Les plus grandes contributions techniques de Goddard ont été faites au cours de son travail dans les années 1920 et 1930. Il a reçu un total de 10 000 $ du Smithsonian en 1927, et grâce aux efforts personnels de Charles A. Lindbergh, il a ensuite reçu un soutien financier de la Fondation Daniel et Florence Guggenheim. Les progrès de l’ensemble de son travail, intitulé « Liquid Propellant Rocket Development », ont été publiés par le Smithsonian en 1936. Le travail de Goddard a largement anticipé dans les détails techniques les derniers missiles allemands V-2, y compris le contrôle gyroscopique, la direction au moyen d’ailettes dans le jet flux du moteur-fusée, de la direction à cardan, des pompes à carburant motorisées et d’autres dispositifs. Son vol de fusée en 1929 transportait la première charge utile scientifique, un baromètre et une caméra.
Goddard a été le premier scientifique qui a non seulement réalisé les potentialités des missiles et des vols spatiaux, mais a également contribué directement à leur réalisation pratique. Goddard avait un talent rare à la fois en science créative et en ingénierie pratique. Les travaux dévoués de cet homme modeste sont restés largement méconnus aux États-Unis jusqu’à l’aube de l’ère spatiale. De grands honneurs et un large succès, tardifs mais amplement mérités, reviennent désormais au nom de Robert H. Goddard.
Les contributions de Robert Goddard aux missiles et aux vols spatiaux feraient une longue liste. Voici quelques faits saillants.
A exploré le caractère pratique de l’utilisation de la propulsion par fusée pour atteindre des altitudes élevées, même la lune (1912)
A prouvé qu’une fusée fonctionnera dans le vide, qu’elle n’a pas besoin d’air pour pousser contre elle
A développé et tiré une fusée à carburant liquide (16 mars 1926, Auburn, Mass.)
A tiré une charge utile scientifique dans un vol de fusée (1929, Auburn, Mass.)
In honor of Robert Goddard's "Anniversary Day"- referring to his visions of ascending to space via rocket- here's a piece I wrote a while back on the strange synchronistic connections around visions and rocketry.https://t.co/4Kr6GCF9l4 pic.twitter.com/cJxbCoFyAw
— AP Strange (@AProdigiosus) October 19, 2023
A utilisé des aubes dans le souffle du moteur de fusée pour le guidage (1932, Nouveau-Mexique)
A développé un appareil de contrôle gyroscopique pour le vol de fusée (1932, Nouveau-Mexique) brevet de fusée à plusieurs étages (1914)
Mise au point de pompes adaptées aux carburants de fusée Lancement d’une fusée avec un moteur pivoté sur des cardans sous l’influence d’un mécanisme gyroscopique (1937)
Une brève histoire de la fusée – Les premières fusées à Goddard
Robert Goddard, le père de la fusée américaine
Robert Goddard, le «père de la fusée américaine», était un ingénieur et physicien qui a créé et lancé la première fusée à carburant liquide au monde le 16 mars 1926. Né à Worcester, Massachusetts en 1882, l’intérêt de Goddard pour la fusée et l’espace a été suscité à jeune, grâce aux romans d’HG Wells et de Jules Verne. Même dans sa jeunesse, il s’est rendu compte que c’était ainsi qu’il passerait sa vie. 
En 1916, il écrivit à la Smithsonian Institution, décrivant son travail en détail, et demanda une subvention qui lui permettrait de continuer. Invité à fournir plus d’informations, il a détaillé l’utilisation de son invention comme plate-forme de collecte de données scientifiques à haute altitude. En janvier 1917, il reçoit une bourse de 5 000 $, ce qui lui permet d’entreprendre une poursuite plus sérieuse de son travail. La guerre, cependant, a mis ses plans en attente. Goddard a approché à la fois l’armée et la marine avec des propositions d’utilisation de roquettes à diverses fins, mais seule l’armée a répondu. Parrainé par le Corps des transmissions de l’armée américaine et travaillant depuis la sécurité de l’observatoire du mont Wilson en Californie, sa proposition consistait en une fusée légère lancée par tube pouvant être utilisée comme arme d’infanterie. Avec le Dr Clarence Hickham, il a démontré l’utilisation de la fusée à Aberdeen Proving Ground, Maryland au début de novembre 1918. Bien que l’armée ait été impressionnée par l’arme potentielle, l’armistice de Compiègne, mettant fin à la guerre, a été signé 5 jours plus tard et le projet a été interrompu. Plus tard, le Dr Hickham, travaillant avec le colonel Leslie Skinner et le lieutenant Edward Uhl, a pris l’invention de Goddard et a ajouté une charge creuse à la fusée, créant le Bazooka.
À la demande pressante du Dr Arthur Webster, du Smithsonian, Goddard a élargi la proposition de 1916 qu’il avait utilisée pour rechercher un financement et a inclus de nouvelles données et notes de recherche. Un travail révolutionnaire, il est considéré comme l’une des études pionnières de la fusée moderne et décrit en profondeur les théories mathématiques de Goddard – telles que les relations entre les propulseurs, la poussée, la masse, la vitesse et l’énergie. Bien que la recherche ait traité en détail des combustibles solides, tels que la poudre sans fumée de nitrocellulose, une percée a été décrite dans l’utilisation de tuyères Laval avec des moteurs de fusée. L’utilisation de ces tuyères – qui convertissent l’énergie de la combustion du gaz en poussée vers l’avant – a augmenté l’efficacité des moteurs fusés de Goddard de 2% à près de 70%.
