gran abast portadors d‟explosius (míssils) però la iniciativa no va merèixer l‟atenció. La seva obra fonamental: “L'Astronautique” la va publicar al 1930 i l‟actualitzà al 1934 mitjançant un suplement, amb ella cobria pràcticament tots el coneixements que hi havia a l‟època sobre el tema dels coets i la navegació espacial. L‟obra inclou una extens capítol titulat “Historique” on en REP dona la seva versió sobre el tema candent

17 Consideracions sobre l‟alleugerament indefinit dels motors. 18 Félix Torres i Jacques Villain, Robert Esnault Pelterie- Du ciel aux eétolies, le genie solitaire. Ed Confluences 2007 Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 24 de les prioritats de les idees comentant les obres de Goddard, Oberth i Hohmann i pràcticament ignorant els treballs de Tsiolkovski per manca d‟evidències contrastables… A l‟obra analitza el moviment del coet al buit i a l‟atmosfera. Analitza l‟expansió dels gasos a través de les toveres, la combustió a la cambra i s‟ocupa dels usos dels coets en viatges a la Lluna i interplanetaris.

Portada le l’Astronautique (col. R. Carreras)

Per aquesta època aconsegueix la col·laboració d‟un deixeble: l‟enginyer militar, oficial d‟artilleria i especialista en coets Jean-Jacques Barré a qui l‟exèrcit li concedeix un any d‟excedència. Entre 1931 i 1932 treballen conjuntament en el desenvolupament d‟un coet per l‟exèrcit i experimentant amb ergols líquids. Una explosió li fa perdre quatre dits de la ma esquerra però senten les bases dels que serien els primers coets francesos a propergol líquid, tasca que es veu interrompuda per l‟esclat de la segona guerra mundial.

Al 1931en REP, a la revista nord-americana “Modern Mechanix” va publicar un article titulat “Exploring the Moon by Rocket Ship” que conclou amb aquest fragment… podeu veure l’article complert a : http://blog.modernmechanix.com/2008/08/24/exploring-the-moon-by-rocket-ship/

Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 25

En Barré s‟allunyà d‟Esnault-Pelterie i aquest es distancià dels coets. Cap a l‟any 1940 s‟instalà a Ginebra (Suïssa) ocupant-se d‟altres temes, entre ells de la docència, de les màquines tèrmiques, dels cremadors i de l‟anàlisi dimensional. Morí a Ginebra a l‟any 1957 un parell de mesos després del primer satèl·lit artificial, el Sputnik. Un crater de la cara oculta de la Lluna porta el seu nom.

Robert Hutchings Goddard (1882-1945) Aquest físic i genial inventor és considerat a nord-americà com el “pare de la coeteria moderna”, degut no solament al fet de que va ser el primer que va aconseguir fer volar un coet a propergol líquid sinó a les millores tecnològiques aplicades en la seva solitària i voluntàriament aïllada carrera.

En Robert H. Goddard es va graduar al “Worcester Polytechnic Institute” on després va tenir una plaça d‟assistent de física. Va cursar el grau a la Clark University on obtingué el màster el doctorat al 1911 va ser col·laborador de recerca a Princeton fins que al 1914 va entrar a la Clark University on esdevingué catedràtic de física al 1919.

Al 1916 va redactar l‟estudi que esdevindria un clàssic i que portava el títol “A Method of Reaching Extreme Altitudes.” –anàlogament al que havia fet en Robert Esnault- Pelterie al 1912 bandejava la paraula coet en el títol del seu treball… els coets no eren considerats com matèria seriosa i menys acadèmica. Però en el treball proposava el seu ús per estudis atmosfèrics a altituds no abastables amb globus, treball que acompanyà amb tot el desenvolupament analític de la dinàmica del vol propulsat del coet Va ser publicat al 1920 i li servir per obtenir una subvenció que juntament amb un altre ajut de la fundació Guggenheim més un període sabàtic de la Universitat li van permetre dedicar la seva vida al perfeccionament del coets. A l‟últim apartat del seu estudi del 1920, I que porta per sots-títol “CALCULATION OF MINIMUM MASS RECQUIRED TO RISE ONE POUND TO AN “INFINITE” ALTITUDE” en Goddard analitza els requeriments per enviar un coet a la Lluna amb una càrrega de pólvora de flaix (marca Victor) que en impactar s‟inflamés I fes una llum observable telescòpicament des de la Terra. Aquesta proposta no va passar desapercebuda I en ser donada a conèixer per la premsa va suscitar una gran polèmica sobre la viabilitat de la proposta. La més sonada va ser la que va publicar el The New York Times, del 13 de gener de 1920, que en un article escarnia a en Goddard i el seu projecte qüestionant-ne “com podia impulsar-se un coet en el buit de l‟espai si no hi havia atmosfera en contra on empènyer?” concloent l‟article amb que “li faltaven coneixements que s‟imparteixen diàriament a les classes de secundària”… En Goddard simplement va respondre: "Every vision is a joke until the first man accomplishes it; once realized, it becomes commonplace."19 La desagradable experiència va provocar que des d‟aquell moment en Goddard donés molt poca publicitat als seus treballs i assoliments.

El primer llançament de coet propulsat amb gasolina i oxigen líquid tingué lloc a Auburn, Massachusetts el 16 de març de 1926 abastà una altitud de 12 m (!!).

19 Tota visió és un acudit fins que el primer home l‟assoleix, un cop realitzada esdevé de lo més comú. Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 26

1926 El primer coet a propergol líquid de Goddard (Per edicions: Figura i crèdits a: http://grin.hq.nasa.gov/ABSTRACTS/GPN-2002- 000132.html) Va millorar-ne substancialment el disseny amb perfils més aerodinàmics, aletes, control giroscòpic d‟una cambra de combustió basculant, alimentació amb turbobombes, etc. és a dir tots els components importants que incorpora un coet actual. Al 1930 traslladà la seva base d‟operacions a New Mexico on continua solament envoltat dels seus col·laboradors més íntims. Cap mitjans dels anys trenta havia assolit altituds d‟uns 2700 m. L‟equip de Goddard era molt reduït i l‟exèrcit no li prestà gaire atenció… anàlogament al que passava a la URSS i a França a aquella època els militars estaven més interessats en els coets a propergol sòlid.

Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 27

En Goddard i el seu equip treballant en un coet al 1940 a Roswell, New. De esquerra a dreta Goddard, el mecànic Nils Ljungkvist, Albert Kisk, cunyat de Goddard i el soldador Charles Mansur . (U.S. Air Force photo)

Al 1936 va publicar l‟obra “Liquid Propellant Rocket Development,” on recollia la seves experiències memòries que no van passar desapercebudes pels tècnics que sota la direcció tècnica de von Braun desenvoluparien la V2 alemanya. Arma que a l‟any 1945 un cop capturada pels aliats, va tenir la possibilitat d‟inspeccionar i on hi va reconèixer molts dels seus invents. Va morir a l‟any 1945 i en la seva memòria porta el seu nom el “NASA’s Goddard Space Flight Center” a Greenbelt, Maryland, creat al 1959. Com altres precursors d‟honor de l‟astronàutica es va donar el seu nom a un crater de la Lluna i també a al asteroide 9295 Goddard..

Hermann Oberth (1894 -1989)

Curiosament en el mateix indret on segles abans un altre personatge adelantat a la seva època, en Konrad Haas havia proposat cap mitjans del s. XVI l‟ús de coets de varis trams i d‟altres avenços en la tècnica dels coets, naixia al 1894, a la llavors anomenada Hermannstadt i actualment la citat romanesa de Sibiu, en Hermann Oberth. Tal com exposa a la seva autobiografia, quan tenia 11 anys va llegir les novel·les de Verne “De la Terra a la Lluna” i “Viatge al voltant de la Lluna” que li van imprimir la inquietud per la possibilitat de la navegació per l‟espai. Paral·lelament al progrés en els seus variats estudis s‟hi va poder anar dedicant amb una base científica i tècnica mes sòlida. Al 1917 va lliurar al ministeri de l‟exèrcit del Reich la proposta de construir un projectil coet alimentat amb alcohol i aire líquid, o sigui amb propulsants líquids anàlegs als que uns anys després utilitzaria l‟arma de guerra V-2. El seu oferiment va ser rebutjat. Al 1921 va ultimar la redacció d‟un estudi sobre l‟ús del coet per al viatge espacial que el va presentar a La Universitat de Heidelberg amb la intenció de que li fos acceptat com a tesi doctoral... però també li va ser rebutjada, per tenir un contingut no adient... però li entregaren un certificat de que el seu treball des d‟un punt de vista científic no Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 28 tenia cap falla i que era enginyós... L‟escrit li va valdre per a que l‟editorial Oldenburg de München li edites a l‟any 1923 en forma de llibre i amb el títol "Die Rakete zu den Planetenräumen". (El coet cap els espais planetaris). L‟obra però va tenir un notable efecte ja que va impulsar a molts altres escriptors amb preparació tècnica i interès pel tema a divulgar-ne el contingut i fer-ne “apostolat”. Entre ells es pot nombrar a Max Valier, a Otto Willy Gail i a Willy Ley. A l‟any 1922 Oberth contactà amb el nord- americà Goddard i al 1925 s‟assabentà del treballs pioners d‟en Tsiolkovski que al que li va fer arribar el seu llibre. Amb tot això pren consciència que no és l‟únic interessat pel tema... Al 1929 en Hermann Oberth va publicar una versió ampliada de la seva obra, amb el títol "Wege zur Raumschiffahrt" i en el que preveia també la propulsió elèctrica i iònica. La seva trajectòria i l‟obra li meresqué el premi internacional REP- Hirsch a la astronàutica instaurat al 1928 per en Robert Esnault Pelterie.

A l‟any 1928 es va rodar el film dirigt per Fritz Lang “Frau im Mond” (Dona a la Lluna) segons un guió que havia prèviament publicat per la llavors seva muller Thea von Harbou com novel·la, l‟autora s‟havia inspirat tècnicament en el llibre de Hermann Oberth i en sengles de Willy Ley i de Willi Gail. Per aquest motiu en Lang cridà a en Oberth demanant-li que fes d‟assessor científic de la pel·lícula, i no solament li va oferir això sinó que també li va proposar construir amb càrrec a la UfA20 un coet com el Model B del seu llibre. El coet hauria de ser llançat el dia de l‟estrena. En Oberth després de pensar-ho força va acceptar, ja que era una bona font per finançar els seus assaigs de coets i poder contar amb un camp de proves als terrenys 11 de la UfA a Babelsberg prop de Postdam-Berlín. En principi disposava de 3 mesos i mig per enllestir-ho. Però si be l‟assessorament tècnic del film va anar bé, el coet no va estar a punt tot i que l‟estrena s‟anà endarrerint i no tingué lloc fins el 15 d‟octubre del 1929. En Oberth era un home més teòric que pràctic i li faltà l‟habilitat de conduir un projecte d‟enginyeria d‟aquest abast en un temps tant curt, el que obligà a la productora a comunicar que el llançament s‟ajornava indefinidament. No obstant durant els últims mesos, en Oberth va comptar amb l‟ajut d‟un tècnic, en Rudolf Nebel amb el que va poder enllestir alguns propulsors i prototipus de coets, alguns de benzina i aire líquid i la famosa cambra de combustió “Kegeldüse”21. De tal manera que si bé no va ser possible l‟espectacle del coet amb motiu de l‟estrena, sí que la tecnologia dels coets va rebre un bona injecció econòmica i va cohesionar un grup i preparar les activitats que continuarien en el famós “Raketenflugplatz”22 on un dels estudiants de la universitat tècnica de Berlin que assistia en H.Oberth era precisament el jove Werher von Braun.

