Днешните ракети са забележителни колекции от човешка изобретателност, които имат своето кореноплодни в науката и технологиите от миналото. Те са естествени израстъци на буквално хиляди години експерименти и изследвания ракети и ракетно задвижване.
Едно от първите устройства, които успешно използват принципите на ракетния полет, беше дървена птица. Гръцки на име Archytas е живял в град Тарентум, сега част от Южна Италия, някъде около 400 г. пр.н.е. Архитас мистицизира и развеселява гражданите на Тарентум, като лети на гълъб, направен от дърво. Бягащата пара задвижва птицата, тъй като е окачена върху проводници. Гълъбът е използвал принципа на действие-реакция, който не е посочен като научно право до 17 век.
Героят на Александрия, друг грък, изобретил подобно ракетно устройство, наречено аеолипил, около триста години след гълъба на Архита. Той също използва пара като пропулсивен газ. Герой монтира сфера върху кана с вода. Пожар под чайника превърна водата в пара, а газът тръгна по тръби към сферата. Две L-образни тръби от противоположните страни на сферата позволиха на газта да излезе и даде тяга на сферата, която го накара да се върти.
Китайците са имали проста форма на барут, направен от селетер, сяра и дървени въглища през първия век А. Д. Напълниха бамбукови тръби със сместа и ги хвърлиха в пожари, за да създадат експлозии по време на религиозни фестивали.
Някои от тези тръби най-вероятно не успяха да избухнат и вместо това изскочиха от пламъците, задвижвани от газовете и искрите, произведени от горящия барут. След това китайците започнаха да експериментират с пълните с барут тръби. Те прикрепиха бамбукови тръби към стрели и ги пуснаха с лъкове в някакъв момент. Скоро те открили, че тези тръби за барут могат да се изстрелят само от силата, произведена от изтичащия газ. Родена е първата истинска ракета.
Първата употреба на истински ракети като оръжие се съобщава за възникнала през 1232г. Китайците и монголите били във война помежду си, а китайците отблъснали Монголски нашественици с преграда от „стрели на летящ огън“ по време на битката при Кай-Кенг.
Тези огнени стрели бяха проста форма на ракета с твърдо гориво. Една тръба, затворена в единия край, съдържаше барут. Другият край беше оставен отворен и тръбата беше прикрепена към дълга пръчка. Когато прахът се запалваше, бързото изгаряне на праха създаваше огън, дим и газ, които избягаха от отворения край, създавайки тяга. Пръчката действаше като проста система за насочване, която поддържаше ракетата с глава в една обща посока, докато летеше във въздуха.
Не е ясно колко ефективни са тези стрели на летящ огън като оръжие за унищожаване, но психологическото им въздействие върху монголите трябва да е било огромно.
В Англия монах на име Роджър Бейкън работи върху подобрени форми на барут, които значително увеличават обхвата на ракетите.
Във Франция Жан Фройсарт откри, че по-точни полети могат да бъдат постигнати чрез изстрелване на ракети през тръби. Идеята на Froissart беше предшественик на съвременната базука.
Ракетите изпаднаха в немилост като военни оръжия до 16 век, въпреки че те все още се използват фойерверки дисплеи. Йохан Шмидлап, немски производител на фойерверки, измисли „стъпаловидната ракета“, многоетапно превозно средство за издигане на фойерверки на по-голяма надморска височина. Голяма ракета на първия етап носеше по-малка ракета от втори етап. Когато голямата ракета изгоря, по-малката продължи на по-голяма надморска височина, преди да надуе небето с нажежени запали. Идеята на Schmidlap е основна за всички ракети, които днес излизат в космоса.
По-малко известен китайски служител на име Ван-Ху представи ракетите като средство за транспорт. Той сглоби летящ стол с ракета с помощта на много помощници, като прикрепи два големи хвърчила към стола и 47 ракети с огнева стрела към хвърчилата.