Il a également utilisé une méthode approximative pour résoudre ses équations différentielles, concluant qu’une fusée avec une vitesse d’échappement effective de 7000 pieds par seconde et un poids initial de 602 livres serait capable d’envoyer une charge utile d’une livre à une hauteur infinie – l’espace. Cette petite partie de la monographie, incluse vers la fin, a attiré l’attention de Goddard lorsqu’il a déclaré que prouver qu’un objet avait effectivement atteint une hauteur infinie serait plutôt difficile à prouver. Il a écrit : «La seule procédure fiable serait d’envoyer la plus petite masse de poudre flash possible sur la surface sombre de la lune lorsqu’elle est en conjonction [c’est-à-dire la nouvelle lune], de telle manière qu’elle serait enflammée lors de l’impact. La lumière serait alors visible dans un puissant télescope. Goddard a même calculé la quantité de poudre nécessaire.
Homme qui évitait la publicité, il n’était pas préparé à ce qui s’est passé lorsque les médias ont découvert son idée d’envoyer une fusée sur la lune. Bien que cette partie du livre ne contienne que 8 lignes de texte, presque au bout de 69 pages, la presse s’en est emparée pour ridiculiser Goddard et son idée. Dans un article de première page sur Goddard, le New York Times n’a pas montré de compréhension de la troisième loi de la physique de Newton – qu’une lecture de la monographie aurait clarifiée – et a écrit,
Une fois que la fusée aura quitté nos airs et commencera réellement son long voyage, son vol ne sera ni accéléré ni maintenu par l’explosion des charges qu’elle aurait alors laissées. Prétendre que ce serait le cas, c’est nier une loi fondamentale de la dynamique, et seuls le Dr Einstein et ses douze élus, si peu nombreux et aptes, sont autorisés à le faire. … Bien sûr, [Goddard] ne semble manquer que des connaissances dispensées quotidiennement dans les lycées.
Une semaine plus tard, Goddard a publié une déclaration à l’Associated Press, « Trop d’attention a été concentrée sur l’expérience de poudre flash proposée, et trop peu sur l’exploration de l’atmosphère. Quelles que soient les possibilités intéressantes de la méthode qui a été proposée, autres que le but pour lequel elle était destinée, aucune d’entre elles ne pourrait être entreprise sans d’abord explorer l’atmosphère. Il a en outre répondu dans un article de Popular Science en 1924, dans lequel il expliquait la physique et donnait les détails des expériences qu’il avait menées à l’aide d’un vide – prouvant que le vol de fusée dans l’espace était certainement possibl
Un financement supplémentaire du Smithsonian en 1920, ainsi qu’un poste au Bureau of Ordnance de l’US Navy – Indian Head Powder Factory dans le Maryland, ont aidé Goddard à financer d’autres recherches et en 1926, il était prêt pour la plus importante de ses expériences pionnières. Bien qu’il ait commencé à expérimenter des fusées à carburant liquide en 1921, ses difficultés persistantes à développer une pompe à haute pression l’ont amené à essayer un système d’alimentation en carburant sous pression – un système encore utilisé aujourd’hui. Son premier test statique eut lieu en décembre 1925 et son succès démontra à Goddard que l’idée pouvait fonctionner. Des tests supplémentaires ont eu lieu au début de 1926 et en mars, il était prêt pour le premier vol d’une fusée à carburant liquide.
Dans le carré de choux de la ferme de tante Effie, à Auburn, Massachusetts, Goddard s’est réuni avec son chef d’équipe Henry Sachs, Esther Goddard et Percy Roope, professeur adjoint de physique à l’Université Clark. La fusée, surnommée « Nell », s’est élevée du cadre de lancement à 2h30 de l’après-midi et a atteint une altitude de 41 pieds, atterrissant à 184 pieds. Le lancement a prouvé que les carburants liquides et les oxydants pouvaient être utilisés comme propulseurs de fusée. L’expérience a également montré que les ailerons n’étaient pas suffisants pour la stabilisation, et Goddard a ensuite ajouté des aubes mobiles dans l’échappement de la fusée, contrôlées par un gyroscope embarqué – un système utilisé par les Allemands dans leur programme de fusée V-2 dans les années suivantes.
Cet été-là, Goddard a déménagé au Nouveau-Mexique et a poursuivi ses recherches dans un laboratoire spécialement construit et équipé à Mescalero Ranch, à 12 miles au nord-ouest de Roswell. Ici, il a effectué des tests sur une variété de fusées « de série ». Par exemple, les fusées « A Series » ont testé des systèmes de guidage et de contrôle et de gyroscope, tandis que ses fusées « P Series » ont testé de nouvelles conceptions pour les pompes à propergol.