En relació amb el film, que portà el nom de “Frau im Mond” (Dona a la Lluna, v.e. La Mujer en la Luna), cal reconèixer que va ser el primer intent de presentar amb versemblança tècnica per l‟època com podia ser un viatge a la lluna amb un coet de varis trams, sorprenentment però els protagonistes es troben amb una Lluna amb atmosfera respirable a la seva cara oculta, hipòtesi que a l‟àmbit científic de l‟època ja s‟havia descartat, cal pensar que els assessors científics ja no intervingueren en aquesta part de la narració. Sorprèn també l‟estètica dels “astronautes” que en el coet vesteixen pullovers de punt, camisa i corbata! Un detall va transcendir i ha estat d‟ús comú a tots els llançaments de coets: La compta endarrera. El que fou en el film un recurs ideat per

20 UfA: Universum Film AG Conjunt d‟empreses cinemàtogràfiques alemanyes amb uns estudis cinematogràfics de la construits a Babelsberg (prop de Postdam) al 1911 i en el que es van rodar els més famosos films alemanys de l‟època. 21 Kegeldüse = tovera cònica 22 Raketenflugplatz = Camp de vol de coets Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 29 en Lang per crear un ambient d‟expectativa consistent en passar en el film, que era mut, el compte llegit als llavis del comandant i les imatges de les xifres 4,3,2,1,...es va convertir en la seva versió oral en un procediment clàssic emprat en la tecnologia dels coets, la “countdown”. En Hermann Oberth va participar com consultor en la realització de les V2 a Peenemünde on hi treballava en Wernher von Braun. Passada la II GM va treballar a Italia (1950-53) en el desenvolupament de coets a propergol sòlid per a la marina i posteriorment i per poc temps als EUA al centre de desenvolupament de la NASA a Huntsville retornant a Europa per jubilar-se a Alemanya on va morir a Feucht (Alemanya) a finals de l‟any 1989. Va ser doncs l‟únic dels “pares de la astronàutica” que va poder viure el fet -per ell molt simbòlic- de l‟arribada de l‟home a la Lluna i la realització de les seves prediccions. Investit doctor “honoris causa” per moltes universitats, entre elles a l‟any 1969 per la Universitat Politècnica de Barcelona (actualment UPC). Entre les aportacions teòriques de Hermann Oberth destaquen per l‟època en que van ser proposades: Disseny de coet multitram a propulsants líquids, ús del parell hidrogen-oxigen com a propergol a una relació de mescla optimitzada per assolir la màxima velocitat d‟ejecció del doll. També té propostes pioneres en les aplicacions de satèl·lits artificials, el projecte de mirall orbital, etc. Dels esmentats i comentats: K. Tsiolkovski, R. Esnault Pelterie, R. Goddard i en H. Oberth, els tres darrers van arribar a experimentar amb coets, però coetàniament hi va haver una sèrie d‟altres recercaries i afeccionats interessats en el coet com sistema de propulsió espacial i aèria que amb la seva tasca van contribuir significativament en el desenvolupament del coet contemporani... són els altres pioners de la coeteria.

Els altres pioners de la coeteria

Franz von Hoefft (1882-1954) .

En Franz (Oskar Leo Edler) von Hoefft va néixer a Viena, va iniciar els estudis a la “Technische Hochschule Wien” (Escola Tècnica Superior de Viena) continuant de Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 30 físico-química a la Universitat de Göttingen amb el professor Nerst i després de retorn es va doctorar al 1907 a la Universitat de Viena. Va treballar com enginyer a l‟empresa Alpina a Donawitz, després a la Vacuum Oil i a l‟Agència de Patents. Des de l‟any 1928 es va interessar pels temes de la navegació aèria i espacial. Juntament amb Guido von Pirquet va fundar i presidir a l‟any 1928 a Viena la “Wissenschaftichen Gessellschaft für Höhenforschung” (Societat científica per a la recerca de l‟alta atmosfera) grup que també establí contactes amb en Hermann Oberth. En von Hoefft, va ser un entusiasta i visionari de l‟ús del coet com a sistema de propulsió per navegar a l‟espai i va aprofundir tècnicament en les idees publicades pel pioner Hermann Oberth. Va especialitzar-se personalment en la termoquímica dels propulsants per coets, arribant a conclusions molt vigents sobre els avantatges de l‟ús del sistema hidrogen i oxigen líquids i les corresponents relacions òptimes de mescla. Va projectar tota una sèrie de coets, cada un destinat a una determinada missió i que va anomenar des del RH-I fins el RH-VIII (de “Rückstossflieger Hoefft” = giny volador a reacció Hoefft). Els seus projectes incloïen coets de varis trams destinats a òrbites terrestres i viatges a la Lluna i als planetes. Parlà d‟estacions orbitals i de “llunes artificials” que podrien ser llençades amb el RH-V, coet propulsat per hidrogen oxigen amb una relació de masses  = 10 i una velocitat d‟ejecció de 4000 m/s. En Hoefft preveia aplicacions pels seus satèl·lits artificials com per exemple “l‟aerocartografia”. Una síntesis dels estudis i projectes d‟en von Hoefft es poden trobar a l‟obra “Die Möglichkeiten der Weltraumfahrt” (Les possibilitats de la navegació espacial) que va editar el gran divulgador i promotor de l‟astronàutica en Willy Ley i en la que en von Hoefft i va intervenir amb dos capítols. La dissolució al 1930 de la societat científica que havia fundat i al l‟annexió d‟Àustria per part d‟Alemanya al 1938 i després la militarització de tot lo relacionat amb els coets i la 2ª Guerra Mundial, van paralitzar els seus projectes que tardarien anys en esdevenir realitat.

Rudolf Nebel (1894-1978) Tècnic alemany de coets que en el marc del „Verein für Raumschiffahrt“ va col·laborar amb en Hermann Oberth en els assaigs de la cambra de combustió de coet dissenyada per en Oberth: La “Kegeldüse” alimentada amb gasolina i oxigen líquid. També va col·laborar com assessor tècnic en el film de Fritz Lang, “La dona a la lluna” L‟esdeveniment de la 2a Guerra mundial, va allunyar en Nebel dels coets ja que malgrat romandre fidel a les seves idees de la navegació espacial no va voler vincular-se ni treballar mai pels militars. Opció personal distinta de la d‟un altre tècnic de la colla, en Klaus Riedel (1907-1944) que si que col·laborà a Peenemünde en el desenvolupament de la V-2.

Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 31

Johannes Winkler (1897-1946)

Johannes Winkler amb el 1er coet de la seva creació

En Johannes Winkler, alemany natural de Bad Carlsruhe, actualment Pokój, població del sud oest de Polònia, va estudiar enginyeria de construcció de màquines a la T.H. Dantzig (actualment: Gdansk, Polònia) on s‟hi graduà al 1918. En Winkler va ingressar com enginyer d‟assaigs a l‟empresa aeronàutica Junkers a Dessau, però la seva afició foren els coets. En aquesta altra vessant professional, va ser el primer europeu que va aconseguir el 21 de febrer de 1931 a Dessau-Grosskühnau l‟enlairament –encara que inicialment només d‟uns 3 m- d‟un coet a propergol líquid, el HW-1 que cremava metà líquid amb oxigen líquid, ambdós pressuritzats amb nitrogen gas. La denominació del giny venia de: Hückel-Winkler, Hückel en honor de l‟industrial austríac Hugo A. Hückel que com entusiasta dels vols espacials havia esdevingut el Mecenes dels projectes de Winkler. A poc menys d‟un mes després repetí l‟experiment amb el coet lleugerament modificat amb l‟ajut del seu mecànic Richard Baumann, abastant ja una altitud de uns 60m. En Winkler en aquells moments estava convençut de que amb el seu coet es convertia en realitat la idea del coet a propergol líquid... desconeixia que uns cinc anys abans en Goddard a Auburn, Nord-americà ja havia aconseguit aquesta fita històrica amb els seu primer coet propulsat amb gasolina i oxigen líquid. A l‟octubre de 1932, després de mesos de treballs de desenvolupament en Winkler havia posat a punt un nou model de coet, el HW-2 amb estructura de magnesi i alumini i que havia de ser llençat des de Pillau a la costa del Mar Bàltic. Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 32

El coet HW-2 de Winkler, a la dreta a la plataforma de llançamaent.

Malauradament el giny exposat durant setmanes a la corrosiva brisa marina havia sofert danys per corrosió que causaren en el moment del llançament fuites d‟ergols i l‟explosió del giny just quan acabava d‟enlairar-se. Amb aquesta explosió en Winkler va llençar la tovallola en el desenvolupament dels “seus” coets i va retornar al treball d‟enginyer a la Junkers.

Una altra important aportació d‟en Johannes Winkler a l‟astronàutica va ser la seva participació directa a la fundació a Breslau (ara: Wroclaw, Polònia) al 1927, de l‟associació alemanya d‟astronàutica “Verein für Raumschiffahrt“ (VfR) de la que en fou el primer president. En Johannes Winkler, amb la seva salut molt deteriorada per la guerra va morir a finals de desembre de 1947 en un camp de refugiats a Braunschweig.

Alexander Scherschevski rus que estudiava becat a Berlin, ciutat de la que no volia marxar.. va ser el primer ajudant que tingué en Hermann Oberth que no el tenia en gaire bon concepte, segons ell “era un manta”. Fa pocs anys s‟ha descobert que era un espia a favor de Rússia i que va arribar a enviar 32 informes sobre els treballs d‟Oberth en el camp dels coets...Va escriure i publicar al 1929 un bon llibre recopil·latori de l‟estat de l‟art a l‟època “Die Rakete”.

Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 33

Llibre “El coet per transport i vol” (col R. Carreras)

Tsander Friedrich Zander (1887-1933) Nat al si d‟una família de parla alemanya, a Riga, capital de Letònia país que va pertànyer a la Rússia imperial i després a la URSS,. En Tsander va desenvolupar la seva carrera científica i tècnica a Moscú, fet pel que se‟l considera habitualment com un dels pioners russos dels coets i dels vols espacials.

