आ.१. रॉकेटांची ऐतिहासिक उदाहरणे : (अ) काठी मार्गदर्शित लष्करी व शोभेच्या दारूकामात वापरण्यात येणारे नेहमीचे रॉकेट काही प्रारंभिक अभिकल्प संकल्पना (आ) टप्प्यांचे रॉकेट (इ) गुच्छित रॉकेट : (इ१) आतील एकत्र बांधलेला रॉकेटांचा गुच्छ (इ२) बाहेरील नलिकाकार आवरणासह रॉकेट गुच्छ (ई) पंखयुक्त रॉकट.रॉकेट : ही संज्ञा एक प्रकारची गती देणारी म्हणजे प्रचालन प्रणाली किंवा अशा प्रचालक एंजिनाने चालविले जाणारे संपूर्ण वाहन (यान) या अर्थाने वापरण्यात येते. रॉकेट प्रचालनाचे मूलभूत तत्त्व फुगविलेल्या रबरी फुग्याच्या साह्याने दाखविता येते. जेव्हा फुग्याच्या उघड्या गळ्यातून वायू बाहेर पडतो तेव्हा त्याच्या आतील भागात असमतोल दाबाची परिस्थिती निर्माण होते व त्यामुळे फुगा उलट दिशेने गतिमान होतो. येथे न्यूटन यांच्या तिसऱ्यागती नियमाचे म्हणजे प्रत्येक क्रिया प्रेरणेबरोबरच समान व विरुद्ध दिशेतील प्रतिक्रिया प्रेरणा अस्तित्वात असते या नियमाचे पालन व विरुद्ध दिशेतील प्रतिक्रिया प्रेरणा अस्तित्वात असते लया नियमाचे पालन होते. रॉकेट एंजिनाच्याज्वलनकक्षात रासायनिक द्रव्य (प्रचालक द्रव्य याचा उल्लेख पुढे केवळ ‘प्रचालक’ असाच केलेला आहे) जाळण्यात येऊन तयार झालेले वायुरेणू रॉकेटाच्या प्रोथातून (तोटीतून) जोराने बाहेर पडतात आणि यामुळे रॉकेटाला उलट दिशेने गती मिळते. रॉकेट यान हे रॉकेट प्रतिक्रियेने प्रचलित होते व त्यात अशा प्रचलनाला आवश्यक असणारे सर्व घटक अंतर्भूत असतात. याखेरीज त्यात स्फोटक द्रव्ये, वैज्ञानिक उपकरणे वा अंतराळवीर यांसारख्या अभिभाराचा (वाहून न्यावयाच्या उपयुक्त भाराचा) समावेश असतो. रॉकेट यानात मार्गदर्शक व नियंत्रक उपकरणांचाही अंतर्भाव असतो. ⇨झोत (जेट) प्रचालन व रॉकेट प्रचालन यांचे तत्त्व एकच असले, तरी त्यांच्यातील मुख्य फरक म्हणजे रॉकेट संपूर्णपणे स्वयंसिद्ध असून बाह्य वातावरणावर अवलंबून नसते. यामुळेच जवळजवळ निर्वात असलेल्या अवकाशात संचार करण्यास रॉकेट हेच एक साधन सध्या उपलब्ध आहे. याशिवाय पृथ्वीच्या गुरुत्वाकर्षण प्रेरणेपासून मुक्त होण्यासाठी लागणारा उच्च वेग फक्त रॉकेटाच्या साह्याने मिळू शकतो. म्हणूनच रॉकेट प्रचालन हे अवकाश संशोधनात अपरिहार्य ठरले आहे आणि या क्षेत्रात विसाव्या शतकाच्या उत्तरार्धात जलद प्रगती होण्यास हीच गोष्ट कारणीभूत ठरली आहे.

इतिहास : अवकाश उड्डाणाशी निकटचा संबंध असल्याने जरी रॉकेटला अलीकडच्या काळात जगभर प्रसिद्धी मिळालेली असली, तरी लष्करी कामासाठी, संदेशानासाठी व शोभेच्या दारूकामात रॉकेटांचा उपयोग कित्येक शतके होत आलेला आहे. रॉकेटाची मूळ कल्पना इ. स. पू. ३००० च्या सुमारास चीनमध्ये उदयास आली व त्याचा प्रारंभीचा विकास तेथेच झाला, असे मानण्यात येते. १२३२ साली हूनान प्रांताची राजधानी कायफंग हिला मंगोल लोकांनी वेढा घातला तेव्हा चिनी लोकांनी संरक्षणासाठी ‘उडत्या अग्नीचे बाण’असे वर्णन केलेली आयुधे वापरली, असा पुरावा आढळतो. या प्राथमिक स्वरूपाच्या रॉकेटांसाठी चिनी लोकांनी बंदुकीच्या दारूचा (काळ्या चूर्णाचा) प्रचालक म्हणून उपयोग केला असावा, असा अंदाज आहे. त्यानंतरच्या काळातील लष्करी दस्तऐवजांत आढळलेल्या आरेखामध्ये बाणांना आणि भाल्यांना रॉकेटे बांधलेली दाखविली आहेत. त्याच शतकात १२७५ पर्यंत भारतात, अरबस्तानात व पुढे यूरोपात ही रॉकेटे पोहोचली. या रॉकेटांच्या रचनेसंबंधी फारसा तपशील उपलब्ध नाही. रॉकेटाची नलिकाकार आवरणे बहुधा एकावर एक अनेक घट्ट थर असलेल्या व लाखेचा लेप दिलेला कागदाची बनविलेली असावीत. प्रचालक मूलतः बारीक चूर्णरूप लोणारी कोळसा, सॉल्ट पीटर (पोटॅशियम नायट्रेट) व गंधक यांचे मिश्रण असे. त्यानंतर काळात रॉकेटांच्या उपयोगासंबंधी बर्याटच नवनवीन कल्पना (उदा., जहजांवर सोडण्यासाठी पाणतीर, हवाई छत्रीयुक्त रॉकेटे वगैरे) मांडण्यात आल्या पण त्यांपैकी फारशा प्रत्याक्षात उपयोगामध्ये आल्या नाहीत. त्या काळी योजलेले व ऐतिहासिक दृष्ट्या महत्त्वाचे असलेले टप्प्यांचे, गुच्छित आणि पंखयुक्त (उड्डाणामधील स्थिरीकरणासाठी पंख जोडलेले) हे रॉकेट अभिकल्प (आराखडे) नंतर कित्येक वर्षांनी उपयोगात आले. शोभेच्या दारूकामातील अनुप्रयुक्ती व गरजा यांतून हे अभिकल्प विकसित झाले व पुढे त्यांचा लष्करी कामासाठीही उपयोग करण्यात आला. या संकल्पनांची सर्वांत जुनी नोंद कॉनरॅड हास या रूमानियाच्या तोफखाना अधिकाऱ्यांच्या सोळाव्या शतकातील हस्तलिखितात आढळून येते. १५९० मध्ये शोभेच्या दारूकामाविषयीच्या एका जर्मन तज्ञांनी व पुढे एका पोलिश तोफखाना तज्ञांनी हे अभिकल्प प्रसिद्ध केले परंतु शोभेच्या दारूकामातील उपयोगाखेरीज टप्प्यांच्या, गुच्छित व पंखयुक्त रॉकेटांच्या या संकल्पनांचा इतर कोणताही फारसा व्यावहारिक उपयोग करण्यात आला नाही. १६७० पावेतो लष्करी रॉकेटांचे आकारमान व कार्यमान यांत वाढ होत गेली परंतु नंतरच्या शंभर वर्षांत त्यांचा लष्करी उपयोग तुरळकच केलेला आढळतो.