Fusée Goddard
En 1918, Robert Goddard a fait la démonstration d’une fusée à propergol solide lancée par tube, utilisant un pupitre comme plate-forme de lancement. Goddard a commencé à travailler pour l’armée en 1917 pour concevoir des fusées pour aider à l’effort de guerre. En septembre 1918, Goddard avait présenté plusieurs options à l’Army Signal Corps. La version la plus simple pourrait être tirée depuis des tranchées ; le plus grand pouvait transporter une charge utile de 8 livres sur une distance d’environ un mile. Beaucoup de ces fusées ont été démontrées avec succès à l’Aberdeen Proving Ground, Maryland le 7 novembre 1918. Goddard a présenté des fusées à combustible solide de 5, 7,5 et 50 livres capables d’être lancées à partir d’un 5,5 pieds de long par 2 pouces ou 3 pouces tube large. Un développement ultérieur a conduit au bazooka de la Seconde Guerre mondiale, un petit lance-roquettes portatif.
À propos de Robert H. Goddard, ingénieur et physicien américain et le pionnier des fusées
Mieux connu comme le père fondateur de la fusée moderne et a construit la première fusée à carburant liquide au monde qui a été lancée avec succès en 1926.
Événements historiques
1914-07-14 L’ingénieur américain Robert Goddard obtient le premier brevet pour la conception de fusées à carburant liquide
1918-11-07 Robert Goddard fait la démonstration de fusées à propergol solide lancées par tube
1926-03-16 Robert H. Goddard lance la première fusée à carburant liquide, parcourt 184′ (56 mètres)
1926-04-03 Deuxième vol d’une fusée à carburant liquide par Robert Goddard
1931-06-09 Première conception d’avion propulsé par fusée brevetée par Robert Goddard
1935-03-28 Robert Goddard utilise des gyroscopes pour contrôler une fusée
Les pionniers de la fusée
C’est bien sûr le XXe siècle qui a vu une explosion dans le domaine des fusées. À la fin du XIXe siècle, les trois hommes considérés comme les principaux pionniers de la fusée moderne étaient nés et avaient commencé leurs études. Il s’agissait du Russe Konstantin Eduardovitch Tsiolkovsky, de l’Américain Robert Hutchings Goddard et de l’Allemand Hermann Oberth.
Robert Hutchings Goddard 
Robert Hutchings Goddard est né le 5 octobre 1882 à Worcester, Massachusetts. Au début de sa vie, Goddard s’est inspiré d’œuvres de science-fiction, principalement « La guerre des mondes » d’HG Wells et « De la terre à la lune » de Jules Verne. En 1902, alors qu’il était étudiant à la South High School de Worcester, Goddard soumit un article intitulé « The Navigation Of Space » à « Popular Science News ». L’article spéculait sur la possibilité de fusées et de voyages spatiaux. Une deuxième soumission au magazine comprenait des spéculations sur des engins spatiaux à plusieurs étages dans le même sens que ceux envisagés par Tsiolkovsky. Complètement indépendant de Tsiolkovsky, Goddard s’est rendu compte que le principe de réaction fournirait une base pour les voyages dans l’espace. 
Au cours de ses études à l’Université Clark en 1909, Goddard a commencé à faire des calculs détaillés concernant les moteurs de fusée à carburant liquide. Encore une fois indépendant de Tsiolkovsky, lui aussi a théorisé qu’une combinaison d’hydrogène liquide et d’oxygène liquide ferait un propulseur idéal. Ces théories ont été affinées par Goddard au cours d’une année de recherche et d’enseignement à l’Université de Princeton entre 1912 et 1913. Contrairement à beaucoup de ses contemporains, Goddard a conservé des dossiers détaillés sur ses recherches, dont la plupart survivent aujourd’hui. 
Considéré comme un patriote convaincu jusqu’à sa mort, Goddard est allé travailler pour l’armée en 1917 dans le but de concevoir des fusées qui contribueraient à l’effort de guerre. Les travaux ont été menés en Californie et ont abouti au développement d’un petit lance-roquettes portatif semblable à ce que l’on a appelé plus tard le bazooka. En septembre 1918, Goddard avait présenté à l’Army Signal Corps plusieurs options de roquettes et de lanceurs, dont la plus simple pouvait être tirée depuis des tranchées. La plus grande version pouvait transporter une charge utile de huit livres sur une distance d’environ un mile. Beaucoup de ces fusées ont été démontrées avec succès à l’Aberdeen Proving Ground, Maryland, le 7 novembre 1918. 
Goddard a présenté des fusées à combustible solide de 5, 7,5 et 50 livres capables d’être lancées à partir d’un 5,5 pieds de long par 2 pouces ou 3- tube de pouce de large. Bien que les fusées aient été disponibles pour une production immédiate, l’armée n’en a jamais commandé depuis la fin de la Première Guerre mondiale quelques jours seulement après que Goddard a pu les démontrer avec succès. Goddard est retourné à l’Université Clark à la fin de la guerre. En 1919, Goddard a publié un ouvrage intitulé « A Method Of Reaching Extreme Altitudes », qui contenait une compilation détaillée de la plupart des recherches qu’il avait effectuées à ce jour. Il comprenait également des spéculations sur les possibilités de vols spatiaux.
Ceci est encore considéré comme son travail le plus savant, mais il était à l’époque à peine compris et largement ignoré par la communauté scientifique. Les membres des médias populaires ont ridiculisé le travail et ont surnommé Goddard « l’homme de la Lune » en raison de ses spéculations sur les voyages vers la Lune. Ces critiques ont eu un impact profond sur Goddard, qui s’est engagé à poursuivre l’essentiel de ses recherches sur les fusées à haute altitude dans un environnement isolé pour éviter toute publicité négative. Il a cependant accepté des invitations à poursuivre des recherches sur les fusées pour l’armée. 