Es conta que va conèixer les idees de Tsiolkovski esdevenint un gran afeccionat de la idea del viatges espacials. El seduïa especialment la idea d‟un viatge a Mart. A l‟octubre de 1924 ja impartia conferències sobre aquests temes a l‟institut de Física de Moscú i segons la llegenda quan va ser preguntat sobre el perquè de la seva fixació pel viatge a Mart va respondre que “Perquè té atmosfera i la possibilitat de haver-hi vida... i perquè se’l coneix com l’astre roig que és també l’emblema de la nostre gran Exèrcit Soviètic” Al 1931 va esdevenir el cap del GIRD (Grup d‟Estudis de la Propulsió amb Coets) de Moscú. Al 1932 va publicar l‟obra “Problemes del vol amb ginys a reacció”. Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 34

Va ser el dissenyador del primer coet a propergol líquid però segon en enlairar-se a la URSS: el GIRD-X, llançat al novembre de 1933 –pocs mesos després de la seva mort- assolint una altitud d‟uns 75m. Havia estudiat al Politècnic de Riga i al 1930 treballava l‟Institut de Construccions Aeronàutiques de Moscou on va fer proves estàtiques dels primers propulsors coet a propergol líquid de la URSS: el OR-1 amb aire comprimit i gasolina seguit del OR-2 amb benzè i oxigen líquid. Durant la seva estada a l‟esmenta‟t Institut va fer una planificació de les etapes a cobrir per la conquesta de l‟espai amb coets. Partidari de la solució del coet multitram i de l‟ús d‟ales a les etapes del vol atmosfèric, va treballar amb en Sergei Korolev, que anys més tard esdevindria el màxim responsable tècnic del programa espacial soviètic. Morí de febres tifoides el mateix any en que va volar el seu coet, esdeveniment del que ja no en va poder gaudir. El seu nom es donà a un cràter de la Lluna.

Dos precursors italians:

Luigi Gussalli (1855-1950) Entre els precursors de la idea de l‟ús dels coets per els vols espacials, es pot esmentar per ordre cronològic l‟italià Luigo Gussalli, de formació enginyer mecànic i que es va dedicar al disseny de sistemes de propulsió aeroesopacials.

Ja al 1923 en Gussalli va suggerir la possibilitat d‟enviar tripulants a la Lluna utilitzant coets multi-trams. La seva obra mestra va ser publicada al 1941 a Brescia (Itàlia) amb el títol: “Propulsori a reazione per l’astronautica” (Propulsors a reacció per l‟astronàutica).

Gaetano Arturo Crocco (1877- 1968) En l‟àmbit més acadèmic es pot incloure el professor de la Universitat de Roma el napolità Gaetano Arturo Crocco Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 35

que cap a l‟any 1930 va dissenyar els primers propulsors coets italians a propergol líquid (v.figura) i després desenvolupà tasques pioneres amb monergols. Va fundar al 1951 l‟Associació Italiana de Coets. (Associazione Italiana Razzi).

Un suís: Josef Stemmer ( 1914-1995) Un pioner de la tècnica de coets l‟obra del qual ha restat menys divulgada però que va ser força avançada per l‟època, va ser la d‟en Josef Stemmer. Coneixia els treballs de Oberth, Hohmann, Goddard i Valier. Cap als anys 1930 va començar a experimentar amb coets a propergol sòlid i al 1938 va assajar un model d‟avió propulsat amb coet a propergols líquids. L‟empresa Scintilla li va finançar un banc d‟assaig i és probable que els seus experiments, alguns en col·laboració amb en Eugen Sänger van motivar a l‟empresa aerospacial suïssa Contraves a produir coets. Té un llibre de text monogràfic23 de la tècnica de coets que va ser el primer llibre dedicat als coets que va publicar-se després de la 2ª Guerra Mundial i que conté molta informació dels ginys de guerra emprats pels alemanys. El llibre està molt documentat i conté la seva obra teòrica i pràctica i en part inclou material que en Stemmer ja havia publicat entre 1944 i 1945.

Banc d’assaig de coets de Stemmer (1945)

23 Josef Stemer Raketenantriebe Schweizer Druck- und Verlagshaus A.G., Zürich 1952

Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 36

Eugen Sänger (1905 – 1964)

Fotografia i biografia a “Der Weg zu den Sternen” a http://www.pressnitz.de/Bedeutende%20Pressnitzer.htm

Va néixer a Pressnitz (Bohèmia, Alemanya prop frontera Txeca) i va estudiar enginyeria a Graz (Austria). Com a conseqüència d‟haver llegit l‟obra d‟Oberth "Die Rakete zu den Planetenräumen" va canviar la seva vocació professional cap a la construcció aeronàutica. El seu treball fi de carrera el va presentar a Viena amb el títol de "Raketenflugtechnik" (Tècnica de vol de coets) i anàlogament al que li havia succeït a Oberth va ser rebutjat i tingué que defensar-ne un altre sobre construccions aeronàutiques. El seu estudi, publicat al 1933 amb el mateix títol esdevingué una obra de referència mundial:

Portada interior del llibre de Sänger (col. R.Carreras) Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 37

Silbervogel" or "Rasso", d’Eugen Sänger i Irene Bredt avió coet bombarder..

Length 28 metres, wing span 15 metres. Dry mass 10 metric tons, maximal propellant load 90 ton, propellants offloaded in proportion to bomb load, maximum load 30 ton, minimum 0,3 ton. Info de: http://www.pp.htv.fi/jwestman/space/sang-e.html

A partir de l‟any 1936 va treballar a Berlín per la „Deutschen Versuchsanstalt für Luftfahrt (DVL)“ (Institució experimental alemanya per la navegació aèria). Es mostrà un entusiasta de la migració de conceptes aeronàutics cap a astronàutics avançant-se en la idea del que ha estat la llançadora espacial „Space Shuttle“ . En Sänger va ser un dels fundadors de la Federació Internacional d‟Astronàutica. Gran part de la seva obra ha estat divulgada per la seva esposa i col·laboradora Irene (Sänger) Bredt. Nomenat Professor de la TEU. Berlín, va morir d‟un infart mentre impartia una conferència.

Primers vols de coets a Propergol líquid

A la taula següent s‟inclou una relació històrica dels primers coets a propergol líquid...

Goddard USA 1926, 26 març Winkler HW-1 Alemanya/Polònia 1931, 21 feb, 14 març Nebel, Ridel,Oberth: Alemanya 1931, 14 maig Repulsor ORM-50 (híbrid) URSS 1933, 17 agost Tsander GIRD-X 1933, 25 novembre Pierce i Pendray AIS-2 USA 1933 maig BIS Regne Unit 1937 març Stemmer Suissa 1941 abril A-4 V2 Alemanya 1942 juliol, octubre Barré EA41 França 1945

Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 38

El paper de les associacions „astronàutiques“

Cap el anys vint del s. XX es constitueixen independentment a diferents estats les anomenades associacions astronàutiques, agrupacions socials de membres que comparteixen l‟interès per l‟estudi de les possibilitats del viatge a l‟espai i de l‟ús del coet com a medi de transport. La primera neix a Moscou al mes de maig de l‟any 1924 amb l‟espectacular nom de: Общество изучения межпланетных сообщений (Societat per l‟Estudi del Viatge Interplanetari), el seu impulsor havia estat en Frederic Tsander. Els membres procedien principalment de l‟exèrcit de l‟aire però també d‟altres àmbits: tècnics dels coets i professors interessats pel tema. Aquesta associació russa, va ser presidida per en Grigori Kramarov (1905-1970) i entre els seus membres hi figuraven Tsiolkovski i Vetchinkin. Al 1924 van celebrar un debat públic que tingué molt ressò per discutir la idea d‟en Goddard d‟enviar un coet a la Lluna. La vida de la societat fou molt efímera, ja que al cap d‟un any ja s‟havia dissolt, renaixent en d‟altres.

El testimoni el prengué al gener de 1931 el GIRD - Groupa Izoutcheniya Reaktinovo Dvichenïa (Grup de investigació del moviment a reacció) amb seu a Moscou i on hi tingué un paper destacat l‟abans esmentat Fridric Tsander i el tècnic rus de coets Serguei Korolev, conegut després com el “Gran Constructor” ja que la seva identitat és mantingué durant molt temps amagada, sembla que per raons de secret d‟estat. Tal com ja s‟ha comentat el GIRD va llençar al 1933 el primer coet a propergol líquid de la URSS. Al mes de novembre del mateix any a Leningrad també es creà un grup similar que es conegué com LENGIRD per diferenciar-lo del original de Moscou (MOSGIRD) i després seccions a d‟altres ciutats de la URSS. Dels GIRD sortiren personatges que tingueren papers clau a l‟inici del programa espacial soviètic: Sergei Korolev, Valentin Glushko i Mikhail Tikhonarov.

A Àustria, al 1926 l‟esmentat pioner de la coeteria, el químic Franz von Hoefft va fundar a Viena, la “Wissenschaftliche Gesellschaft für Höhenforschung“ („Societat Científica per la Recerca d‟Altitud (atmosfèrica)“ que seria la primera associació d‟aquest caire de l‟Europa occidental. No obstant en l‟àmbit germànic la associació que tingué més anomenada i que jugà un paper decisiu en l‟aglutinació de totes les voluntats astronàutiques i coeteres va ser la „Verein für Raumschiffahrt (VfR)” (Associació per la navegació espacial). Fundada al 5 de juliol de 1927 a una sala del Restaurant „Goldenes Zepter“ de Breslau, pel ja també esmentat tècnic de coets Johannes Winkler, juntament amb Max Valier, Willy Ley, Walter Neubert i probablement Rudolf Nebel. A finals dels anys vint la VfR reunia un miler de membres alemanys i de tot el mon. L‟òrgan de comunicació escrita de l‟associació va ser una publicació periòdica que esdevindria mundialment famosa: „Die Rakete“ (El coet) i en la que hi van publicar gran part dels pioners de l‟astronàutica, el seu editor en J. Winkler. Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 39

La revista fundada per en Johannes Winkle: En 1½ hores al voltant de la Terra

Un dels fruits de la VfR va ser que va aconseguir possibilitar l‟intercanvi d‟idees i coneixements sobre uns temes que no es solien abordar en àmbits acadèmics més seriosos i amb més inèrcia als canvis. Entre els seus membres destacats, a part de l‟esmentat fundador en Johannes Winkler, cal fer esment de: Max Valier, Willy Ley, Klaus Riedel, Rudolf Nebel, Hermann Oberth, Walter Hohmann, Hermann Noordung, Wernher von Braun, Eugen Sänger, etc.

Cap a finals del 1929 la seu de la VfR es traslladà a Berlín, i al 1930 va adquirir uns terrenys a Berlin-Tegel per instal·lar-hi l‟anomena‟t Raketenflugplatz (camp de vol de coets). Any rere any els coets es van anar millorant, partint d‟una primera sèrie anomenada Mirak que no funcionà fins la sèrie dels Repuslor amb la que s‟assoliren els 4000 m d‟altitud. Al 1934 la VfR va ser clausurada pel govern, alguns dels seus mabres passaren a col·laborar amb institucions militars, el general Walter Dornberger va ser l‟encarregat de reclutar els tècnics disposats a col·laborar a Kummersdorf amb l‟exèrcit.

Als Estats Units de Nord-Amèrica, a l‟abril de 1930, els escriptors de ciència ficció David Lasser i G. Edward Pendray van fundar la “American Interplanetary Society” (AIS). En el seu àmbit una afeccionats van fer una sèrie d‟assaigs de coets a propergols líquids i en ser el grup amb més activitat esdevindria al 1934 l’American Rocket Society (ARS), i al 1963 formaria part integrant de l‟actual American Instiute of Aeronautics and Astronautics (AIAA).