भारतात अठराव्या शतकात रॉकेटांच्या लष्करी उपयोगास पुन्हा सुरुवात झाली. म्हैसूरचे राजे हैदर अली यांनी नवीन लष्करी रॉकेटे विकसित केली आणि त्यांतील महत्त्वाचा फरक म्हणजे प्रचालक चूर्ण ठेवण्यासाठी त्यात धातवीय दंडगोल वापरले होते. त्याकरिता वापरलेले ठोकलेले मृदू लोखंड ओबडधोबड होते पण त्यापासून बनविलेल्या प्रचालक चूर्ण पात्राची स्फोटन शक्ती पुष्कळच अधिक होती. यामुळे त्यात प्रचालक अधिक प्रमाणात दाबून भरणे व अंतर्गत दाब वाढविणे शक्य होऊन रॉकेटाचा रेटा व पल्ला वाढला. या रॉकेटांना ३ मी. लांबीची बांबूची काठी कातडी वादीने बांधलेली असे. या रॉकेटाचा पल्ला सु.१ ते २·५ किमी. होता. हैदर अलींचे पुत्र टिपू सुलतान यांनी या रॉकेट अस्त्रांचा आणखी विकास करून श्रीरंगपटण येथील १७९२ व १७९९ सालच्या लढायांत त्यांचा ब्रिटिशांविरुद्ध यशस्वीपणे उपयोग केला.


रॉकेटांच्या या यशस्वी व परिणामकारक वापराची वार्ता इंग्लंडमधील विल्यम काँग्रीव्ह यांना समजल्यावर त्यांनी खाजगी रीत्या रॉकेटासंबंधी प्रयोग करण्यास सुरुवात केली. त्यांनी दारूच्या चूर्णाची निरनिराळी सूत्रे वापरून त्याकरिता प्रमाणे निश्चित केली. तसेच रॉकेटांच्या एकूण उत्पादन तंत्रात सुधारणा केल्या. त्यांनी आपल्या घातवीय रॉकेटाच्या मार्गदर्शनासाठी त्यांच्या बाजूला एक लांब काठी घट्ट बसविलेली होती आणि रॉकेटाच्या क्षेपणासाठी घडी करता येणारी A या अक्षराच्या आकाराची चौकटी असलेली शिडी वापरली. ही रॉकेटे २७ किग्रँ. वजनापर्यंतच्या निरनिराळ्या आठ आकारमानांची बनविलेली होती व ती हवेतून भडिमार करण्यासाठी तसेच कित्येकदा जमिनीला समांतर दिशेने सोडूनही वापरण्यात येते. पुढे १८१५ मध्ये त्यांनी या अभिकल्पात सुधारणा करून मार्गदर्शक काठी रॉकेटच्या अक्षरावर बसविली आणि रॉकेटाचा प्रचालत झोत एकच छिद्रातून बाहेर पडण्याऐवजी पाच सम अंतरावरील भोकातून बाहेर पडेल अशी व्यवस्था केली होती. या रॉकेटाचा पल्ला आकारमानानुसार २·४ ते ३·२ किमी. होता आणि वजन ४ ते १९ किग्रँ. होते. काँग्रीव्ह यांनी १८१४ मध्ये आपल्या रॉकेटाच्या वापरासंबंधी तपशील द डिटेल्स आँफ द रॉकेट सिस्टिम  या ग्रंथाद्वारे प्रसिद्ध केला. काँग्रीव्ह रॉकेटाचा उपयोग लवकरच युरोपात होऊ लागला आणि या अभिकल्पावर आधारलेली रॉकेटे फ्रांन्स, डेन्मार्क, स्पेन, इटली, स्वीडन, ऑस्ट्रिया व रशिया या देशांत विकसित करण्यात आली. स्वीडनमध्ये मार्गदर्शक काठीविहरीत, मागे झुकलेले त्रिकोणी पंखयुक्त आणि हाताने धरलेल्या क्षेपकातून उडविण्यात येणारे रॉकेट क्षेपणास्त्र तयार करण्यात आले होते.

आ. २. रॉबर्ट गॉडर्ड व त्यांनी अभिकल्पित करून १९२६ मध्ये क्षेपित केलेले जगातील पहिले द्रव प्रचालक रॉकेट.एकोणिसाव्या शतकाच्या मध्याच्या सुमारास विल्यम हेल या ब्रिटिश अभियंत्यांनी उड्डान-स्थिरीकारक मार्गदर्शक काठीचा भार टाकण्याची एक पद्धती शोधून काढली. यासाठी रॉकेटाचे झोत निष्कात मार्ग (ज्वलनात तयार झालेले वायू बाहेर टाकण्याचे मार्ग) विशिष्ट कोनाचे अभिकल्पित करून त्यांनी रॉकेटाला परिवलन गती देण्यात यश मिळविले, परिवलनाद्वारे स्थिरीकरण केलेली ही रॉकेटे म्हणजे रॉकेटांच्या कार्यमानातील व हाताळणीच्या सुलभतेतील एक महत्त्वाची सुधारणा होती. तथापि सुधारणा झाल्याने ही नविन रॉकेटेसुद्धा त्यांच्याशी स्पर्धा करू शकली नाहीत आणि एकोणिसाव्या शतकाच्या अखेरीस शस्त्र म्हणून रॉकेटांचा वापर जवळजवळ थांबला. मात्र त्या शतकात समुद्रकिनाऱ्याजवळ असतानाही (विशेषतः वादळात) बुडत असलेल्या जहाजातील लोकांना वाचविण्याकरिता दोर फेकण्यासाठी आणि देवमाशांच्या शिकारीसाठी दोर जोडलेल्या हार्पूनमध्ये रॉकेटांचा उपयोग करण्यास सुरुवात झाली. ग्रेट ब्रिटनमध्ये १८७१ ते १९६२ या काळात रॉकेटाच्या साह्याने दोर फेकून सु. १५,००० लोकांचे जीव वाचविण्यात आल्याची नोंद आहे.