Уан-Ху седна на стола в деня на полета и даде команда да запали ракетите. Четиридесет и седем ракетни помощници, всеки въоръжен със собствена факла, се втурнаха напред, за да запалят предпазителите. Чу се огромен рев, придружен от надигащи се облаци дим. Когато димът се прочисти, Ван-Ху и летящият му стол нямаше. Никой не знае със сигурност какво се е случило с Уан-Ху, но вероятно той и неговият стол са били раздухани на парчета, тъй като стрелещите стрели са били толкова удачни да експлодират, колкото да летят.
Научната основа за съвременното космическо пътуване е поставена от големия английски учен Сър Исак Нютон през последната част на 17 век. Нютон организира разбирането си за физическото движение в три научни закона, които обясняват как работят ракетите и защо те са в състояние да го направят във вакуума на космоса. Законите на Нютон скоро започнаха да оказват практическо влияние върху дизайна на ракетите.
Експериментатори и учени в Германия и Русия започват работа с ракети с маса над 45 килограма през 18 век. Някои бяха толкова мощни, че изтичащите им пламъци изгорели дълбоки дупки в земята преди излитане.
Ракетите преживяват кратко възраждане като военни оръжия в края на 18-ти и началото на 19-ти век. Успехът на индийските ракетни баражи срещу британците през 1792 г. и отново през 1799 г. предизвика интерес на артилерийския експерт полковник Уилям Конгрейв, който се зае да проектира ракети за използване от британците военни.
Ракетите Congreve бяха много успешни в битката. Използвани от британски кораби, за да забият Форт Макенри във войната от 1812 г., те вдъхновяват Франсис Скот Кий да напише „червените отблясъци на ракетите“ в стихотворението си, което по-късно ще стане Звезда, банер.
Дори с работата на Congreve обаче учените не бяха подобрили много точността на ракетите от първите дни. Опустошителната природа на бойните ракети беше не тяхната точност или сила, а техният брой. По време на типична обсада може да се стрелят хиляди по врага.
Изследователите започнаха да експериментират с начини за подобряване на точността. Уилям Хейл, английски учен, разработи техника, наречена спинова стабилизация. Изпускащите се отработили газове удряха малки лопатки в дъното на ракетата, причинявайки тя да се върти много, както куршум по време на полет. Вариации на този принцип се използват и днес.
Ракетите продължиха да се използват с успех в битки по целия европейски континент. Австрийските ракетни бригади обаче посрещнаха своя мач срещу новопроектираните артилерийски части във война с Прусия. Оръдията, зареждащи брич, с пушки и взривяващи се бойни глави бяха далеч по-ефективни военни оръжия от най-добрите ракети. За пореден път ракетите бяха изведени за мирно време.
Константин Циолковски, руски учител и учен, пръв предложи идеята за изследване на космоса през 1898 година. През 1903 г. Циолковски предлага използването на течни горива за ракети за постигане на по-голям обсег. Той заяви, че скоростта и обхватът на ракетата са ограничени само от скоростта на изгорелите газове на изтичащите газове. Циолковски е наречен баща на съвременната астронавтика заради своите идеи, внимателни изследвания и страхотно зрение.
Робърт Х. Годард, американски учен, провежда практически експерименти в ракетата в началото на 20-ти век. Той се е заинтересувал от постигането на по-голяма надморска височина от възможното за по-леки от въздуха балони и е публикувал памфлет през 1919 г., Метод за достигане на екстремни височини. Това беше математически анализ на това, което днес се нарича метеорологична сондажна ракета.
Най-ранните експерименти на Годард бяха с ракети с твърдо гориво. Той започва да изпробва различни видове твърди горива и да измерва скоростите на изгорелите газове на горящите газове през 1915г. Той се убеди, че ракета може да се задвижва по-добре с течно гориво. Никой досега не беше изградил успешна ракета с течно гориво. Това беше много по-трудно начинание от ракетите с твърдо гориво, изискващи резервоари за гориво и кислород, турбини и горивни камери.
Годард постигна първия успешен полет с ракета с течно гориво на 16 март 1926г. Захранвана от течен кислород и бензин, ракетата му летеше само за две секунди и половина, но тя се изкачи 12,5 метра и кацна на 56 метра в зелева лепенка. Полетът не беше впечатляващ по днешните стандарти, но бензиновата ракета на Годард бе предшественик на съвсем нова ера в полета на ракетата.