A Liverpool (Anglaterra) a l‟any 1933 un grup d‟afeccionats entre ells en Philip E. Cleator 1908–1994 van fundar la “British Interplanetary Society (BIS)“ que es donà a conèixer a través del seu Journal òrgan que es comença a editar al 1934. A diferència de la VfR les seves activitats es van orientar més a la recerca teòrica sobre les possibilitats i solucions als viatges interplanetaris més que en el desenvolupament experimental de coets. Entre els estudis que van fer els seus membres entre els anys 1938-1940 destaquen els d‟un coet a propergol sòlid de varis trams capaç d‟un viatge lunar inclòs un vehicle de descens a la superfície del satèl·lit. També es van ocupar de la viabilitat dels coets amb propulsió termonuclear. Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 40

A Espanya, la primera entitat a l‟àmbit astronàutic va ser fundada a Madrid a l‟any 1949 pels enginyers de camins Tomàs Mur Vilaseca, Vicente Roglá i en Francisco González y Quijano. Al mateix any a Barcelona, al sí de la ”Agrupació Astronòmica Aster”, es va constituir una Comissió d‟Astronàutica liderada per l‟enginyer Juan Árboles i el periodista científic Marius Lleget que van fer una important tasca de divulgació amb publicacions i conferències, entre les conferencies cal recordar la que va impartir al setembre de 1953 a l‟Escola de Pèrits Industrials de Vilanova i la Geltrú24 amb el titol: “Evolución Técnica de los Cohetes y Astronaves para Viajes Interplanetarios”

El primer llibre de divulgació astronàutica publicat a Espanya25 va fer-ho un independent, l‟enginyer i aviador barcelonès Joan J. Maluquer Wahl estudiòs dels treballs dels precursors alemanys. Ja cap a l‟any 1953, a la barcelonesa “Sociedad Astronómica de España y America (SADEYA) es va crear una secció d‟astronàutica llavor de la que seria la “Agrupación Astronàutica Española” presidida inicialment per l‟enginyer Julio Marial Willote, més endavant al 1957 aquesta agrupació va ser l‟entitat amfitriona del congrès internacional d‟astronàutica que es celebrà a Barcelona a l‟octubre del 1957. Els seus membres van fer alguns llançaments de coets d‟afeccionat...

Finalment, a l‟any 1950, els representants de les diferents associacions d‟astronàutica i coeteria del mon es van reunir a Viena i van fundar la Federació Internacional d‟Astronàutica (IAF) instituint una reunió o congrés anual per intercanviar idees i coneixements incloses les sessions destinades a la recuperació de la història de l‟astronàutica i els coets. El primer congrés de la IAF es va celebrar el mateix any 1950 a París per iniciativa del afeccionat o “astronauta” -tal com ell mateix s‟autodefinia- Alexandre Ananoff president de la “Societé Francaise d’Astronautique”. Un dels congressos inicials més rellevants fou l‟esmentat VIII que fou el celebrat a Barcelona, trobada que va coincidir amb la col·locació en òrbita per la URSS del Sputnik 1, primer satèl·lit artificial de la humanitat.

Sopar de gala del VIII Congrès de la IAF. Barcelona 1957. Presideixen la taula (al centre) el cap de la delegació de la URSS Prof Leonidas Sedov i

24 Actualment Escola Politècnica Superior d‟Enginyeria de Vilanova i la Geltrú (UPC) 25 Juan J. Maluquer. A la conquista del espacio. Seix i Barral, Barcelona 1946. Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 41 a la seva esquerra l’enginyer suïss Josef Stemmer Secretari de la IAF. L’enginyer Julio Marial, president de la Agrupación Astronáutica Española queda amagat darrera el coet del pastis. (Fotografia de De Potier)

Els divulgadors L‟astronàutica no hauria tingut finalment el recolzament oficial i popular que va tenir si no hagués hagut una important tasca prèvia de tota una sèrie de personatges que van establir el pont entre els estudis acadèmics i teòrics i el gran públic. Aquets divulgadors van anar donant a conèixer les possibilitats que oferia el coet com giny idoni pels viatges interplanetaris juntament amb la viabilitat d‟aquest tipus d‟expedicions tan punt la tècnica hagués superat unes ja conegudes dificultats però que de cap manera es veien com a obstacles insalvables. Alguns van cultivar la novel·la, d‟altres textes de divulgació o inclos ambdos gèneres. Van tenir un peper rellevant en dos periòdes, el primer a Europa des dels anys 1925 fins poc abans de la segona Guerra Mundial, i l‟altre cap els anys 1950, sobre tot a nord-amèrica amb el rerafons dels projectes espacials de Wernher von Braun.

Els divulgadors alemanys A la primera etapa hi hagué força activitat a Alemanya i entre els protagonistes cal esmentar: En Max Valier (1895-1930), en Otto Willi Gail (1896-1956) i en Willy Ley (1906-1969).

Max Valier Otto Willi Gail Willy Ley La següent referència dona una imatge dels esdeveniments de l‟època. Al mes d‟abril de l‟any 1928 a la pista de curses de la Opel a Rüsselheim corria per primera vegada un automòbil propulsat per coets, fet del que se‟n va fer ressò tots els diaris. El sistema de propulsió era idea d‟en Max Valier, els coets de l‟enginyer Sander i el pilot el mateix Fritz von Opel... la propulsió amb coets havia esdevingut un espectacle, com a èpoques passades ho foren els enlairaments amb globus aerostàtics. En una de les primeres obres de divulgació astronàutica: “Mit Raketenkraft ins Weltenall” (Cap a l‟espai amb la força del coet ) publicada per en Otto Willi Gail a Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 42 l‟any 1928 hi figura un pròleg de l‟esmentat Max Valier, personatge que des de l‟any 1918 tenia al cap la idea de fer un avió propulsat per coets, però no aconseguia finançament.

col. R.Carreras

Comenta que la publicació a l‟any 1923 del llibre de H.Oberth el portà a posar‟s-hi en contacte per veure si podien col·laborar, però aviat se‟n adonà que l‟esperança era inútil. Oberth com a científic teòric s‟havia fixat uns objectius massa alts, ja que el que pretenia llavors era demostrar que amb coets propulsats amb els combustibles disponibles a l‟època però utilitzant el concepte de coets de varis trams, es podia abastar la Lluna... Amb relació amb això en Max Valier diu: ...el món professional no es mostrava gaire inclinat a compartir aquestes idees, i el gran públic no comprenia res dels càlculs d’Oberth. Per això em vaig distanciar amicalment d’ell per dedicar-me al meu projecte molt més proper consistent en propagar oralment i per escrit la idea d’avançar esglaonadament a l’espai partint des de l’avió actual fins arribar a la nau propulsada per coets. Continuant amb l‟escrit amb el que en Valier prologà l‟obra d‟en Willi Gail, comenta: ....Finalment a l’hivern de 1925 vaig descobrir a en Otto Willi Gail, autor d’aquest llibre, l’home que podria esdevenir l’abanderat del meu projecte, donat el gran impacte de les seves novel·les Der Schuss ins All (1925, El tir a l‟espai) i Der Stein vom Mond (1926, La pedra de la Lluna) que aconseguien superar la resistència de la gran majoria i que creaven l’ambient propici per la realització dels meus projectes. En Otto Willi Gail era matemàtic i enginyer elèctric, formació que li permetia donar una bona base teòrica i un notable realisme a les seves novel·les... tant fou així que, com continua diuent en Max Valier: Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 43

No obstant va sorgir un cert perill per la credibilitat dels meus projectes, ja que el públic m’identificava amb l’enginyer Korf, heroi de la novel·la d’en Gail. Així per la “vox populi” jo era l’home que volia ser llançat a la lluna, concepte erroni contra el que encara avui he de lluitar” (Köln, 16 de maig de 1928). Així doncs, amb l‟afany de fer arribar la idea de l‟astronàutica amb coets al gran públic, només un parells d‟anys després de la publicació del primer llibre de Hermann Oberth, en Otto Willi Gail, publicava l‟esmentada novel·la Der Schuss ins All. El següent fragment amb el que comença el pròleg adverteix clarament al lector sobre els fets que hi ha darrera l‟obra: Quan el genial Jules Verne va escriure el seu “Viatge a la Lluna” no podia pensar lo aviat que d’aquesta qüestió se’n ocuparien físics seriosos. El que ell conscientment tractava com una utopia fantàstica és avui en dia molt proper a la realitat, tant que potser abans de que aquest llibre vegi la llum (1925) s’enlairi el primer coet cap a l’espai. “Schuss ins All” no és una utopia. La novel·la es sustenta tècnicament en els més moderns resultats de la recerca i en les realitats físiques i no és res mes que el desenvolupament de les conseqüències pràctiques d’invents dels que avui en dia no en dubta ningú... Més endavant en Gail insisteix: Una font important per la concepció del les naus espacials a la novel·la i els seus viatges han estat les publicacions d’Oberth, el genial investigador i inventor del coet amb propulsants líquids. El seu agraïment el fa extensiu a en Max Valier per haver-li fet una revisió científica prèvia d‟una part del text. Des del punt de vista tècnic aquestes novel·les tenen el mèrit d‟haver triat i justificat el procediment de propulsió que anys després possibilitarien els viatges a l‟espai: Els coets a propulsant líquid de varis trams. També justifica tal com es faria després a la realitat, la conveniència de que els motors dels coets s‟alimentin amb oxigen però amb diferents combustibles: el primer tram amb alcohol, el segon amb mescla alcohol hidrogen i el tercer amb hidrogen pur. En el context d‟una hipotètica cursa per la conquesta de l‟espai entre els alemanys que disposen de la nova tecnologia dels coets de varies etapes a propulsant líquid però amb dificultats de finançament i els russos que encara utilitzen els coets amb propulsants sòlids però que els avancen en l‟intent, la novel·la d‟en Gail gira en torn d‟una missió de rescat del coet rus que ha naufragat i resta orbitant la Lluna. Els herois embarcats en el coet Gerió, comandat per l‟enginyer Korf, s‟enlairen de Friedrichshafen (lloc on ja es construïen els Zèppelins, i uns anys més tard algunes de les V-2). En el transcurs del relat hi trobem diferents “premières” a les novel·les: La tècnica de les activitats extravehiculars de rescat amb navegants protegits amb vestits espacials, els problemes de la ingravidesa, les sensacions dels tripulants sotmesos a les elevades acceleracions, els sistemes de navegació i posicionament basats en giroscopis i en la integració de l‟acceleració, etc. Respecte al sistema de control tèrmic el coet utilitza el mateix que ja al 1913 proposava l‟enginyer francès Esnault-Pelterie, i que s‟ha comentat en l‟anterior apartat, procediment que el retrobem a l‟obra primícia d‟Obert. La novel·la inclou un epíleg que mereix ser transcrit: Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 44