रशियन स्फोटक द्रव्यांचे उत्पादक न्यिकली इव्हानव्ह्यिच किबालखिच यांनी १८८१ च्या सुमारास संपीडित (दाब देऊन घनता वाढविलेल्या) प्रचालक चूर्णाच्या बत्त्यांचे लागोपाठ स्फोट करून त्यावर उड्डाण करणाऱ्या रॉकेट विमानाची संकल्पना मांडली. त्यानंतर काही वर्षांनी हेर्मान गान्सविंट या जर्मन संशोधकांनी किबालखिच यांच्या सारख्याच आंतरिक-स्फोटनांवर आधारित असलेल्या पण डायनामाइट भरलेल्या पोलादी काडतुसांचा उपयोग करणाऱ्या प्रचालन प्रणालीची संकल्पना सुचविली. मात्र आपल्या वाहनाला या प्रचलनाद्वारे मुक्तिवेग (पृथ्वीच्या गुरूत्वाकर्षणीय क्षेत्रातून निसटण्यासाठी आवश्यक असणारा वेग) प्राप्त व्हावा अशी त्यांची कल्पना होती. सीरानो द बेर्झराक व अशील इरारूद या फ्रेंच लेखकांनी अनुक्रमे १६५७ मध्ये व १८६५ मध्ये अवकाश उड्डाणासाठी रॉकेट तत्त्वाचा उपयोग करण्यासंबंधी उल्लेख केलेला होता पण प्रत्यक्ष उपयोगापेक्षा या केवळ कल्पनाचहोत्या. यामुळे गान्सविंट यांनीच प्रथम अवकाश उड्डाणाचा रॉकेट प्रचालनाशी संबंध जोडलेला होता, असे दिसते. आय्. व्ही. मेशेर्स्की यांनी १८९७ मध्ये लिहिलेल्या बदलत्या द्रव्यमानाच्या बिंदूच्या गतिकीसंबंधीच्या ग्रंथाद्वारे सैद्धांतिक रॉकेट गतिकीची मूलभूत तत्त्वे मांडली व त्यामुळे या क्षेत्रातील अध्ययनाला मोठी चालना मिळाली. गान्सविंट यांचे समकालीन ⇨ कॉन्स्तानतीन एदुआर्दोव्ह्यिच त्सिओलकोव्हस्की  या रशियन शालेय शिक्षकांनी रॉकेटेच्या साह्याने अवकाश प्रवासाची स्वतंत्रपणे संकल्पना मांडली. तथापि त्यांनी रॉकेट प्रचालनासाठी आधारभूत तत्त्वे समजून घेण्याचा प्रयत्न केला आणि त्यांनी प्रथमच रॉकेटविज्ञानातील काही मूलभूत समीकरणे साध्य केली. रॉकेटातून निष्कास वायू उच्च वेगाने बाहेर टाकले जाण्याचे महत्त्व त्यांनी ओळखले आणि बंदुकीच्या दारूसारख्या घन प्रचालकाऐवजी द्रव प्रचालक (उदा., द्रवीभूत हायड्रोजन व ऑक्सिजन) वापरल्यास हे सुलभपणे साध्य होईल, असे सुचविले. रॉकेट अभिकल्पात व अवकाश प्रवासात आता मूलभूत समजल्या जाणाऱ्या  आपल्या संकल्पनांचे वर्णन त्यांनी १८९८ मध्ये पूर्ण केलेल्या व १९०३ मध्ये प्रसिद्ध झालेल्या एका अहवालात केलेले होते. त्सिओलकोव्हस्की यांचे कार्य वैज्ञानिक दृष्ट्या निर्दोष असले, तरी विसाव्या शतकाच्या प्रारंभी अवकाश प्रवास हे एक केवळ अवास्तव स्वप्न समजले जात असल्याने या कार्याचा रशियात व इतरत्र झालेल्या रॉकेट तंत्रविद्या व अवकाश समन्वेषक यांच्या विकासावर उशिरानेच प्रभाव पडला.


रॉकेटविज्ञानाच्या इतिहासात अमेरिकन भौतिकविज्ञ ⇨रॉबर्ट हचिंग्झ गॉडर्ड  यांचे स्थान अनन्यसाधारण मानले जाते. १९०८ मध्ये त्यांनी अवकाशातील प्रचालनाचे साधन म्हणून रॉकेटासंबधी प्रयोग करण्यास प्रारंभ केला. त्यांनी १९१३ व १९१४ मध्ये रॉकेटासंबंधी दोन एकस्वे (पेटंटे) मिळविली. यांपैकी पहिले दोन टप्प्यांच्या व निष्कास वायूंसाठी लांब निमुळत्या शंकूच्या आकाराच्या प्रोथाचा उपयोग करणाऱ्या घन प्रचालकासंबंधी होते अशा प्रकारचे प्रोथ हल्लीच्या रॉकेटांसाठीही वापरात आहेत. दुसऱ्या  एकस्वात द्रव प्रचालकयुक्त रॉकेटाचे वर्णन दिलेले असून त्यात प्रचालक म्हणून पेट्रोल (गॅसोलीन) व द्रवरूप नायट्रस ऑक्साइड यांच्या उपयुक्ततेची शक्यता दर्शविली होती. १९१६ मध्ये गॉडर्ड यांनी आपल्या प्रयोगाकरिता आर्थिक साहाय्य मिळविण्यासाठी स्मिथसोनियन इन्स्टिट्यूशनला ए मेथड ऑफ रीचिंग एक्स्ट्रिम आल्टिट्यूड्स या शीर्षकाचा एक अहवाल सादर केला. हा अहवाल १९१९ मध्ये प्रसिद्ध झाला व त्यात मुख्यत्वे रॉकेट प्रचलनाच्या विविध सैद्धांतिक बाबींचे तसेच चंद्रावर पोहोचण्यासाठी रॉकेटाचा उपयोग करण्याच्या शक्यतेचे विवरण केले होते. पहिल्या महायुद्धात त्यांनी हाताने धरावयाच्या क्षेपकाद्वारे सोडावयाच्या लहान लष्करी रॉकेटांचे अनेक अभिकल्प विकसित केले. बंदुकीच्या दारूऐवजी त्यांनी ४०% नायट्रोग्लिसरीन व ६०% नायट्रोसेल्युलोज वापरून पुष्कळच अधिक प्रचालन शक्ती मिळविली. चाचण्यांमध्ये ही रॉकेटे यशस्वी ठरली आणि पुढे दुसऱ्या महायुद्धात वापरात आलेल्या ⇨झूका या रॉकेटक्षेपकाची ती पूर्वगामी ठरली. रॉकेटे निर्वातात कार्य करू शकतील असे नेहमीच्या चूर्णरूप प्रचालकयुक्त रॉकेटांवर प्रयोग करून १९१५ मध्ये गॉडर्ड यांनी सिद्ध केले. ही चूर्णरूप प्रचालकाची रॉकेटे काहीशी अविश्वसनीय व अकार्यक्षम असल्याने त्यांनी १९२० मध्ये द्रव प्रचालक उपयोगात आणण्याच्या आणि लष्करी उपयोगापेक्षा भूपृष्ठापासून अधिकाधिक उंची गाठण्याच्या दृष्टीने अभ्यासास सुरुवात केली. त्यांच्या नोंदवह्यांमध्ये पृथ्वीवरून न दिसणाऱ्या चंद्राच्या पलीकडे भागाचे छायाचित्र काढण्याकरिता कॅमेरा बसविलेले व चंद्राला प्रदक्षिणा घालून येणारे रॉकेट, आयन (विद्युत् भारित अणू, रेणू वा अणूगट यांचा उपयोग करणारे) व अणुकेंद्रीय (अणुऊर्जेचा उपयोग करणारे) रॉकेट प्रचालन, आंतरग्रहीय समन्वेषण यांसारख्या संकल्पना पुढे आढळून आल्या. स्मिथसोनियन इन्स्टिट्यूटने दिलेल्या आर्थिक पाठबळावर गॉडर्ड यांनी ऑबर्न (मॅसॅचूसेटस) जवळील एका शेतातून जगातील द्रव प्रचालक रॉकेटाचे महत्त्वाचे यशस्वी उड्डाण १६ मार्च १९२६ रोजी करून दाखविले. या रॉकेटात द्रव ऑक्सिजन व गॅसोलीन यांचा उपयोग केलेला होता. या रॉकेटाने फक्त १२ मी. उंची गाठली व ते केवळ ५६ मी. दूर जाऊन पडले. १९२९ मध्ये गॉडर्ड यांनी तापमापक व वायुभारमापक तसेच महत्तम उंचीवर वाचनांची नोंद करण्यासाठी कॅमेरा बसविलेल्या पहिल्या उपकरणयुक्त रॉकेटाचे क्षेपण केले. १९३०−४१ या काळात त्यांनी रॉकेटांमध्ये सुधारणा करण्याच्या दृष्टीने अधिक प्रयत्न केले. प्रचालकासाठी केंद्रोत्सारी पंप [⟶ पंप], ज्वलनकक्ष थंड करण्याची पद्धत, ⇨घूर्णी च्या साहाय्याने स्थिरीकरण, रॉकेट निष्कास मार्गात मार्गदर्शनासाठी पात्यांचा उपयोग करणे यांसारख्या आता रॉकेट अभिकल्पात व्यापक प्रमाणात उपयोग करण्यात येणाऱ्याविविध कल्पनांची एकस्वे गॉडर्ड यांनी त्या काळात मिळविली. त्यांनी रोझवेल (न्यू मेक्सिको) येथे अनेक गॅसोलीन-द्रव ऑक्सिजनयुक्त रॉकेटे तयार करून त्यांच्या चाचण्या घेतल्या पण मे १९३५ मध्ये गाठलेल्या २,३०० मी. उंचीपेक्षा अधिक उंची गाठणे त्यांना शक्य झाले नाही.