Експериментите му в ракети с течно гориво продължиха много години. Ракетите му станаха по-големи и полетяха по-високо. Той разработи жироскопска система за контрол на полета и отделение за полезен товар за научни инструменти. Използвани са системи за възстановяване на парашути, за да връщат ракетите и инструментите безопасно. Годард е наречен баща на съвременната ракета за неговите постижения.
Трети голям пионер в Космоса, Херман Оберт от Германия, издаде книга през 1923 г. за пътуванията в космоса. Много малки ракетни общества се появиха по целия свят заради неговите писания. Сформирането на едно такова общество в Германия, Verein fur Raumschiffahrt или Society for Space Travel, доведе до развитието на Ракета V-2 използван срещу Лондон във Втората световна война.
Немски инженери и учени, включително Оберт, се събраха в Пенемунде на брега на Балтийско море Sea през 1937 г., където най-модерната ракета на своето време е построена и лети под ръководството на Вернер фон Браун. Ракетата V-2, наречена A-4 в Германия, беше малка в сравнение с днешните дизайни. Той постигна голямата си тяга чрез изгаряне на смес от течен кислород и алкохол със скорост около един тон на всеки седем секунди. V-2 беше страхотно оръжие, което можеше да опустоши цели градски блокове.
За щастие за Лондон и съюзните сили, V-2 дойде твърде късно във войната, за да промени резултата си. Въпреки това германските ракетни учени и инженери вече бяха изготвили планове за напреднали ракети, способни да обхванат Атлантическия океан и кацането в САЩ Тези ракети щяха да имат крилати горни степени, но много малък полезен товар мощности.
Много неизползвани V-2 и компоненти бяха заловени от съюзниците с падането на Германия и много германски ракетни учени дойдоха в САЩ, докато други отидоха в Съветския съюз. И САЩ, и Съветският съюз осъзнаха потенциала на ракетата като военно оръжие и започнаха различни експериментални програми.
САЩ започнаха програма с атмосферни звукови ракети с висока надморска височина, една от ранните идеи на Годард. По-късно бяха разработени различни междуконтинентални балистични ракети със среден и дълъг обсег. Те станаха отправна точка на космическата програма на САЩ. Ракети като Редстоун, Атлас и Титан в крайна сметка щяха да изстрелят космонавти в космоса.
Светът беше зашеметен от новината за изкуствен спътник в орбита, изстрелян от Съветския съюз на 4 октомври 1957 г. Наречен Sputnik 1, спътникът беше първото успешно влизане в надпревара за космоса между две свръхсилни държави, съветската Съюзът и Съединените щати последваха пускането на борда на сателит, превозващ куче на име Лайка по-малко от месец по късно. Лайка оцелява в космоса в продължение на седем дни, преди да бъде приспивана, преди да й свърши снабдяването с кислород.
САЩ следват Съветския съюз със собствен сателит няколко месеца след първия Sputnik. Explorer I беше лансиран от американската армия на 31 януари 1958 г. През октомври същата година САЩ официално организира своята космическа програма чрез създаване НАСА, Националната авиационна и космическа администрация. НАСА стана гражданска агенция с цел мирно проучване на космоса в полза на цялото човечество.
Изведнъж в космоса изстреляха много хора и машини. Астронавтите обиколиха земята и кацнаха на Луната. Роботният космически кораб пътува до планети. Космосът изведнъж се отвори за проучване и търговска експлоатация. Сателитите позволиха на учените да изследват нашия свят, да прогнозират времето и да комуникират незабавно по целия свят. Трябваше да се изгради широк спектър от мощни и многофункционални ракети, тъй като търсенето на повече и по-големи полезни товари нараства.
Ракетите са се развили от прости барутни устройства в гигантски превозни средства, способни да пътуват в космоса от най-ранните дни на откриване и експерименти. Те са отворили Вселената за директно изследване от човечеството.