Algun lector de “Schuss ins All” hi haurà trobat a faltar moltes coses i haurà quedat un xic decebut pel fet que del món meravellós del cosmos casi no n’hagi pogut veure res. Ni tan sols un aterratge a la Lluna, res dels secrets dels planetes veïns Mart i Venus. Prengueu una mica de paciència, a la següent novel·la, l’autor es farà eco d’aquest desig fent que Schuss ins All tingui el seu desenllaç a l’Univers. A la pàgina següent s‟hi troba la publicitat de Der Stein vom Mond (La pedra de la Lluna) obra que l‟autor qualifica de novel·la còsmica. En ella anuncia que apareixerà entre d‟altres novetats la “Nova Luna”, estació orbital base de les expedicions planetàries...giny que finalment a l‟obra el batejà com “Astropol”. En aquesta segona part l‟enginyer Korf és contractat per l‟arquòleg britànic Sir William Burns per que el porti amb el seu coet fins al planeta Venus per tal de resoldre una sèrie d‟enigmes en els que es barregen l‟arqueologia, les civilitzacions a l‟Amèrica precolombina, l‟antic Egipte i el mite de l‟Atlàntida. Respecte a l‟Atlàntida és curiós que un altra novel·lista, el rus Alexei Tolstoi, a la seva obra Aelita (1922) que ja s‟ha esmentat anteriorment, la relaciona amb Mart. Els marcians visitats per uns exploradors rusos que hi arriben amb un coet resulten ser una raça humana en fase d‟extinció descendent dels atlants. En el marc de la tasca divulgadora i volent abastar un altre sector del públic, aquest cop el juvenil, en Otto Willi Gail, va publicar la novel·la d‟aventures Hans Hardts Mondfahrt (1928, El viatge a la Lluna de Hans Hardt) que incorporava les idees ja explotades en les dues anteriorment comentades i completada amb il·lustracions de R.von Grünberg. De l‟obra se‟n varen fer vàries edicions i fins i tot una versió a l‟anglès publicada pocs anys després (1931, By Rocket to the Moon). Cal reconèixer que tota aquesta activitat literària va anar calant poc a poc en el gran públic i cada vegada va ser més la gent que acceptava la possibilitat dels vols interplanetaris amb coets. Segons Golovànov26 a l‟any 1927 a Moscou es va inaugurar la “Primera exposició mundial de projectes d’aparells i mecanismes interplanetaris”, a l‟aparador hi havia un diorama representant un paisatge lunar amb la Terra a l‟horitzó i un cosmonauta amb escafandre i un coet al fons; tot acompanyat de dibuixos, fotografies i referències a les obres teòriques dels russos Tsiolkovski i Tsander i també d‟estrangers com Oberth, Esnault Pelterie, Valier, Goddard entre d‟altres. La sobrevaloració pel gran públic de l‟estat de la tecnologia espacial fins i tot va fer-lo creure en la immediatesa d‟un vol a la Lluna, circulant per Europa el rumor que el nord- americà Robert Goddard estava preparant un coet per emprendre aquesta aventura27. Una altre evidència d‟una relació entre la ficció i la realitat consisteix en l‟ús tècnic de noms que tingueren el seu origen en novel·les. Un cas d‟aquests ens l‟esmenta en Willy Ley, personatge que visqué el naixement d‟aquestes tecnologies a Alemanya i que segons criteri de l‟autor, ha estat el millor divulgador de la història dels coets espacials. En una de les seves obres titulada Rockets: The future of Travel beyond the Stratosphere (1944. v.e.Cohetes – v.e. El futuro de los viajes más allá de la estratosfera), l‟autor narra les seves experiències dels passats anys trenta al “Raketenflugplatz” situat a les afores de Berlín, en relació amb el nom amb el que

26 Yaroslov Golovánov. Yuri Gagarin, Primer ciudadano del universo. A Yuri Gagarin 25 aniversario del primer vuelo del hombre al cosmos, pg 19. Academia de Ciencias de la URSS. Col. Historia de la URSS: nuevos estudios, 5. Redacción “Ciencias Sociales Contemporáneas” Moscú 1985 27 Gail, en el seu llibre Mit Raketenkraft ins Weltenall en comentar els treballs d‟en Goddard descriu l‟expectativa creada al voltant de la noticia que aquest investigador nord-americà preparava el llançament de coet destinar a impactar a la lluna pel desembre del 1925. Més endavant una de nova: “Goddard ha ajornat el seu experiment pel proper estiu però mentre tant ha millorat tan el coet que fins i tot podrà portar un tripulant” Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 45 batejaren una sèrie de coets experimentals a propulsant líquid dissenyats per Riedel escriu: “Aquest va ser l’inici del Repulsor núm. 1, vam pendre el nom de la novel·la de Lasswitz; voliem evitar el terme coet ja que hauria fet massa tuf a pòlvora..”. Recordem també aquí que el mòdul de comandament de la nau que va fer el primer viatge tripulat a la lluna (Apollo 11, 1969) va ser bategat “Columbia” com el “Columbiad” canó que va llançar l‟obús lunar de l‟esmentada novel·la d‟en Jules Verne.

Els divulgadors russos Mentre a Alemanya anava calant la tasca divulgadora esmentada, a la URSS es produïa una activitat similar, sobre tot per part d‟en Yakov I. Perelman (1842-1942).

En Perelman era natural de Belostok (actualment Bialystok de Polònia), va ser professor de física a la Universitat de Sant Petersburg i un gran divulgador de les ciències, entre moltes altres activitats va ser el responsable de l‟edició i de la disseminació d‟obres d‟en K. Tsiolkovski, d‟en A.E Fersman, d‟en M.Y. Piotrovsky i d‟en N.A. Rynin. Aquest darrer, en Nikolai A. Rynin (1887-1942) va ser l‟autor d‟una recopilació enciclopèdica de tot el saber astronàutic de l‟època recollida en una obra en 9 volums: “Mezhplanetnye Soobschniya”28 “Comunicacions interplanetàries” publicada entre 1928 i 1932. En Rynin era enginyer civil i mestre i gran promotor de les possibilitats dels viatges espacials i a través d‟ell a occident es tenien notícies del que es feia a la URSS en el camp de la astronàutica.

28Existeic una versió en anglès publicada per la NASA: “Interplanetary Flight and Communication” Washington, D.C.: NASA and NSF, 1970-71. (NASA TT F-640, TT F-642 through TT F-648) (Holdings: Vol. 1, Nos. 1 and 3; Vol. II, Nos. 4 and 6, Vol. III, Nos. 7, 8 and 9) Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 46

Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 47

Origens dels coets moderns La guerra impulsa el desenvolupament del coet: Wernher von Braun del Raketenflugplatz a Peenemünde, la V2

Cap els anys 1930 i especialment a Alemanya els coets van tornar a interessar als militars que veieren en aquest giny la forma d‟esquivar les limitacions que els hi van ser imposades en el tractat de Versalles pels vencedors de la I Guerra mundial i que limitaven el desenvolupament armamentístic en general i el calibre de l‟artilleria en particular. Del coet no se‟n feia menció...i ve ser una escletxa d‟escapada al control. L‟exèrcit alemany seguia de prop els experiments que estaven fent a Reinikendorf un grup liderat per Hermann Oberth i on hi col·laborava l‟estudiant Wernher von Braun. Tal com ja s‟havia esmentat, aquest mític camp experimental ha passat a la història amb el nom de « Raketenflugplatz ».

Al Raketenfugplatz: Oberth amb la bata gris a la dreta del coet vertical, von Braun el segon a la dreta de la fotografia, darrera d’en Riedel que sosté un model més antic...

Entre els anys 1930 i 1934 d‟aquest camp i des d‟alguns altres prop de Berlin es van llançar coets que abastaren altituds de fins 1000 m però entre els pioners regnava l‟empirisme més que la recerca i el desenvolupament planificat.

Al 1934 els militars van clausurar el camp d‟experimentació de coets a Reinikendorf pero van oferir als membres del col·lectiu la possibilitat de continuar treballant per a l‟exèrcit, sota la direcció del llavors capità Walter Dornberger (1895-1980). La proposta és acceptada per l‟estudiant Wenher von Braun, que tenia uns 19 o 20 anys, i Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 48 després també per en Klaus Riedel. Sota la direcció d‟en Dornberger s‟inicià el primer programa recerca aplicada sistematitzada.

Dornberger i von Braun imatge de http://www.lasegundaguerra.com/viewtopic.php?f=6&t=4872

Calia avaluar la idoneïtat dels coets amb propulsants líquids com alternativa a l‟artilleria i fer proves estàtiques per determinar empentes, relacions de mescla òptimes, materials compatibles, manipulació de substàncies inflamables, tòxiques, criogèniques, etc. Y també calia cercar el tècnics més qualificats i les empreses subministradores d‟equips i “know how”. La bona preparació de la industria química i metal·lúrgica alemanya va ser un gran avantatge. També van cercar la col·laboració universitària. En resum, en Dornberger29 va aconseguir crear un grup de recerca i desenvolupament interdisciplinari, fortament finançat per l‟estament militar que tingué com objectiu concret el desenvolupar un gran coet (míssil) capaç de portar una càrrega explosiva a centenars de quilometres. Ell i el seu equip ho van aconseguir en el termini d‟uns vuit anys.

El primer resultat fou l‟Aggregat 1 (A-1) propulsor coet alimentat per pressurització amb etanol i oxigen líquid i destinat exclusivament a proves estàtiques i que donava una empenta d‟uns 2900 N. Al cap d‟un any ja van passar a l‟assaig del model de vol A-2, també desenvolupat sota la direcció tècnica de von Braun. Aquest model tenia una massa inicial de 107 kg una longitud de 1,6 m i proporcionava una empenta de 3140 N. Els A-2 Incorporaven un sistema d‟estabilització governat per un giroscopi. Foren llançats al desembre de 1934 des de l‟illa de Borkum i abastaren una altituds entre 2,3 i 3,5 km.. El següent coet fou el A-3 (desembre 1937) de 6,74 m de longitud i amb una empenta de 15 kN i que serví per posar a punt tots els sistemes que incorporaria l‟A-4 en aquest any l‟equip de von Braun ja havia estat traslladat a Peenemünde.

Amb l‟arribada del govern nazi, van continuar les investigacions i a l‟any 1939 ja tenien un coet amb un pes aproximat de una tona, coet que ascendia fins una altitud de 13 km i que proveït d‟un paracaigudes podia ser recuperat... convençut el govern de donar un fort suport a la iniciativa, el programa s‟accelera i engendrà el míssil balístic A-4, conegut com V-2 (de “Vergelttugswaffe”30) de 15 m d‟alçada, 1,65 m de diàmetre amb una massa inicial de 13000 kg capaç d‟assolir una altitud bal·lística d‟uns 80 km abans

29 Estant ja als EUA, va publicar un detallat relat biografic del desenvolupament de la V-2 primer en alemany “V2 Der Schuss ins Weltall” (1952) i després en anglès: V-2 Viking Press (1954). 30 Arma de vengança Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 49 d‟impactar en caiguda lliure i a una velocitat de Ma 4,5 a un objectiu situat a més de 300 km. El centre de recerca de l‟exèrcit alemany de Peenemünde situat a la costa del mar Bàltic, en 10 anys (1936- 1945) va esdevenir un dels centres tecnològics de desenvolupament mes moderns del mon.