जर्मनीत १९२३ मध्ये ⇨हेर्मान युलिउस ओबेर्थ  या शालेय शिक्षकांनी Die Rakete zu den Planetenraumen (इं. शी. द रॉकेट इनटू इंटरप्लॅनेटरी स्पेस) ही छोटी पुस्तिका प्रसिद्ध केली. तीत अतिशय उच्च वेग मिळविण्यासाठी व मानवासह अवकाशीय समन्वेषण करण्यासाठी रॉकेटांचा उपयोग करण्याच्या शक्यतेचे विवरण केलेले होते आणि ते त्यांच्या काळाच्या मानाने विलक्षण होते. १९२९ मध्ये ओबेर्थ यांनी लिहिलेल्या Wege zur Raumschiffahrt (इं. शी. वे टू स्पेस ट्रॅव्हल) या ग्रंथात गुच्छित द्रव प्रचालकांचा रॉकेटांचाउपयोग करणाऱ्या  प्रचंड आंतरग्रहीय अवकाशयानाच्या अभिकल्पाच्या संकल्पना मांडलेल्या होत्या आणि त्याचबरोबर त्यात विद्युत् प्रचालन व आयन रॉकेट यांसमबंधीचे एक प्रकरण समाविष्ट केलेले होते.

त्यानंतरच्या दशकात वॉल्टर होहमान यांसारख्या जर्मन शास्त्रज्ञांनी आणि बॅरन गीडो व्हॉन पिरके व हेर्मान नूरडूंग या ऑस्ट्रियन शास्त्रज्ञांनी रॉकेटे व अवकाशयाने यांसंबंधी तांत्रिक संशोधन प्रसिद्ध केले. फ्रान्समध्ये रॉबेअर एस्नॉल्ट-पेल्टियर या प्रसिद्ध वैमानिकांनी अतिशय उंचीवर वापरावयाची रॉकेटे व आंतरग्रहीय उड्डाण यांसंबंधी लेखन केले व व्याख्याने दिली. रशियातील संशोधकांनी त्सिओलकोव्हस्की यांच्या कार्याचा विस्तार करण्याचे काम चालविले होते. एन्. ए. रायनिन यांनी १९२८−३२ या काळात रॉकेटविज्ञान व अवकाश प्रवास यांसंबंधी लिहिलेला नऊ खंडांचा विश्वकोश तसेच वाय्. व्ही. काँड्राट्यूक व एफ्. ए. त्सांडर यांनी लिहिलेले ग्रंथ सुप्रसिद्ध आहेत. १९२७−३३ या काळात जर्मनी, ऑस्ट्रिया, रशिया, अमेरिकेची संयुक्त संस्थाने व ब्रिटन या देशांत रॉकेट व अवकाश उड्डाण या विषयांशी निगडित अशा संस्था स्थापन झाल्या. या संस्था विचारविनिमय व प्रयोग करण्याच्या दृष्टीने महत्त्वाच्या ठरल्या आणि त्यांच्या ज्ञानपत्रिका उपयुक्त माहितीचा प्रसार करण्याची साधने बनली.

दुसरे महायुद्ध सुरू होण्याच्या सुमारास अनेक देशांत रॉकेटे व मार्गदर्शित क्षेपणास्त्रे यांसंबंधी थोड्याफार प्रमाणात प्रमाणात संशोधन व प्रयोग कार्य चालू होते. तथापि जर्मनीमध्ये मात्र अतिशय गुप्तपणे नेटाने प्रयत्न करण्यात येत होते. अमेरिकेत गॉडर्ड यांनी आपल्या रॉकेट अभिकल्पात अनेक सुधारणा केल्या आणि ३१ रॉकेटे तयार करून त्यांच्या चाचण्या घेतल्या अमेरिकन रॉकेट सोसयटीने न्यूयॉर्क शहराच्या जवळापास रॉकेट एंजिनांच्या आणि उड्डाणांच्या चाचण्या घेतल्या. कॅलिफोर्निया इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजीच्या गूगेनहाइम एरोनॉटिकल लॅबोरेटरीत थीओडोर फोन कार्मन यांच्या मार्गदर्शनाखाली १९३६ मध्ये रॉकेट संशोधन व विकास कार्यक्रम सुरू झाला. त्यात घन व द्रव प्रचालक रॉकेट संशोधन व विकास कार्यक्रम सुरू झाला. त्यात घन व द्रव प्रचालक रॉकेट तंत्रज्ञानाचा विस्तृत वैज्ञानिक अभ्यास करण्यात आला लष्कराच्या मदतीने घन प्रचालकांकरिता सूत्रे विकसित केली आणि भारयुक्त विमानाच्या उत्थानासाठी रॉकटांचा उपयोग करण्यासंबंधी अभ्यास करण्यात आला. फ्रान्समध्ये एस्नॉल्टपेल्टियर व इतरांना छोट्या द्रव व घन प्रचालक करण्यात आला. फ्रान्समध्ये एस्नॉल्टपेल्टियर व इतरांना छोट्या द्रव व घन प्रचालक रॉकेटांच्या विकासाकरिता लष्करी मदत मिळाली. ब्रिटनमध्ये स्फोटक द्रव्यासंबंधीच्या कडक कायद्यांमुळे हौशी रॉकेट प्रयोगकर्त्यांना बंदी करण्यात आली होती. रशियातील रॉकेटविषयक संशोधनासाठी स्थापन झालेल्या संघटनेतर्फे त्सांडर यांच्या मार्गदर्शनाखाली १९३२ मध्ये द्रव प्रचालक रॉकेट बनविण्यात आले. १९३५ पावेतो ही रॉकेटे सु. १० किमी. उंचीपर्यंत जाऊ शकली, असा रशियन शास्त्रज्ञांनी दावा केला होता. उंचीवरून निरीक्षण करण्यासाठी प्रायोगिक उपकरणयुक्त रॉकेटही बनविण्यात आली. त्याच सुमारास एस्. पी. कोरोलेव्ह यांनी रॉकेटाद्वारे शक्ती पुरविलेल्या विमानांकरिता अभिकल्पित केलेल्या एंजिनाविषयी संशोधन करण्यात आले. स्तरावरणच्या (भूपृष्ठापासून सु. २० ते ४५ किमी. या उंचीच्या दरम्यानच्या वातावरणाच्या भागाच्या) अभ्यासासाठी रॉकेटांचा उपयोग करण्यासंबंधी रशियात भरविण्यात आलेल्या परिषदेच्या संदर्भात १९३५ मध्ये अनेक संशोधनात्मक निबंध प्रसिद्ध करण्यात आले आणि त्यांत रॉकेट तंत्रविद्या आणि अती उंचीवरील वातावरणीय आले आणि त्यांत रॉकेट तंत्रविद्या आणि अती उंचीवरील वातावरणीय संशोधन यांतील विविध बाबींवर विवरण केलेले होते. त्यानंतर रशियन सरकारने रॉकेटाविषयीचे संशोधन कार्य आपल्या नियंत्रणाखाली घेतले व रॉकेटविज्ञानातील मूळ संशोधनात्मक निबंध प्रसिद्ध करणे स्थगित केले.