De 1920 à 1923, Goddard a travaillé pour l’US Navy Bureau of Ordnance Indian Head Powder Factory dans le Maryland où il a aidé au développement et aux tests de charges de profondeur propulsées par fusée et de roquettes perforantes. Au cours de cette période, Goddard a conclu qu’une combinaison d’oxygène liquide et d’essence était les seuls carburants pratiques pouvant être utilisés dans ses recherches continues sur le développement de moteurs de fusée à carburant liquide. Après avoir terminé son travail pour la marine, Goddard est retourné à Worcester, où il a commencé à se concentrer exclusivement sur le raffinement des carburants solides et liquides pour les fusées. Il a également commencé la conception et les tests de systèmes de stabilisation et de guidage de fusées. 
En 1924, Goddard avait développé et testé une pompe à oxygène liquide et un moteur qui fonctionnaient. L’unité, cependant, était trop petite pour être utilisée sur une fusée en état de marche. Mais, avec une conception de travail, il a commencé à planifier des recherches plus élaborées. Goddard a testé avec succès un moteur à oxygène liquide alimenté sous pression à l’intérieur du laboratoire de physique de l’Université Clark le 6 décembre 1925. Le moteur était attaché à une petite fusée d’essai logée à l’intérieur d’un support fixe. Le moteur a été tiré pendant environ 24 secondes et a soulevé la fusée pendant environ 12 secondes dans son support. Une fois les tests de laboratoire supplémentaires terminés, Goddard a commencé les tests en extérieur avec une fusée prête à voler. Les travaux ont été menés dans une ferme d’Auburn, dans le Massachusetts, appartenant à sa tante Effie. Les essais statiques du moteur sur banc fixe débutèrent le 8 mars 1926. Le 16 mars 1926, Goddard a lancé une fusée de 10 pieds de long à partir d’un cadre de 7 pieds de long. La fusée a atteint une altitude maximale de 41 pieds à une vitesse moyenne de 60 mph. La fusée est restée en l’air pendant 2,5 secondes et a parcouru une distance de 184 pieds.
Bien que ce vol ne soit même pas près d’égaler les performances des fusées propulsées à la poudre à canon des années passées, il reste l’un des événements les plus importants de l’histoire des fusées. Propulsée par une combinaison d’oxygène liquide et d’essence, la fusée lancée par Goddard le 16 mars 1926 a été la première à être lancée à l’aide de carburant liquide. Le deuxième vol d’une fusée à carburant liquide a eu lieu le 3 avril 1926. Goddard a lancé une fusée similaire à la première dans un vol qui a couvert une distance de 50 pieds en 4,2 secondes. Suite à ce vol, Goddard s’est rendu compte que sa fusée était trop petite pour être raffinée. Il a décidé de développer des fusées plus grandes pour d’autres tests. Des travaux ont également commencé sur le développement d’une tour de lancement plus élaborée. 
Les nouvelles fusées incorporaient une technologie innovante comme les régulateurs de débit, l’injection multiple de liquide, la mesure de la pression et de la force de levage et un allumeur électrique pour remplacer un allumeur à poudre utilisé auparavant. Une plaque tournante a également été conçue pour produire une stabilisation de la rotation. Le 18 janvier 1927, une nouvelle fusée plus grande a été placée sur un banc d’essai. Bien qu’elle ait le potentiel de transporter 20 fois plus de carburant que ses prédécesseurs, cette fusée n’a été utilisée que pour des essais statiques. Les essais en vol suivants ont utilisé des fusées qui avaient environ quatre fois la capacité de carburant des deux premières. La construction des nouvelles fusées prêtes à voler a commencé le 3 septembre 1927. Celles-ci comportaient des pièces interchangeables et un système d’injection de carburant amélioré. Les quatre premières tentatives de lancement de ces roquettes ont échoué lorsque les roquettes se sont renversées après avoir été enflammées et ont attrapé la tour.
Cependant, le troisième lancement d’une fusée à carburant liquide a eu lieu le 26 décembre 1928. La fusée a volé sur une distance de 204,5 pieds à une vitesse maximale d’environ 60 mph Ce lancement a été suivi d’une série de tests pour développer des mécanismes pour améliorer la chambre de combustion refroidissement et stabilité en vol. Le quatrième lancement d’une fusée à carburant liquide a eu lieu le 17 juillet 1929. Considéré comme beaucoup plus élaboré que les trois premiers, Goddard a équipé la fusée d’un baromètre, d’un thermomètre et d’une caméra pour enregistrer leurs lectures pendant le vol. 