Peenemünde.- Heeresversuchsanstalt, Raketen-Versuchsgelände. Startvorbereitungen für eine A4- Erprobung im Prüfstand VII. Març 1942

El costat fosc d‟aquest coet no solament foren les aproximadament 8000 víctimes, majoritàriament civils dels llocs atacats (principalment Londres i rodalies 1944-45), sinó també molts dels treballadors presoners i forçats que van treballar en condicions infrahumanes a les instal·lacions subterrànies de KZ Dora-Mittelbau (lloc on es traslladà la producció després de que al 1943 Peenemünde fos bombardejada per la RAF) i en la producció d‟unes 7500 unitats fins al 1945.

La part positiva fou que abans i tot de finalitzar la guerra, els aliats (americans, anglesos, russos, francesos) aconseguiren endur-se‟n no solament equips humans sinó també material, coets acabats, documentació, etc. Botí que els serví per continuar desenvolupant els coets que després tindrien aplicacions també espacials. No és d‟estranyar que els primers coets espacials americans i russos fossin tecnològicament tant semblants...

Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 50

Wernher von Braun als EUA, la postguerra i les portes de la viabilitat del coet espacial

L‟artífex de coets en Wernher von Braun (1912-1977) era natural de la població alemanya de Wirsitz, i com ja s‟ha anat comentant, de jove ja tingué un gran interès pels viatges espacials i els coets.

W. von Braun 1937...... 1969

Hi ha qui interpreta que es va servir del seu càrrec directiu tècnic en el desenvolupament dels coets com armes de guerra per satisfer la seva inquietud astronàutica. Malgrat haver estat membre de les SS i haver fet ús d‟esclavatge a la planta soterrània productora de V-2 de Mittelwerk, en acabar la guerra els nord-americans el van rebre amb els braços oberts per que els hi transferís la tecnologia. Ell i un nombrós grup de col·laboradors van emigrar als EUA on van treballar per l‟exèrcit en el camp de la tecnologia dels coets. Al 1960 en von Braun va ser el primer director del Marshall Space Flight Center de la NASA a Huntsville (Alabama). Durant els deu anys d‟activitat a l‟esmentat centre va dirigir els projectes dels coets Saturn fins a les seves darreres versions, els Saturn V que van portar amb l‟Apollo 11 els primers homes a trepitjar la Lluna... Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 51

Esquema de coet de tres trams de von Braun (1952) i a la dreta la il·lustracio de Bonestell

Un altre paper rellevant que cal reconeixer a von Braun va ser la divulgació entre el gran públic de la idea de la viabilitat del vitage i les estacions espacials, i la possibilitat de la conquesta de la lluna i de mart. Per aquesta tasca a Amèrica va formar equip amb el gran il·lustrador en Chesley Bonestell i amb seu amic i gran divulgador de l‟astronàutica en Willy Ley conjuntament van publicar a partir de l‟any 1952 i fins al 1954 una sèrie de vuit articles molt ben il·ulstrats en color a la revista Collier‟s - competidora a l‟època de la revista LIFE. El primer article, del 22 de març del 1952 portava el suggerent títol: Man will Conquer Space Soon” (L‟Home conquerirà l‟espai aviat) amb el “soon” és a dir “aviat” subratllat. A l‟editorial deia: “El que llegireu no és ciència ficció. És un fer seriós. A més, és una alerta urgent que els E.U. s’han d’embarcar urgentment en un programa de llarg abast per assegurar la supremacia espacial per Occident. Si no ho fem, algú altre ho farà. I aquest algú altre, probablement serà la Unió Soviètica” També van publicar conjuntament als anys 1950‟s llibres de divulgació sobre l‟esmentada temàtica.

Desenvolupament dels coets líquids a els EUA

El desenvolupament dels coets a propergol líquid moderns (derivats de la tecnologia de la V-2 i en part indirectament també dels treballs pioners de Goddard) es pot sintetitzar en tres generacions de coets:

La primera generció, compren els coets a propergol líquid dels inicis dels anys 1950‟s fins els principis dels anys 60‟s i que poden ser considerats com els més directament derivats de la V-2 però en els que es va substituir l‟alcohol per un tipus de querosè específic per coets dessignat com RP-1. Exemple en foren els motors del Thor i de l‟Atlas. També com a resultat de la cerca de propergols emmagatzemables els coets que Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 52

utilitzaven N2O4 i hidrazina o derivats d‟aquesta (Titan) i que actualitzats, encara van servir a las sèries posteriors de Delta, Atlas i sobre tot Titan

La segona generació compren els propulsors desenvolupats a partir dels anys 1960s per aplicacions d‟exploració espacial. Com exemples els grans motors F-1 de la primera etapa del coet Saturn-V i els motors J-2 de les etapes superiors d‟aquest mateix coet. Ambdós alimentats amb oxigen líquid i RP-1. També es pot incloure en aquesta època el motor RL-10 a oxigen i hidrogen líquids.

A la tercera generació correspon el motor principal dels Space Shuttle (SSME), i del RD-180 que treballen a més elevada pressió i que fan una precombustió d‟una part dels propergols (oxigen i hidrogen líquids) abans de ser injectats a la cambra de combustió principal..

L’anònim gran constructor rus: en Serguei P. Korolev (1907-1966) En Sergei Korolev, natural de Zitomir, va estudiar a l‟institut politècnic de Kiev, i després a la prestigiosa Escola Politècnica Bauman de Moscou fins el 1929. Des de l‟any 1932 va participar en el desenvolupament dels primers coets russos a propergol líquid en el marc de la GIRD i després en el RNII

En Korolev des de l‟any 1938, durant l‟època del govern de Stalin va patir persecució política, en part promoguda pel seu contrincant científic en Valentí Glushko, va ser internat en diferents camps de treballs forçats a Sibèria i finalment en una “xaraxca” la TsKB-29 ubicada a la ciutat d‟Omsk i que era un camp d‟internament d‟intel·lectuals, de científics i tècnics perquè treballessin en projectes d‟interès militar definits pel partit... camp liderat pel també presoner el constructor d‟avions A.Tupolev. Sota aquest liderat va participar en el disseny del bombarder rus Tu-2. Cap a l‟any 1944 va ser traslladat a una altra xaraxka, situada a Kazan, on ara sota la direcció de Glushko va ser el responsable tècnic del desenvolupament dels míssils russos que esdevindrien també els llançadors espacials. Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 53

Durant els anys de la cursa espacial, la figura d‟en Korolev restà un misteri... oficialment les autoritats soviètiques parlaven del “gran constructor” però mai l‟identificaven, mentre que per les relacions internacionals com a portantveu oficial es servien de l‟acadèmic Leonides Sedov. Però en la foscor, en Korolev va ser el responsable tècnic dels primers coets espacials russos. En el seu desenvolupament també es va sustentar en la tecnologia dels V-2 capturats a Alemanya al final de la 2a Guerra Mundial i amb l‟experiència d‟alguns tècnics alemanys que durant uns anys van col·laborar-hi. L‟objectiu primer fou el desenvolupament de míssils bal·lístics intercontinentals. Els resultats foren primer el Semiorka, o R-7 que va ser el coet que va col·locar en òrbita el primer satèl·lit artificial de la Terra: el Sputnik-1. Els coets que va desenvolupar, si malgrat ser una mica rudimentaris van resultar molt fiables i capaços de col·locar en òrbita càrregues útils més pesants que les dels competidors nord- americans. Durant uns anys, els coets del “von Braun” rus van possibilitar una sèrie de primícies amb els corresponents cops d‟efecte: el Sputnik-2 amb la gossa Laika, el primer vol tripulat d‟en Yuri Gagarin i el llançament de les naus Soiuz. Abans de la seva mort, en Korolev dirigia el projecte d‟un gran coet espacial, el N-1 que havia de permetre el viatge per guanyar la cursa de la conquesta de la Lluna, però el projecte finalment va fracassar- Al 2007 i en el centenari del seu naixement, el president rus Vladimir Putin li va retre un homenatge pòstum en reconeixement a les seves aportacions.

Desenvolupament dels coets a propergol líquid a França L‟esmentat Jean Jacques Barré, que en el camp dels coets a propergol líquid pot ser considerat com el deixeble d‟Esnault Pelterie, cap a l‟any 1941, durant l‟època de l‟ocupació alemanya treballant clandestinament va desenvolupar el EA-41 que seria el primer coet francès a propergol líquid, però que no seria realitat fins a mitjans de mars del 1945 any en que es llançà des d‟un terrenys prop de Toulon. Després vindrien els Veronique i els Diamant coets amb el que França esdevindria el tercer estat que posaria un satèl·lit en òrbita... l‟Asterix al 1965, satèl·lit que es pot considerar “nét” d‟en REP.

Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 54

El coet Veronique generació AGI (mars 1959) Després de la 2a Guerra Mundial, el desig de França de disposar de míssils bal·listics va propiciar la creació del CEPA (Centre d‟Estudis de Projectils Autopropulsats) que a les instalacions experimentals de Vernon al si del LRBA (Laboratoire de Recherche Ballistique et Aérodynamique) es van encarregar d‟explotar els coneixements de les V2 alemanyes amb lla col·laboració de 123 enginyers alemanys que s‟hi van instal·lar. El president era l‟esmentat Jean Jacques Barré. Es van crear dos equips un de guiatge i control i l‟altre de propulsió. Amb l‟ajut dels tècnics de la V2 van desenvolupar el coet sonda Veronique a propergols líquids d‟una alçada de 6,5 m. Els propergols eren àcid nítric fumant i querosè (Petrole-ANF 58), impulsats a la cambra per pressió d‟un generador de gasos. És a dir per major simplicitat era alimentat per pressió i no per turbobombes. La tovera construïda en acer i inserció de grafit a la gola. Proporcionava una empenta d‟uns 40 kN.El primer vol amb èxit es va realitzar el 22 de maig de 1952 des de Colom Béchar (Sahara) i va assolir una altitud de 19 km.... „en van anar fent versions cada cop mes millorades i que podien abastar altituds de poc mes de 200 km. Després s‟en llançaren des de Hammaguir... El darrer coet sonda Veronique va ser llançat al maig de 1975 des de la base de Kouruo a la Guiana Francesa. Dades extretes de: http://www.capcomespace.net/dossiers/espace_europeen/ariane/espace_francais/veroniq ue_vesta.htm on hi podeu trobar informació més detallada. Aquest escrit caldria completar-lo amb la següent informació: Desenvolupament de coets espacials a Gran Bretanya (Blue Streak...) Desenvolupament de coets espacials a l’Alemanya actual (Astrium...) Desenvolupament de coets espacial al Japó Desenvolupament de ceots espacials a Xina, India ... Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 55

Alguns coets espacials llançadors

Actualment l‟únic procediment per imprimir una suficient velocitat a un vehicle espacial llançat des de la Terra per dur a terme una missió espacial és fent ús de la propulsió química. Entre els d‟aquest tipus es pot distingir entre els consumibles – que son la immensa majoria - , i els reutilitzables. Un altre criteri per classificar-los sèrie el nombre de trams emprats i l‟estat líquid o sòlid dels propergols. Per tal de comparar-ne les característiques en relació a l‟impuls total que és capaç de subministrar, com a magnitud intuïtiva de referència es habitual donar la mmasa que es capaç de situar en una Òrbita Geosincrònica de Transferència (GTO). En aquest apartat es farà una breu recopilació dels principals coets actuals destinats a aquest objectiu.