जर्मनीमध्ये १९३१-३२ मध्ये तेथील अवकाश प्रवास संशोधन संस्थेने गॅसोलिन-ऑक्सिजन प्रचालित रॉकेटे विकसित केली. ही रॉकेटे १.५ किमी. उंचीपर्यंत यशस्वीपणे उड्डाण करू शकली. पुढे १९३३-३४ मध्ये आर्थिक राजकीय कारणांनी ही संस्था बंद झाली. पहिल्या महायुद्धानंतर झालेल्या व्हर्सायच्या तहानुसार जर्मनीला भारी तोफखाना विकसित करण्यास बंदी करण्यात आली होती पण या तहात रॉकेट प्रचालित क्षेपणास्त्रासंबंधी काहीच उल्लेख नव्हता. यामुळे जर्मन लष्कराच्या शस्त्रास्त्र विकास विभागातील एका शाखेकडे लष्करी कामासाठी रॉकेटांच्या (विशेषतः द्रव प्रचालक रॉकेटांच्या) विकासाचे कार्य सोपविण्यात आले. १९३१ मध्ये बर्लिनजवळ क्युमेर्सडॉर्फ येथे प्रायोगिक केंद्र स्थापन करण्यात आले. तेथील लष्करी अधिकारी वॉल्टर डॉर्नरबर्गर हे होते व पुढे अवकाश प्रवास संस्थेतील ⇨व्हेर्नर फोन ब्राउन  व रॉकेट तंत्रविद्येतील अनुभव असलेले इतर तज्ञ या केंद्रात दाखल झाल्यावर तेथील कामात झपाट्याने प्रगती झाली. १९३४ सालच्या अखेरीस अल्कोहॉल-पाणी व द्रव ऑक्सिजन प्रचालक म्हणून वापरणारे सु. ३०० किग्रॅ. वजनाचे रॉकेट तयार करण्यात आले ते सु. २,००० मी. उंचीपर्यंत पोहोचले. १९३७ पावेतो डॉर्नबर्गर-ब्राउन गटामध्ये कित्येक शास्त्रज्ञ, अभियंते व तंत्रज्ञ यांचा समावेश झालेला होता. गुप्तता व रॉकेट प्रयोगातील धोके लक्षात घेऊन क्युमेर्सडॉर्फ येथील रॉकेट केंद्र बाल्टिक किनाऱ्यावरील पेनेम्यूंडे येथे हलविण्यात आले. तेथे अनेक रॉकेटांचे अभिकल्प विकसित करण्यात आले. त्यांपैकी सर्वांत सुपरिचित ए−४ (Aggregate number−4) किंवा पुढे व्ही−२ (Vergeltung number−2) या नावाने प्रसिद्धीस आलेले रॉकेट होय. त्या काळातील व्ही−२ रॉकेट ही अतिशय सुविकसित व जटिल प्रणाली होती. त्याची लांबी १४·३ मी. आणि उत्थानाच्या वेळी वजन सु. १३ टन होते. त्यात प्रचालक म्हणून द्रव ऑक्सिजन (४,९९० किग्रॅ.) व ७५% सामान्य अल्कोहोल व २५% पाणी यांचे मिश्रण (३,८३० किग्रॅ) यांचा वापर केलेला होता. सु. १ टन वजनाच्या स्फोटकाग्रासह ते सु. ९६ किमी. कमाल उंची गाठू शकत असे आणि त्याचा पल्ला ३२० किमी. होता. या रॉकेटात वापरलेल्या नावीन्यपूर्ण घटकांत प्रचालकांकरिता वाफ टरबाइनाने चालविलेल्या केंद्रात्सारी पंपाचा समावेश होता. याकरिता लागणारी वाफ (ऑक्सिजनमिश्रित) संहत (विद्रावातील प्रमाण अधिक असलेले) हायड्रोजन पेरॉक्साइड व पोटॅशियम परमँगनेटाचा जलीय विद्राव यांच्या रासायनिक विक्रियेद्वारे पुरविण्यात आली होती. ऑक्टोबर १९४२ मध्ये या रॉकेटाची घेण्यात आलेली चाचणी समाधानकारक ठरली परंतु इतर अनेक समस्या सोडवावयाच्या राहिल्या होत्या. यामुळे पॅरिसवर पहिला व्ही−२ बाँब वापरण्याकरिता ६ सप्टेंबर १९४४ पर्यंतचा काळ जावा लागला. त्यानंतर २ दिवसांनी व्ही−२ बाँब लंडनकडे मार्गदर्शित करण्यात आले. गॉडर्ड यांनी १९३२−४० या काळात एकस्व घेतलेल्या व काही अंशी चाचण्या घेतलेल्या संकल्पनांवरच व्ही−२ रॉकेट प्रणालीतील कित्येक वैशिष्ट्ये आधारलेली होती परंतु यासंबंधी जर्मनीत स्वतंत्रपणे संशोधन करण्यात आले होते, असे फोन ब्राउन यांनी पुढे प्रतिपादन केले.