La fusée a atteint une altitude maximale de 90 pieds en un vol de 18,5 secondes couvrant une distance de 171 pieds. La charge utile scientifique a été récupérée en toute sécurité par parachute. Cependant, le lancement était si bruyant et brillant qu’il a attiré beaucoup d’attention du public. De nombreux témoins oculaires pensaient qu’un avion s’était écrasé dans la région. Les pompiers locaux ont rapidement forcé Goddard à interrompre ses opérations de lancement sur le site d’Auburn. Le héros de l’aviation Charles A. Lindbergh a rendu sa première visite à Goddard le 23 novembre 1929. Lindbergh était devenu fasciné par les récits du travail de Goddard qu’il avait lus et croyait fermement que les fusées avaient un potentiel vaste et significatif. Lindbergh a organisé un soutien financier pour Goddard, qui comprenait une subvention de 50 000 $ du Fonds Daniel Guggenheim pour la promotion de l’aéronautique, versée à l’Université Clark pour financer les activités de recherche de Goddard. En outre, une subvention plus modeste de la Carnegie Institution a été reçue pour la construction d’installations d’essai. 
En décembre 1929, Goddard a établi une installation d’essai de fusées à Camp Devens, un champ de tir d’artillerie situé à environ 25 milles de Worcester. Au total, 16 tirs d’essai de moteurs statiques y ont été effectués, mais aucun lancement de fusée réel. Goddard a ensuite fait un grand pas après avoir décidé de se lancer dans son premier effort à plein temps pour construire et tester des fusées. Il s’installe au Mescalero Ranch près de Roswell, au Nouveau-Mexique en juillet 1930. Le déménagement est initialement financé par la subvention Guggenheim. Les essais statiques du moteur menés à Roswell ont donné une poussée maximale de 289 livres pendant environ 20 secondes, avec une vitesse d’échappement d’environ 5 000 pieds par seconde. Ces tests ont ouvert la voie à un certain nombre de lancements de tests.
Le premier lancement de Roswell a eu lieu le 30 décembre 1930 à l’aide d’une fusée de 11 pieds de long sur 12 pouces de large et pesant 33,5 livres à vide. Le test a été impressionnant car la fusée a atteint une altitude maximale de 2 000 pieds et une vitesse maximale de 500 mph. La fusée a utilisé un nouveau réservoir de pression de gaz pour forcer l’oxygène liquide et l’essence dans la chambre de combustion. Cela a été suivi par quatre autres vols de fusée réussis depuis Roswell. Le 29 septembre 1931, une fusée avec un boîtier profilé et un allumeur télécommandé a atteint une altitude maximale de 180 pieds en un vol de 9,6 secondes. Cette fusée mesurait 9 pieds 11 pouces de long sur 12 pouces de large. Une fusée à chambre de combustion simplifiée fut lancée le 13 octobre 1931. Elle mesurait 7,75 pieds de long sur 12 pouces de large, atteignait une altitude maximale de 1 700 pieds et fut récupérée avec succès par parachute.
Le 27 octobre 1931, une fusée utilisant un nouveau robinet d’arrêt d’essence atteignit une altitude maximale de 1 330 pieds et parcourut une distance de 930 pieds en un vol de 8,3 secondes. La finale de cette première série de lancements de fusées depuis Roswell a eu lieu le 19 avril 1932. C’était de loin la fusée la plus sophistiquée lancée par Goddard à ce jour. L’oxygène liquide et l’essence ont été introduits dans la chambre de combustion par de l’azote liquide sous pression, et la fusée a été stabilisée en vol par des aubes de direction contrôlées par gyroscope. Cette fusée mesurait 10 pieds 9,5 pouces de long sur 12 pouces de large. Bien qu’elle ait testé avec succès des éléments technologiques innovants, la fusée n’a atteint qu’une altitude maximale de 135 pieds et a volé pendant cinq secondes. La subvention Guggenheim a été annulée de manière inattendue en juin 1932 en raison des effets de la Grande Dépression. Cela a forcé Goddard à retourner à l’Université Clark en septembre 1932. Une subvention de la Smithsonian Institution a permis à Goddard de continuer les tests en laboratoire, mais pas les tests en vol, alors qu’il était à nouveau professeur à l’Université Clark. En septembre 1933, Goddard obtint un financement supplémentaire de la nouvelle Fondation Daniel et Florence Guggenheim. Cela a soutenu des recherches plus détaillées sur les isolateurs, les techniques de soudage pour les métaux plus légers, les équilibreurs de gyroscope, les pompes à carburant alternatives et centrifuges, les pompes à jet et les chambres de combustion améliorées. La nouvelle source de financement permit également la poursuite des essais de fusées à Roswell, qui reprirent en septembre 1934. Une série d’essais appelés « A-Series » fut menée de septembre 1934 à octobre 1935.
Les tests de la «série A» ont utilisé des fusées dont la taille varie de 13,5 pieds à 15 pieds, 3,25 pouces de long et pesant entre 58 et 85 livres à vide. Les fusées utilisaient des chambres de combustion alimentées en pression et étaient dirigées par des aubes de soufflage à commande gyroscopique. Lors des essais « A-Series », un essai moteur statique et 14 tentatives de lancement ont été effectués. Au cours des 14 tentatives de lancement, sept roquettes ont effectivement quitté la tour. Voici quelques résultats de ces sept lancements :
16 février 1935 – Rocket a été lancée sans guidage automatique ; la fusée s’est écrasée rapidement ; l’accident a été amorti par le déploiement d’un parachute.