Delta Sèrie de coets de dos o tres trams, tots ells a propergols líquids però que eventualment poden incorporar uns impulsors (“boosters”) a propergols sòlids adossats perimetral ment al primer tram. Fabricats originalment per l‟empresa McDonnell Douglas, actualment els produeix Boeing. La versió Delta II , va propulsada amb oxigen líquid (LOX) i querosè. Amb la versió més potent pot situar una massa de 2142 kg a una GTO. La versió de 2 trams s‟utilitza per a col·locar satèl·lits en òrbites terrestres de baixa altitud (LEO) mentre que la de tres trams per a òrbites geostacionàries o per missions planetàries. Les diferents versions dels Delta IV utilitzen un primer tram (booster) dotat del motor RS-68 que crema hidrogen líquid amb oxigen líquid. Proporcionant una empenta d‟uns 2950 kN. Des del 1960 s‟han llançat més de 300 coets Delta. Normalment des del “Kennedy Space Center” (KSC) de Florida.

Titan IV Els TITAN IV produïts per l‟empresa Lockheed Martin per a la “U.S. Air Force” ha estat fins recentment el coet nord-americà més potent, capaç de portar una massa de 5700 kg a una GTO. Es va retirar a finals del 2005. Si be van ser concebuts com míssils bal·listics intercontinentals han estat destinats a l‟exploració espacial. Amb un Titan III es va llançar la sonda Viking a Mart (1975) i amb un Titan IV(1967) la sonda Cassini i d‟altres sondes per a l‟exploració planetària. Els Titan IV tenen un primer i un segon tram a propergols líquids emmagatzemables (N2O4 i Aerozine 50) ajudat per dos impulsors (boosters) a propergol sòlid. L‟ús d‟aquests propergols li permet ser emmagatzemat en estat “sempre a punt” per a extensos períodes de temps, requisit propi de la seva original aplicació bèl·lica. Hi van haver múltiples configuracions amb etapes superiors d‟altres característiques.

Atlas Els Atlas produïts originalment per la General Dynamics Corporation, actualment propietat de la Lockheed Martin i gestionats comercialment per la firma “International Lunch Services”31 empresa creada al 1995 per la Lockheed Martin, les Khrunichev Enterprises i NPO Energia) companyia que ofereix el servei complet de situar en òrbita satèl·lits artificials i té l‟exclusiva de comercialitzar internacionalment els llançaments amb els coets russos Proton. Els Atlas en totes les seves versions: Atlas IIAS, Atlas III, Atlas.V (2002), etc. són coets a propergol líquid , però que solen incorporar booster

31 http://www.ilslaunch.com/about-us/ Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 56 sòlids adossats. Aquest darrer es capaç de 8670 kg a una GTO. Utilitzen com a propergols oxigen líquid i querosè específic per coets (RP-1).

Ariane Els coets Ariane constitueixen la resposta europea al mercat de coets espacials i els seus serveis . Els Ariane són coets de varis trams a propulsants líquids amb impulsors (boosters) a propergol sòlid. Son gestionats per l‟empresa Arianespace consorciada per 36 estats europeus i que ha esdevingut la primera empresa de transport espacial mundial. Els llançament s‟efectuen des del “Kourou Space Center” situat a la Guyana Francesa, ubicació quasi equatorial que ofereix avantatges en els llançaments. L‟Ariane 4 pot col·locar 4900 kg en una GTO, mentre que l‟Ariane 5 (1997) en pot col·locar 10000 kg.

Vega Els també europeus coets Vega estan destinats a atendre un altre sector de la demanda, el de satèl·lits de menys massa (uns 1500 kg) situats en òrbites baixes LEO o orbites polars circulars a 700 km. Te un primer tram amb estructura de fibra de carboni alimentat amb propulsant sòlid. Els segons i tercers trams també utilitzen propergols sòlids mentre que el quart tram és a propergol líquid.

Proton Els coets Proton a propergols líquids van ser desenvolupats en el marc del programa soviètic Interkosmos. I és el mes gran dels llançadors russos operatius. Actualment han esdevingut un producte comercial de gran acceptació internacional en gran part per la seva elevada fiabilitat i la gran experiència acumulada. Els serveis de llançament orbital i d‟altres missions espacials els gestiona l‟empresa russa-ameircana esmentada a la referència de l‟Atlas: la International Launch Services. Els coets Proton de tres trams també son utilitzats per l‟abastiment de l‟estació espacial internacional ISS i per col·locar en òrbites baixes masses de fins a 20000 kg. Amb quatre trams es destina a abastir òrbites geostacionàries i a missions interplanetàries.

Soyuz Anàlogament als Proton, els Soyuz russos, també són de concepció força conservadora també i gaudeixen d‟una gran fama de fiabilitat. Amb ells s‟han fet més de 1700 missions de tot tipus. Ha anat evolucionant per adaptar-se a un mercat creixent i actualment ofereix la possibilitat de enviar càrregues d‟uns 5000 kg en òrbites baixes (LEO). La gestió del servei internacional la fa una companyia francesa: la Starsem32. Correspon a la imatge típica dels coets espacials russos amb un coet central de dos trams envoltat de quatre boosters també a propergols líquids. Consumeixen oxigen líquid i querosè. Actualment s‟utilitza entre d‟altres aplicacions per enviar materials i equipament a la estació orbital internacional ISS i per traslladar-hi els seus tripulants.

El “Space Shuttle” Space Transportation System (STS) És el sistema coet reutilitzable dels EUA desenvolupat des del 1972 per la NASA i que consta de quatre elements principals: La nau (orbiter), un parell d‟impulsora a propergol sòlid (boosters), un tanc extern portador dels propulsants que alimenten els tres motors coet principals de la nau. El conjunt permet enlairar càrregues útils de fins a 30000 kg en una òrbita terrestre de baixa altitud (LEO). Pot transportar en condicions normals vuit tripulants i en situació d‟emergència deu. Després de cada vol es recuperen tots els

32 http://www.starsem.com/ Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 57 components principals per a ser re condicionats excepte el tanc extern de propergols. El vehicle principal dotat d‟ales delta i d‟un escut tèrmic, després de una frenada aerodinàmica retorna a la Terra planejant per finalment aterrar en pista. Si la seva càrrega útil va dotada d‟una o més etapes propulsades, aquesta pot ser enviada a una òrbita superior geostacionària o situada en una trajectòria interplanetària . Així s‟han llençat les sondes Galileo, Magellan i Ulysses. El STS també ha estat el vehicle enllaç amb l‟estació espacial internacional ISS. Les missió del Space Shuttle estan arribant a la seva fi, el programa en principi es tancarà a la tardor del 2010 i de moment sembla que no hi ha als EUA una alternativa... és possible que durant un temps els nord-americans hagin de recórrer als serveis que ofereixen els russos i l‟agència europea... http://www.nasa.gov/centers/kennedy/shuttleoperations/

Històric: Saturn V

El coet Saturn V va ser el gran coet que possibilità la realització del programa nord-americà Apollo d‟exploració tripulada a la Lluna que va permetre que una dotzena d‟humans trepitgessin el seu sol. Un cop finalitzat el p`programa ja no es va a utilitzar mes i passà a ser una peça de museu. En van ser desenvolupats una quinzena d‟exemplars al Marshall Space Flight Center de la NASA i construïts a la Booeing Co i a la Rocketdyne sota la direcció de von Braun. Per tenir una idea de la seva magnitud una dada: el pes de la seva primera etapa supera la del Space Shuttle complert. Les seves característiques es resumeixen a la següent taula:

Alçada 111 m Propulsió 1er tram 5 motors F-1 Propergols RP-1 i Oxigen líquid Empenta conjunta 33,36 MN Propulsió 2n tram 5 motors J-2 Propergols Hidrogen líquid i Oxigen líquid Empenta conjunta 5,56 MN Propulsió 3r tram 1 motor J.2 Empenta 1,112 MN

Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 58

COET NUCLEAR TÈRMIC: Més enllà de la propulsió química

L‟energia procedent d‟una reacció química que es pot aplicar a l‟escalfament dels productes resultants per tal d‟accelerar-los, i ejectar-los per obtenir una empenta per reacció, té uns límits. Aquest límits venen donats per les màximes energies de reacció que es poden alliberar partint d‟uns reactius que es troben en determinades condicions inicials. Però també depèn entre d‟altres, de la pressió a la que es realitza la reacció de les condicions de pressió i temperatura s‟expulsen. Llevat de l‟ús de compostos químics d‟alta energia, que encara no s‟han aconseguit estabilitzar (hidrogen atòmic, polinitrogen, etc.), amb els propergols químics convencionals les velocitats d‟ejecció màximes assolibles es situen vers els 4000 ÷ 5000 m/s. Per superar aquest límit cal recórrer a separar la font d‟energia de la font de massa ejectable i poder aplicar més energia per unitat de massa que la que ens proporcionen les reaccions químiques.

Una de les possibilitats dins del camp de la propulsió tèrmica és la d‟emprar energia nuclear per escalfar un fluid destinat a ser ejectat. Es tracta de tenir a bord l‟equivalent del reactor d‟una central nuclear però que en lloc d‟escalfar un fluid per generar vapor per turbinar-lo i accionar un alternador en aquest cas s‟utilitza el reactor per escalfar el fluid propulsant que es fa circular pel seu interior. L‟elecció d‟aquest propulsant, en tenir la funció final de ser massa ejectada, es pot optimitzar per aquest objectiu. Tenint en compte que la seva velocitat d‟ejecció resulta ser proporcional a l‟arrel quadrada del quocient entre la temperatura que assoleixen el gas propulsant en el motor i la seva massa molar “pes molecular” mitja.

T v  e M

Donada una T màxima assolible (limitada per la integritat del rector nuclear) si es vol maximitzar la velocitat d‟ejecció caldrà emprar el fluid que ens doni la mínima massa molar, en aquest cas és l‟hidrogen. Altres qüestions a tenir en compte serien les pròpies de l‟emmagatzament i ús: densitat, temperatura, corrosió a alta temperatura, etc.

La idea d‟utilitzar un sistema de propulsió nuclear-tèrmic va ser experimentada en proves estàtiques als EUA i a l‟antiga URSS. Malgrat la seva viabilitat tècnica de moment no ha resultat competitiva respecte a la propulsió química i els projectes del seu ús estan en espera... Presumiblement cap d‟aquest ginys ha volat.

Antecedents històrics

L‟ús de propulsors amb energia nuclear ja va aparèixer cap els anys 1920‟s en relats de ciència ficció, però no es mencionava el procediment pel qual s‟aplicava l‟energia a accelerar el doll de gasos propulsors. Es partia d‟uns hipotètics materials extremadament radiactius... Tant el coet d‟Herge a Tintin com el de “Destination Moon” Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 59

1954 Georges Remy [Hergé] 1950 Destination Moon

La primera anàlisi seriosa de la possibilitat d‟aplicar la incipient tecnologia dels reactors nuclear de fissió (el Chicago Pile-1 de l‟equip del físic Enrico Fermi encès el 2 de desembre de 1942) es deu al francès Dr. Robert Richard-Foy que en una petita obra titulada “Viatges interplanetaris i energia atòmica”(1947) a la que esboça l‟avantprojecte d‟un coet espacial amb un rector nuclear de fissió destinat a escalfar i vaporitzat aigua com a propulsant.