अमेरिकेत गूगेनहाइम एरोनाटिकल लॅबोरेटरीत (हिचे नाव पुढे १९४३ मध्ये जेट प्रॉपलशन लॅबोरेटरी असे बदलण्यात आले) फोन कार्मन यांच्या मार्गदर्शनाखाली सुरू झालेल्या रॉकेट संशोधन प्रकल्पाचा प्राथमिक उद्देश उच्चतर वातावरणीय संशोधनासाठी रॉकेटे विकसित करण्याचा होता. या गटातील शास्त्रज्ञांच्या कार्यामुळे पूर्वी वापरात असलेल्या धन प्रचालकांपेक्षाही कित्येक बाबतीत सरस असलेले नवे धन प्रचालक तयार करणे शक्य झाले. असे प्रचालक रॉकेट यानात साठवता येत असल्याने त्यांचा तत्काळ उपयोग करणे शक्य असते व हा लष्करी उपयोगाच्या दृष्टीने महत्त्वाचा फायदा आहे. वरील प्रकल्पातील कार्यातून विमानांकरिता झोत (जेट) साहाय्यित उत्थान प्रयुक्ती, अनेक धन प्रचालकयुक्त क्षेपणास्त्रे (उदा., निक, पेर्शिंग, सार्जंट, पोलॅरीस, मिनिटम) तसेच इतर रॉकेट प्रमाली (उदा., स्काउट) विकसित झाल्या. द्रव प्रचालक म्हणून द्रवरूप ऑक्सिजन वापरावयाचा झाल्यास तो रॉकेट यानात बराच काळ साठवून ठेवणे अव्हवहार्य असते व त्यामुळे प्रत्यक्ष क्षेपणाच्या अगोदर थोडा वेळ तो टाकीत भरावा लागतो. याकरिता वरील प्रकल्पातील शास्त्रज्ञांनी तांबडे वाफाळणारे नायट्रिक अम्ल हे समाधानकारक पर्यायी द्रव्य शोधून काढले आणि पुढे अँनिलीन-तांबडे वाफाळणारे नायट्रिक अम्ल हे अधिक उपयुक्त व उत्स्फूर्त प्रज्वलन होणारे मिश्रण शोधून काढले. अनेक उत्स्फूर्त प्रज्वलन प्रचालक मिश्रणे (उदा., हायड्रॅझीन व नायट्रोजन टेट्राक्साइड) आता उपलब्ध झालेली असून ती विविध क्षेपणास्त्रांत आणि रॉकेटांत (उदा., कॉर्पोरल, वॅक कॉर्पोरल, एरोबी, ॲजेना व टिटन) वापरण्यात येत आहेत.

मे १९४५ मध्ये जर्मनीचा पराभव झाल्यावर व्ही−२ रॉकेटासंबंधी काम करणारे शास्त्रज्ञ व अभियंते दोस्त राष्ट्रांच्या सैन्याच्या स्वाधीन झाले. अभिकल्प व योजना यांच्याशी संबंधित असलेले बहुतेकजण (डॉर्नबर्गर व फोन ब्राउन यांच्यासह) अमेरिकेने आणि उत्पादनाशी संबंधित असलेला कर्मचारी वर्ग रशियाने हस्तगत केला. या व इतर जर्मन तंत्रज्ञांच्या मदतीने रशियाने काही संबंधित प्रयोगशाळा व कर्मशाळा यांची पुनःस्थापना करून १९४६ मध्ये शेकडो कामगारांसह त्यांचे रशियात स्थलांतर केले. तेथे व्ही−२ रॉकेटात काही सुधारणा करून त्यांचे उत्पादन पुन्हा सुरू करण्यात आले व १९४७ मध्ये उच्चतर वातावरणीय संशोधनासाठी त्यांचा उपयोग करण्यात आला. यातून मिळालेल्या अनुभवाधारे रशियन अभियंत्यांनी पोबेडा हे व्ही−२ रॉकेटाचे सुधारित रूप तयार केले. या रॉकेटाचा पल्ला व्ही−२ रॉकेटापेक्षा अधिक होता तसेच त्याची स्वयंपूर्ण मार्गदर्शन यंत्रणाही अधिक विश्वसनीय होती. सप्टेंबर १९४९ पावेतो पोबेडा रॉकेटांचे उत्पादन जोरात चालू झाले. १९५२ पावेतो बहुतेक जर्मन कामगारांना परत पाठविणयात आले मात्र इलेक्ट्रॉनिकीतील तज्ञ १९५८ पावेतो परत पाठविण्यात आले नाहीत. १९४९ नंतर रशियात झालेल्या रॉकेट विकासासंबंधी फारच थोडी माहिती उपलब्ध आहे. मुख्यत्वे लष्करी उपयोगासाठी शक्तिमान रॉकेटांच्या उत्पादनासाठी मात्र बरेच प्रयत्नर करण्यात आले. अशी रॉकेटे पुढे १९४९ नंतर रशियात झालेल्या रॉकेट विकासासंबंधी फारच थोडी माहिती उपलब्ध आहे. मुख्यत्वे लष्करी उपयोगासाठी शक्तिमान रॉकेटांच्या उत्पादनासाठी मात्र बरेच प्रयत्नच करण्यात आले. अशी रॉकेटे पुढे १९५७ पासून पृथ्वीभोवताली कक्षेत कृत्रिम उपग्रह सोडण्यासाठी आणि चंद्र, शुक्र आणि मंगळ यांच्याकडे अवकाशयाने पाठविण्यासाठी उपयोगात आणली गेली.

इ. स. १९४५ मध्ये जवळजवळ १३० जर्मन रॉकेट शास्त्रज्ञांनी व अभियंत्यांनी अमेरिकेतील येण्याचा करार स्वेच्छेने स्वीकारला. जर्मनीतील भूमिगत कारख्यान्यांतून हस्तगत केलेल्या सुट्ट्या भागांपासून न्यू मेक्सिकोतील व्हाइट सँडस चाचणी केंद्रात जर्मन तज्ञांच्या सल्ल्यानुसार अमेरिकन अभियंत्यांनी व तंत्रज्ञांनी ६७ व्ही−२ रॉकेटे जुळविली. यांपैकी सु. ६० व्ही−२ रॉकेटे या केंद्रातून एप्रिल १९४६ ते जून १९५१ या काळात क्षेपित करण्यात आली. या रॉकेट उड्डाणाचा एक महत्त्वाचा हेतू उच्चस्तर वातावरणाची निरीक्षणे करण्याचा होता. एप्रिल १९५० मध्ये ब्राउन यांचा संपूर्ण तज्ञगट अमेरिकन लष्कराच्या हंटसव्हिल (ॲलाबॅमा) जवळील रेडस्टोन आर्सेनलमध्ये पाठविण्यात आला. येथे रेडस्टोन हे पहिले मोठे द्रव प्रचालकयुक्त व सु. ३२० किमी. पल्ल्याचे लष्करी क्षेपणास्त्र बनविण्यात आले. तत्वतः हे रॉकेट व्ही−२ रॉकेटाचीच सुधारित आवृत्ती होती व त्याचे क्षेपणाच्या वेळचे वजन सु. २८ टन होते. पुढे रेडस्टोन आर्सेनलने ज्यूपिटर हे पाहिले मध्यम पल्लाचे क्षेपणास्त्र बनविले व त्याचा पल्ला सु. २,५५० किमी. होता. थॉर हे मध्यम पल्लाचे क्षेपणास्त्र अमेरिकेच्या वायुसेनेने स्वतंत्रपणे विकसित केले. या रॉकेटात अल्कोहॉलाऐवजी प्रचालक इंधन म्हणून उच्च प्रतीचे केरोसीन व ऑक्सिडीकारक म्हणून द्रव ऑक्सिजन वापरण्यात आलेले होते त्यानंतर यासारखीच इंधने मोठ्या रॉकेटंसाठी [उदा., वायुसेनेची अँटलास व टिटन−१ (पहिला टप्पा) ही आंतरखंडीय क्षेपणास्त्रे, सॅटर्न क्षेपणयानाचा पहिला टप्पा] व्यापक  प्रमाणात वापरण्यात येत आहेत. (क्षेपणास्त्रांचा इतिहास, विकास प्रकार इत्यादींसंबंधीची अधिक माहिती ‘क्षेपणास्त्र’या स्वतंत्र नोंदीत दिलेली आहे.)