8 mars 1935 – Un égaliseur a été installé pour empêcher la pression d’oxygène liquide de dépasser la pression d’essence ; un stabilisateur de pendule a été utilisé ; le moteur a démarré pendant 12 secondes ; inclinaison horizontale non planifiée diminution de l’altitude ; vitesse maximale 700 mph; récupéré via un parachute de 10 pieds à 9 000 pieds de la tour de lancement. 28 mars 1935 – Rocket a utilisé un stabilisateur gyroscopique amélioré ; atteint une altitude maximale de 4 800 pieds ; a volé une distance de 13 000 pieds ; corrigé plusieurs fois sa trajectoire de vol ; atteint une vitesse moyenne de 550 mph ; le vol a duré 20 secondes.
31 mai 1935 – Rocket a utilisé un nouvel indicateur de portance ; atteint une altitude maximale de 7 500 pieds ; a volé sur une distance de 5 500 pieds ; a créé un trou de 10 pouces lors de l’impact.
25 juin 1935 – Rocket a utilisé un nouveau dispositif de chronométrage pour le déploiement du parachute ; employé un nouveau stabilisateur gyroscopique amorti ; le vol a été écourté par des vents violents ; volé pendant 10 secondes ; atteint une altitude maximale de 120 pieds.
12 juillet 1935 – Rocket a utilisé des aubes de direction plus solides et plus épaisses ; moteur allumé pendant 14 secondes ; atteint une altitude maximale de 6 600 pieds; correction de trajectoire de vol notée à une altitude de 3 000 pieds ; la fusée s’est écrasée lorsque le parachute a été déchiré.
29 octobre 1935 – Rocket a utilisé de nouveaux orifices d’essence; moteur allumé pendant 12 secondes ; atteint une altitude maximale de 4 000 pieds ; une « vague d’eau » a été notée dans le sable lorsque la fusée s’est écrasée.
Les tests de la «série A» ont été suivis des tests de la «série K», qui ont été menés de novembre 1935 à février 1936. Les tests de la «série K» consistaient en dix tests de moteur statiques uniquement, et aucune fusée n’a été réellement lancée. . L’objectif des tests de la «série K» était d’affiner un moteur amélioré de 10 pouces de diamètre. La fusée utilisée pour les tests « K-Series » pesait 225 livres à vide et pouvait transporter 31 livres d’oxygène liquide et 24 livres d’essence. Au cours de cette série, une poussée maximale de 623,5 livres et une vitesse d’échappement maximale de 4 470 pieds par seconde ont été atteintes. Les lancements de fusées ont repris pendant les tests de la « Série L », qui ont été menés de mai 1936 à août 1938. Les tests de la « Série L » ont été divisés en expériences « Section A », « Section B » et « Section C ».
Les tests de la « Section A » de la « Série L » ont été menés de mai 1936 à novembre 1936. Les fusées utilisaient les moteurs améliorés qui ont été testés statiquement pendant la « Série K ». Les roquettes variaient en taille de 10 pieds 11 pouces de long à 13 pieds 6,5 pouces de long sur 18 pouces de large. Chacun pesait de 120 à 202 livres vide à 295 à 360 livres plein. Au cours des tests de la « Section A » de la « Série L », un total de quatre tests de moteurs statiques et trois lancements de fusées ont été effectués. Les trois fusées ont quitté la tour, et certains des résultats de ces trois lancements sont les suivants :
31 juillet 1936 – Rocket a atteint une altitude maximale de 280 pieds ; le vol a duré cinq secondes ; atteint une distance de 300 pieds.
3 octobre 1936 – Rocket a atteint une altitude maximale de 200 pieds ; le vol a duré cinq secondes ; la chambre de combustion a été complètement brûlée.
7 novembre 1936 – Rocket a utilisé une nouvelle chambre de combustion composée de quatre chambres groupées de 5,75 pouces de large chacune ; fusée a atteint une altitude maximale de 200 pieds et est tombée près de la tour. Les tests de la «Section B» de la «Série L» ont été menés de mai 1936 à mai 1937. Les fusées utilisaient une chambre de combustion composée de quatre chambres groupées de 5,75 pouces de large chacune, un nouveau déclencheur de parachute à capuchon inclinable, divers exposés des aubes mobiles, des aubes rétractables et des parachutes améliorés avec de lourdes suspentes.
Les fusées utilisées mesuraient soit 16 pieds, 7,63 pouces de long sur neuf pouces de large, soit 17,75 pieds de long sur neuf pouces de large. Au cours des tests de la « Section B » de la « Série L », un total de deux tests de moteurs statiques et six lancements de fusées ont été effectués, les six fusées quittant la tour. Voici quelques résultats de ces six lancements :
18 décembre 1936 – Rocket a utilisé un réservoir de stockage sous pression ; atteint une portée de 2 000 pieds ; atterri horizontalement ; le bruit du moteur a été entendu jusqu’à huit milles de distance. 1er février 1937 – Le moteur a été tiré pendant 20,5 secondes ; la fusée a atteint une altitude maximale de 1 870 pieds ; le sol derrière le déflecteur de flamme est devenu vert après avoir été vitré par l’échappement.
27 février 1937 – Un nouveau système de largage de parachute est contrôlé par gyroscope ; la fusée a atteint une altitude maximale de 1 500 pieds et une portée de 3 000 pieds ; le vol a duré 20 secondes. 26 mars 1937 – Rocket a utilisé de plus grandes aubes mobiles ; atteint une altitude maximale comprise entre 8 000 et 9 000 pieds; a réussi à corriger sa trajectoire pendant le vol ; le vol a duré 22,3 secondes.