Portada de la publicació de Robert Richard-Foy datada al 1947 i figura explicativa del seu projecte de coet amb propulsió nuclear tèrmica. (Col. R. Carreras) Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 60

Un any més tard (1948-1949) un grup d‟estudiosos, entre ells L.R.Shepherd i A.V. Cleaver membres de la “British Interplanetary Society” (B:I.S) van publicar una sèrie de quatre articles “The Atomic Rocket” tractant el tema. L‟escriptor de ciència ficció Artur. C. Clarke, que en era secretari de la B.I.S. també va publicar un llibre “Interplanetary Flight” en el que hi dedica un capítol basat en articles de Shepherd i Cleaver.

Imatge del llibre de A.C. Clarke “Interplanetary Flight , An introduction to Astro nautics” 1950. En el que es representa un coet miste químic – nuclear..

Els primers programes de ciència i tecnologia espacial nuclear occidentals van començar al EUA en el marc del “Project Feedback” just en acabar la 2a G.M. El programa de recerca contemplaba dos punts d‟interès: Generadors d‟energia termoelèctrica alimentats amb radioisotops i reactors nuclers per a la propulsió espacial i de míssils. El desenvolupament de coets nuclears es va iniciar als EUA a l‟any 1956 amb el Projecte Rover auspiciat per la “Atomic Energy Comission”. En el laboratori de “Los Alamos” (Nevada, EUA), en el marc d‟aquest programa es van dissenyar, construir i assajar els motors Kiwi , NRX i/o NERVA Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 61

Els Kiwi, anàlogament a l‟au que inspirà el seu nom, no havia de volar, estava destinat exclusivament a proves estàtiques de desenvolupament. Va funcionar per primer cop al juliol de 1959, i d'ençà d‟aquesta data es va anar millorant la seva tecnologia. 33

Kiwi B al banc de proves (EUA) RD-0410 (1965-94) (URSS) Credit - © Dietrich Haeseler

Els russos també van desenvolupar el seu equivalent, entre ells RD-0410, en alguns aspectes (tèrmics) probablement més avançats.

Principi operatiu del coet nuclear-tèrmic, tecnologia i limitacions El principi operatiu d‟un coet nuclear tèrmic (CNT) és similar al d‟un reactor nuclear de gas a pressió VHTR, però en el que en lloc de que el fluid “refrigerant” caloportador serveixi per transferir la calor al fluid d‟accionament del turbogenerador, s‟expansiona per una tovera convencional.

33 Per la història del coet nuclear es pot consultar els següent enllaç que incorpora una gran part del llibre de James A. Dewar “ To the end of the solar system: the story of the nuclear rocket” http://books.google.es/books?id=zmpxV1ygjvsC&printsec=frontcover&source=gbs_v2_summary_r&cad =0#v=onepage&q=&f=false Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 62

Esquema d’un CNT

Des del punt de vista de maximitzar la velocitat d‟ejecció l‟elecció del propulsant idoni es pot deduir aplicant un balanç termodinàmic i resulta que el més adequat és l‟hidrogen. En el supòsit que el propulsant assolis al recator-cambra una temperatura de 3000 K (temperatura que pràcticament representa actualment el límit superior tècnicament abastable), i una pressió de 7 MPa i que el propulsant s‟expansionés seguidament a través d‟una tovera fins a la pressió atmosfèrica normal, la velocitat teòrica a la que sortiria l‟hidrogen seria de 9600 m/s. Si el propulsant fos heli s‟obtindria una velocitat d‟uns 5300 m/s... L‟hidrogen és precisament el fluid que s‟ha utilitzat en tots els prototipus d‟aquests propulsors. Altres qüestions serien les energies necessàries per al escalfament del propulsant, el coeficient de transferència de calor entre els conductes de pas i el propulsant, la massa estructural del dipòsit per tenir un impuls total determinat, etc. Un dels problemes que es presenten és que el nucli del reactor nuclear ha d‟estar construït amb uns materials que siguin capaços de treballar a altes temperatures. L‟urani metall no es pot utilitzar ja que fon a 1420K, en quant als compostos d‟urani, ni l‟òxid que fon a 3080K ni el carbur que fon a 2750 resulten adequats a causa de les seves propietats mecàniques que no els fan aptes per compactar el nucli del reactor. Per tant Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 63 s‟ha de pensar en un reactor amb un nucli format per un material matriu que incorpori l‟urani enriquit (en forma d‟òxid o de carbur). Des dels inicis es va utilitzar el grafit que te una temperatura de sublimació de 3900 K i que té l‟avantatge d‟actuar també com moderador de la reacció de fissió de l‟U235, però que presenta problemes de corrosió amb l‟hidrogen a altes temperatures i que cal protegir-ne la seva superfície... llavors es presenten problemes de dilatació tèrmica diferencial dels materials emprats. Un altre candidat és el wolframi, amb temperatura de fusió de 3700 K però que té una densitat molt elevada.. (19250 kg/m3) i que no és moderador, el que complica el disseny ja que cal posar-ne un moderador extern, que també caldrà refrigerar... Durant el desenvolupament d‟aquesta tecnologia també van considerar i/o experimentar altres materials tèrmicament més resistents com el carbur de hafni i de tàntal, compostos que tenen els punts de fusió més alts coneguts ( 4100 K) metalls del que cal cercar l‟isòtop mes adequat com moderador... Altres problemes inherents a aquest tipus de propulsió és el risc de contaminació radioactiva, tant pel despreniment de partícules com per les radiacions procedents del mateix giny i del risc de que en el cas d‟un vehicle aeroespacial que pugui caure a la Terra. Els tractats internacionals respecte a les proves nuclears atmosfèriques també en limiten la seva eventual experimentació en vol. De moment el seu estudi i desenvolupament està menys actiu que fa una vintena d‟anys i que en tot cas es reconsiderarà per a futures missions interplanetàries especialment les tripulades ja que permetria reduir el temps del viatge.

A part del concepte comentat de l‟ús d‟un reactor compacte sòlid amb canalitzacions a través de les que circula el propulsant que cal escalfar, s‟han suggerit d‟altres possibilitats per bandejar les limitacions tèrmiques inherents a la temperatura de fusió del reactor. Són el reactor de nucli líquid i el de nucli gasos, ginys que de moment encara no han assolit la fase experimental.

El models NERVA (Nuclear Energy For Rocket Vehicle Application) van posar de manifest que unitats de petites dimensions muntades en plataformes mòbils podien operar quasi autònomament, però mai van aconseguir el permís per fer proves en vol. La NASA cap el començament dels anys 1960‟s tenia el pla de fer un assaig “RIFT” (Reactor-In-Flight-Test) destinat a avaluar la idoneitat del NERVA com darrera etapa del coet Saturn V, el que permeteria utilitzarlo com coet inerplanetari. El NERVA I amb un rector de 1500 kW de potència de proporcionava una empenta de 250 kN. Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 64

El coet nuclear tèrmic NERVA. Doc NASA

Hi va haver una altre raó que feia que el govern s‟interessés en invertir mitjans en l‟experimentació amb petits reactors nuclears, i aquesta era que podrien ser aplicats en la propulsió d‟aeronaus estratègiques amb una molt gran autonomia de vol... però un canvi de prioritats i l‟argument de la protecció del medi ambient van fer que al 1965 el president Lyndon B. Johnson cancel·lés el programa NERVA.

Ara, a més de cinquanta anys de aquells assaigos sembla que el tema torna a despertar l‟interès en recuperar el llegat del projecte NERVA per rehabilitar-lo amb nous materials, eines i coneixements...

El propulsor nuclear tèrmic de la URSS del qual n‟han trascendit dades fou el RD-0410 desenvolupat entre el 1965 i els anys 1980‟s. Dissenyat per Kosberg, va ser assajat al camp de proves de Semipalatinsk. Les seves característiques d‟actuació foren: Cap els anys 1990‟s es van iniciar contactes entre la Federació d‟Estats Independents (Russia...) i els EUA per col·laborar en el desenvolupament d‟un propulsor nuclear tèrmic d‟aplicació a futures missions tripulades a la Lluna i Mart.

L‟agencia espacial europea (ESA) ha investigat a nivell purament teòric les possibilitats d‟un propulsor mixte nuclear tèrmic amb posterior acceleració dels gasos elèctricament per efecte inductiu. Això permet rebaixar la temperatura del reactor de 2700K a 2200K el que representa una menor solicitació tèrmica i consequentment una major vida. Una de les dificultats és la potència elèctrica necessària per escalfar el gas, donat que el reactor no proporciona energia elèctrica. Una possibilitat es calentar el gas mitjançant un arc elèctric.

Els coets a fusió nuclear

L‟exploració tripulada del sistema solar exigeix la disponibilitat de sistemes de propulsió d‟elevat impuls específic i d‟impuls total (empenta  temps). L‟energia procedent d‟una fusió nuclear controlada sembla que seria idònia, el problema rau en com confinar el plasma i com aplicar l‟energia per propulsar la nau... Ramon Carreras Història dels coets ETSEIAT 2010 65

A l‟agència espacial europea hi ha un petit equip que s‟ocupa d‟analitzar conceptes avançats, és l‟anomenat “Advanced Concepts Team” (ACT) I entre ells explora les possibilitats de l‟ús de l‟energia de la fusió nuclear.

La propulsió nuclear per pulsos

Els problemes tèrmics inherents a la propulsió nucleotèrmica s‟han intentat esquivar cercant alternatives…Entre les propostes històricament més importants cal esmentar la idea del coet a pulsos nuclears (Nuclear Pulse Propulsion, NPP), concepte proposat per primer cop al 1947 pel matemàtic polac Stanislaw Ulam, idea que va ser desenvolupada teòricament i a nivell de disseny en el marc del Projecte Orion34. ) El projecte consisteix en propulsar el vaixell interplanetari fent esclatar una succesió de bombes atòmiques a la seva popa.

Nuclear electric

Una alternativa és la propulsió Nuclear Elèctrica (NEP). Es tracta d‟utilitzar energia elèctrica per calentar el propulsant. La generació de l‟energia elèctrica a bord es pot fer mitjançant un generador termoelèctric en el que el focus calent és una font escalfada mitjançant la reacció de descomposició d‟un radioisòtop I el focus fred un radiador cap a l‟espai o be el fluid criogènic emprat com a propulsant. És una técnica ja operativa que ha estat emprada en sondes espacials tals com les Voyager i Cassini.

Finalment es recomana donar una ullada del que hi ha a aquesta pàgina web… d‟una menera informal l‟autor (Winchell D. Chung Jr.) fa una revisió de tots els sistemes alternatius de propulsió nuclear espacial: http://www.projectrho.com/rocket/rocket3c2.html

34 vegis: http://www.daviddarling.info/encyclopedia/O/OrionProj.html. A l‟animació: es pot veure clarament la idea del principi operatiu d‟aquest tipus de propulsió en un viatge a Mart a: http://www.nuclearspace.com/movie_projectORION.aspx