कोष्टक क्र. १. काही रशियन रॉकेटांविषयीची माहिती
रॉकेटाचे नाव वापरात असलेला काळ पृथ्वीभोवतील कमी उंचीवरील कक्षेत अभिभार सोडण्याची क्षमता  (किग्रॅ.) विशेष माहिती
एस एल−३ १९५९ ते आजतागायत ६,३०० १९६१ मध्ये या रॉकेटाने युरी गागारिन यांना पृथ्वीभोवतील कक्षेत पाठविण्यात आले.
एस एल−४ १९६३ ते आजतागायत ७,५०० व्होस्कहोड समानव अवकाशाने, टेहळणी उपग्रह व अवकाश स्थानकाकडे सोयूझ अवकाशयाने पाठविण्यासाठी यांचा उपयोग करण्यात आला.
एस एल−६ १९६० ते आजतागायत २,१००

(लंबवर्तुळाकार कक्षेत)

यातील तिसरा टप्पा संदेशवहन, पूर्वसूचक व ग्रहांकडे पाठविण्याच्या अभिभारांना जादा उत्थान पुरवितो.
एस एल−८ १९६४ ते आजतागायत १,७०० यातील खास अभिभार अभिकल्पामुळे एकाच वेळी आठ    संदेशवहन उपग्रहांचे क्षेपण करता येते. अमेरिकेच्या थॉर-डेल्टाबरोबर तुलनीय.
एस एल−११ १९६६ ते आजतागायत ४,००० अमेरिकेच्या अँटलास-सेंटॉरशी तुलनीय. उपग्रहांच्या क्षेपणासाठी वापरतात.
एल एस−१४ १९७७ ते आजतागायत ५,५०० अमेरिकेच्या अँटलास-सेंटॉरशी तुलनीय. उपग्रहांच्या क्षेपणासाठी वापरतात.
एस एल-१२ १९६७ ते आजतागायत २,१००

(भूस्थिर कक्षेत)

यात चार टप्पे असून ही रशियाची सर्वांत शक्तिशाली कार्यकारी आहेत. प्रोटॉन रॉकेटांची व्यवसायिक क्षेपणासाठी जाहिरात करण्यात आली.
एस एल−१३ १९६८ ते आजतागायत १९,५०० अमेरिकेच्या सॅटर्न-५ रॉकेटच्या १/६ उत्थानक्षमता. सॅल्युत व मिर ही अवकाशस्थानके या सुधारित प्रोटॉन रॉकेटांतून पाठविण्यात आली.

आ. ३. (१) काही रशियन रॉकेटांच्या रुपरेखा (डाव्या बाजूचे आकडे रॉकेटांची उंची मीटरमध्ये दर्शवितात) : (१) एस एल−१ (एक टप्प्याचे रॉकेट), (२) एस एल−३ (व्होस्टोक अवकाशयानासह), (३) एस एल−४ (व्होस्कहोड अवकाशयानासह), (४) एस एल−४ (सोयूझ अवकाशयानासह).इ. स. १९५० च्या सुमारास रॉकेट प्रचालनाची तंत्रविद्या पृथ्वीभोवती कृत्रिम उपग्रह सोडण्याचा प्रकल्प हाती घेण्याइतपत प्रगत झालेली होती आणि रॉकेटाच्या शक्तीवर चालणारे क्षेपणयान या अवकाश प्रवासातील महत्त्वाच्या घडकाची बांधणी करण्याची शक्यता निर्माण झालेली होती. ⇨आंतरराष्ट्रीय भूभौतिकीय वर्षांच्या ((१९५७-५८) निमित्ताने जागतिक प्रमाणावर वैज्ञानिक निरिक्षणे करण्यासाठी रशिया व अमेरिका यांनी आपापले कृत्रिम उपग्रह कार्यक्रम १९५३ मध्ये जाहीर केले. १९५७ रशियाने स्फुटनिक-१ व -२ हे उपग्रह क्षेपणयानासंबंधीचा तपशील उघड केलेला नव्हता. पुढे १९६७ मध्ये पायाभूत रशियन क्षेपणयान प्रदर्शित करण्यात आले हे ए मालिकातील २ १/२ टप्प्यांचे यान असून यातील दोन टप्प्यांना गळून पडणारे चार उत्पेक्ष (नेहमीच्या प्रचालन प्रणातील मदत करणारी जादा रॉकेट एंजिनयुक्त याने बुस्टर) जोडलेले होते. प्रत्येक उत्क्षेपकात चार रॉकेट एंजिने (एकूण १६) व मधल्या गाभ्यात चार एंजिने बसविलेली होती. प्रचालक म्हणून द्रवरूप ऑक्सिजन व केरोसीन वापरलेले होते. या क्षेपणयानाचा उत्थान रेटा ४,५०,००० किग्रॅ. होता. हे क्षेपणयान रशियाच्या सॅपवुड या आंतरखंडीय क्षेपणास्त्राचे रूपांतर करून बनविलेले होते. काही रशियन रॉकेटांची माहिती कोष्टक क्र. १ मध्ये दिली आहे व त्यांच्या रुपरेखा आ. मध्ये दर्शविल्या आहेत. यातील, ‘प्रोटॅान’ रॉकेटाखेरीज बाकीची सर्व क्षेपणास्त्रांपासून बनविण्यात आली आहेत. तसेच या सर्वामध्ये द्रव प्रचालक वापरण्यात येतात. मे १९८७ मध्ये रशियाने एनर्जिया या जगातील सर्वांत शक्तिशाली क्षेपणयानाची चाचणी घेतली परंतु ही चाचणी अयशस्वी ठरली. हे क्षेपणयानाची १०० टन अभिभार उचलू शकते. ६७ मी. लांबीच्या रॉकेटात द्रव ऑक्सिजन व द्रव हायड्रोजन या प्रचालकांचा उपयोग करणारी चार एंजिने गाभ्यात बसविलेली असून याला जोडलेल्या चार उत्थापकांसाठी केरोसीन व द्रव ऑक्सिजन यांच्या मिश्रणाचा उपयोग करण्यात येत आहे. हे रॉकेट अमेरिकेच्या अवकाश पुनर्वापर-यानाच्या (स्पेस शटकाच्या) ऑर्बिटर रॉकेटापेक्षा चौपट शक्तिशाली आहे. हे रॉकेट पुन्हा वापरण्यात येणाऱ्या व पुन्हा वापरात न येणाऱ्या. अशा दोन्ही प्रकारच्या प्रकारच्या अवकाशयानांसाठी वापण्यात येणारे आहे.