22 avril 1937 – Rocket a utilisé de plus grandes aubes mobiles et un parachute renforcé ; l’altitude n’a pas pu être mesurée car la fusée a volé presque droit vers le haut ; le vol a duré 21,5 secondes ; fusée a été récupérée à un mile de la tour. 19 mai 1937 – Rocket a utilisé des aubes d’air profilées et rétractables et un réservoir de stockage de pression enroulé pour gagner du poids ; atteint une altitude maximale de 3 250 pieds; la stabilisation aurait été grandement améliorée; le vol a duré 29,5 secondes.
Les tests de la «Section C» de la «Série L» ont été menés de juillet 1937 à août 1938. Les fusées utilisées lors des tests de la «Section C» utilisaient une construction de char léger, une direction à cordier mobile (ou à cardan), un lancement assisté par catapulte et amélioration de la pressurisation de l’azote liquide. Les roquettes variaient en taille de 17 pieds 4,25 pouces de long à 18 pieds 5,75 pouces de long sur 9 pouces de large. Les fusées pesaient de 80 à 109 livres vides et un minimum de 170 livres pleines. Les poussées statiques du moteur variaient de 228 à 477 livres avec des vitesses d’échappement allant de 3 960 à 5 340 pieds par seconde. Des températures d’échappement extrêmement chaudes ont été observées lors des tests de la « Section C ». Dans certains cas, des cailloux dans le ciment utilisé pour construire des déflecteurs d’échappement ont fusionné et se sont séparés pendant le vol, provoquant des incendies jusqu’à 50 pieds de la tour de lancement. Au cours des tests de la «Section C» de la «Série L», un total de sept tests de moteurs statiques et huit lancements de fusées ont été effectués, au cours desquels les huit fusées ont quitté la tour. Voici quelques résultats de ces huit lancements :
28 juillet 1937 – Rocket utilisait une direction à cordier mobile, des réservoirs de stockage sous pression bobinés et transportait un barographe; atteint une altitude maximale de 2 055 pieds ; le parachute ne s’est ouvert que lorsque la fusée s’est approchée du sol; le vol a duré 28 secondes; fusée a été récupérée à 1 000 pieds de la tour.
26 août 1937 – Le lancement assisté par catapulte a été utilisé ; atteint une altitude maximale de 2 000 pieds ; fusée a corrigé sa trajectoire de vol sept fois pendant le vol.
24 novembre 1937 – Rocket s’est penché après avoir quitté la tour et s’est écrasé à environ 100 pieds. 6 mars 1938 – Rocket a atteint une altitude maximale de 500 pieds avant que le moteur ne s’arrête prématurément, provoquant une roue libre incontrôlée.
17 mars 1938 – Rocket atteint une altitude maximale de 2 170 pieds ; le vol a duré 15 secondes; fusée a été récupérée à 3 000 pieds de la tour. 20 avril 1938 – Rocket emportait un barographe ; le moteur a été tiré pendant 25,3 secondes ; atteint une altitude maximale de 4 215 pieds ; la fusée a été récupérée à 6 960 pieds de la tour. 26 mai 1938 – Rocket a viré après avoir quitté la tour ; atteint une altitude maximale de 140 pieds ; fusée a été récupérée à 600 pieds de la tour.
9 août 1938 – L’altitude maximale de 4 920 pieds a été estimée par télescope ; le barographe de bord a enregistré une altitude maximale de 3 294 pieds ; trajectoire de vol bien corrigée pendant le vol ; parachute ouvert en haut de la trajectoire.
À la fin des tests de la «série L», Goddard a lancé une étude ciblée sur le développement de pompes à carburant améliorées. Il croyait que les pompes à carburant appropriées étaient essentielles si les fusées devaient atteindre des performances efficaces et durables à haute altitude. D’octobre 1938 à novembre 1938, Goddard a fait une étude approfondie de cinq petites pompes à carburant centrifuges à grande vitesse. De janvier 1939 à février 1939, il a effectué des essais de banc d’essai sur deux de ces pompes, appelées A et D.
Ces tests ont indiqué qu’une petite chambre ou un générateur de gaz produisant de l’oxygène chaud devrait être utilisé pour faire fonctionner les turbines des pompes à carburant. De mars 1939 à août 1939, d’autres tests de moteur statiques ont été effectués pour tester un nouveau générateur de gaz utilisant des turbines de pompe d’entraînement.
De novembre 1939 à octobre 1941, Goddard a mené sa dernière et la plus sophistiquée série d’essais de fusées à Roswell. Cette série de tests n’était pas identifiée par une lettre ou un chiffre comme les tests précédents l’avaient été. Les fusées utilisées au cours de cette série de tests incorporaient des moteurs, des pompes et des turbines qui avaient été préalablement raffinés. Les fusées mesuraient tous environ 22 pieds de long sur 18 pouces de large et pesaient de 190 à 240 livres à vide. Chacun pouvait transporter 140 livres d’oxygène liquide et 112 livres d’essence. Au cours de cette série de tests, un total de 15 tests de moteurs statiques et neuf lancements de fusées ont été effectués. Parmi les roquettes lancées, seules deux ont quitté la tour. La poussée maximale atteinte lors des essais statiques du moteur était de 985 livres, ce qui a été atteint le 6 janvier 1941. Certains des résultats des deux lancements réussis sont les suivants :
9 août 1940 – Rocket a utilisé des pompes à carburant améliorées ; atteint une altitude maximale de 300 pieds à une vitesse de seulement 10 à 15 mph
8 mai 1941 – Rocket a utilisé des pompes à carburant améliorées; atteint une altitude maximale de 250 pieds avant de dévier de sa route.
Robert Hutchings Goddard a effectué son dernier lancement de fusée le 8 mai 1941. Alors que la guerre se profilait à l’horizon, il a de nouveau offert son expertise à l’armée américaine. Dans les années qui approchaient de la Seconde Guerre mondiale, Goddard avait accepté de permettre aux responsables militaires de revoir ses recherches. Le 28 mai 1940, Goddard et Harry F. Guggenheim avaient rencontré un comité mixte de responsables de l’armée et de la marine à Washington, DC Un rapport complet a été remis à ces responsables par Goddard, qui décrivait ses progrès dans les fusées à combustible solide et à combustible liquide. L’armée a complètement rejeté la perspective de roquettes à longue portée. La marine a exprimé un intérêt mineur pour les fusées à carburant liquide. Goddard a qualifié plus tard ces réponses de négatives. Aucune branche de service n’était intéressée par un avion-fusée innovant qui avait été breveté par Goddard le 9 juin 1931. Le manque d’intérêt militaire pour les fusées avait confondu Goddard pendant des années, car il comprenait que seul le gouvernement disposait de ressources suffisantes pour financer des recherches appropriées. . À l’aube de la Seconde Guerre mondiale, Goddard s’est rendu compte qu’il manquait de temps dans ses efforts pour réaliser des progrès significatifs dans le domaine des fusées. Goddard avait cependant suscité un certain intérêt de la part du brigadier général George H. Brett de la division du matériel de l’Air Corps, avec qui Guggenheim et lui s’étaient rencontrés le 27 juillet 1940.
Lors de la réunion, une proposition avait été faite pour appliquer les progrès que Goddard avait faits dans les fusées à carburant liquide au problème de fournir un décollage assisté pour les bombardiers lourds et autres avions. Bien que l’armée soit intéressée, elle a refusé le financement jusqu’à ce que Goddard puisse produire son propre modèle de travail d’une fusée d’assistance au décollage. Cependant, les attitudes militaires ont changé lorsqu’il est devenu clair que l’entrée des États-Unis dans la guerre n’était pas une question de si, mais de quand. Le concept de décollage assisté par fusée est devenu connu sous le nom de « Jet-Assisted-Take-Off », ou « JATO ». En septembre 1941, une équipe dirigée par Goddard a commencé à travailler dans le cadre d’un contrat avec le Navy Bureau of Aeronautics et l’Army Air Corps. En juillet 1942, Goddard s’installe à la Naval Engineering Experiment Station à Annapolis, Maryland. Il y resta à plein temps jusqu’en juillet 1945. Au cours de cette période, Goddard a supervisé le développement d’une unité de travail JATO à carburant liquide pour hydravions. Il a également pu remplir un objectif de longue date consistant à effectuer un grand nombre de tests de moteurs de fusée à poussée variable, un processus devenu vital dans le développement de JATO. Goddard est décédé à Baltimore, Maryland, le 10 août 1945. Après tout ce qu’il avait réussi à accomplir dans le domaine des fusées, Goddard n’a jamais été témoin des fruits de son travail. Son travail est resté relativement négligé jusqu’à des années plus tard, lorsqu’il a été reconnu que bon nombre de ses principes étaient utilisés dans les fusées modernes.
Ses recherches ont reçu une certaine attention en 1948 lorsque son livre, « Rocket Development: Liquid-Fuel Rocket Research, 1929-1941 » a été publié à titre posthume. Il s’agissait d’un suivi d’un livre précédent de Goddard, « Liquid-Propellant Rocket Development », publié en 1936 et relatant ses recherches de 1919 à 1935. En 1959, Goddard a été honoré par le Congrès des États-Unis et a reçu à titre posthume le premier Louis W. Hill Space Transportation Award de l’Institut des sciences aéronautiques, aujourd’hui disparu. Le 1er mai 1959, la NASA a nommé le Goddard Space Flight Center à Greenbelt, Maryland après Goddard. En 1960, Goddard a reçu à titre posthume la médaille Langley de la Smithsonian Institution. Un autre grand hommage a été rendu à Goddard littéralement en 1960 lorsque le gouvernement des États-Unis a accepté de verser à sa veuve, Esther C. Goddard et à la Fondation Guggenheim un règlement d’un million de dollars. Il avait été déterminé que plus de 200 brevets accordés à Goddard et détenus par ses héritiers avaient été appliqués aux programmes de missiles et de fusées des États-Unis.
https://www.spaceline.org/history-cape-canaveral/history-of-rocketry/history-rocketry-chapter-3/
https://wsmrmuseum.com/2020/08/09/a-brief-history-of-rocketry-early-rockets-to-goddard/6/
https://www.nasa.gov/centers/goddard/about/history/dr_goddard.html