अमेरिकेने आपल्या पहिल्या लहान उपग्रहांच्या क्षेपणासाठी ज्युपिटर-सी व व्हॅमगार्ड ही क्षेपणयाने वापरली. ज्युपिटर-सी हे सुधारित रेडस्टोन द्रव प्रचालकयुक्त मध्यम पल्ल्याचे क्षेपणास्त्र होते. त्यात प्रचालक टाकीची लांबी वाढवून वरच्या तीन टप्प्यांकरिता घन प्रचालकयुक्त गुच्छित रॉकेटांचा उपयोग करण्यात आला होता. या क्षेपणयानाने पहिला अमेरिकन उपग्रह जानेवरी १९५८ मध्ये क्षेपित केला. व्हॅनगार्ड क्षेपणयान हे तीन टप्प्यांचे रॉकेट होते आणि त्याची लांबी जवळजवळ ज्यूपिटर-सी इतकीच (सु. २८ मी.) होती परंतु त्याचे उत्थानाच्या वेळचे वजन (१०,२५० किग्रॅ.) ज्यूपिटर-सीच्या वजनाच्या (२९,३०० किग्रॅ.) मानाने पुष्कळच कमी होते. १९६० नंतरच्या दशकात अमेरिकेने प्रमाणात क्षेपणयानांची एक मालिका विकसित केली. वायुसेनेने अवकाश क्षेपणासाठी टिटन-२ या आंतरखंडीय क्षेपणास्त्राच्या द्रव प्रचालयुक्त गाभ्याच्या यानाला दोन घन प्रचालकयुक्त उत्थापक रॉकेटे जोडली. टिटन-३ सी हे मोठ्या लष्करी उपग्रहांसाठी वापरण्यात येते. त्यानंतर नॅशनल एरोनॉटिक्स अँड स्पेस ॲडमिनिस्ट्रेशन (नासा) या विभागाने थॉर या मध्यम पल्ल्याच्या कालबाह्य क्षेपणास्त्राला घन प्रचालकयुक्त उत्थापक जोडून त्याच्या कार्यमानात वाढ केली. ॲटलास व टिटन-३ या कालबाह्य आंतरखंडीय क्षेपणास्त्रंवर द्रव ऑक्सिजन व द्रव हायड्रोजन यांनी युक्त असा वरचा टप्पा (सेंटॉर) जोडून ती ग्रहांकडे मोठी अन्वेषक याने क्षेपित करण्यासाठी वापरण्यात येतात.


आ. ३. (२) काही रशियन रॉकेटांच्या रुपरेखा (डाव्या बाजूचे आकडे रॉकेटांची उंची मीटरमध्ये दर्शवितात) : (५) एसएल−६ संदेशवहन, पूर्वसूचक व ग्रहांकडे पाठविण्याच्या अभिभारांना जादा उत्थआन पुरविणे), (६) एस एल−८ (एकच वेळी आठ संदेशवहन उपग्रह क्षेपित करण्याची क्षमता असलेले रॉकेट), (७) एस एल−११ (टेहळमी उपग्रह व कार्यकारी प्रतिउपग्रह अस्त्र यांसह), (८) एस एल−१४ (वातवरणवैज्ञानिक, भूगणितीय, संदेशवहन व इलेक्ट्न गुप्तवार्ता या कामांसाठीच्या उपग्रहांसह), (९) एस एल−१४ (वातावरणवैज्ञानिक, भूगणितीय, संदेशवहन व इलेक्ट्रॉनीय गुप्तवार्ता या कामांसाठीच्या उपग्रहांसह), (९) एस एल−१२ (प्रोटॉन रॉकेट), (१०) एस एल−१३ (सुधारित प्रोटॉन रॉकेट, मिर अवकाशस्थानकासह). अपोलो चांद्र मोहिमेच्या कार्यक्रमासाठी नासाने क्षेपणयानांची सॅटर्न मालिक खास विकसित केली होती. यांपैकी दोन टप्प्यांचे सॅटर्न−१ बी व तीन टप्प्यांचे सॅटर्न−५ हे रॉकेट नमुने प्रत्यक्ष कार्यकारी होते. सॅटर्न−१बी हे अपोलो मोहिमेतील पृथ्वीभोवतीच्या कक्षेतील कामगिरीच्या विकासाकरिता, तर अवकाशातील मोठे उत्थापक रॉकेट म्हणून गणले गेलेले सॅटर्न−५ हे प्रत्यक्ष चांद्र मोहिमांसाठी वापरण्यात आले. सॅटर्न−५ची उंची ११०·६ मी. व क्षेपणाच्या वेळी वजन २,८०० टन होते. या रॉकटाची क्षमता १४० टन द्रव्यमान पृथ्वीभोवतीच्या कक्षेत पाठविण्याची, ४७·५ टन चंद्रापर्यंत पोहोचविण्याची व ३० टन द्रव्यमानाला आंतरराष्ट्रीय भ्रमणासाठी आवश्यक असणारा वेग देण्याची होती. अपोलो कार्यक्रम १९७२ मध्ये संपल्यावर उरलेली सॅटर्न क्षेपणयाने स्कायलॅब मोहिमेसाठी आणि अपोलो-सोयूझ चाचणी प्रकल्पासाठी वापरण्यात आली.

अपोलो कार्यक्रमानंतर अवकाश पुनर्वापर-यान हे पुनःपुन्हा वापरण्यात येणारे अवकाशयान अमेरिकेने विकसित केले. त्याचे पहिले यशस्वी उड्डाण एप्रिल १९८२ मध्ये झाले या यानाच्या प्रणालीत कक्षायान, तीन मुख्य एंजिने, एक बाह्य प्रचालक टाकी व दोन घन प्रचालकयुक्त रॉकेट उत्क्षेपक यांनी बनलेली आहे. यांपैकी कक्षायान, मुख्य एंजिने व रॉकेट उत्क्षेपक हे भाग पुन्हा वपरता येणारे असून बाह्य प्रचालक टाकी प्रत्येक क्षेपणाच्या वेळी टाकून द्यावी लागते. १९८६ मध्ये चॅलेंजर पुनर्वापर-यनाला झालेल्या अभूतपूर्व अपघातापूर्वी सर्व पुनर्वापर-यानांची मिळून२५ उड्डाणे झालेली होती. या अपघातामुळे अमेरिकेच्या पुनर्वापर-यान कार्यक्रमाला मोठी खीळ बसली.

आ. ४. अमेरिकेच्या सॅटर्न−५ या रॉकेटाचा व्ही−२ व रेडस्टोन या रॉकेटांपासून झालेला विकासवरील रॉकेट-प्रचालित क्षेपणयाने दूर पल्ल्याच्या क्षेपणास्त्रांवर आधारलेली असल्याने आणि अशी क्षेपणास्त्रे फक्त रशिया व अमेरिका या दोनच दोशांनी विकसित केलेली असल्याने रॉकेटांचा अवकाशयाने क्षेपित करण्यासाठी हे दोन देशच उपयोग करीत होते. त्यानंतर फ्रान्स (१९६५), जपान (१९७०), चिनी प्रजासत्ताक (१९७०), ब्रिटन (१९७१) व भारत (१९८०) या देशांनीही उपग्रहांच्या क्षेपणासाठी रॉकेटांचा उपयोग करण्यास प्रारंभ केला. अमेरिका व रशिया या दोन्ही देशांनी इतर देशांचे उपग्रह अथवा वैज्ञानिक उपकरणयुक्त अभिभार क्षेपित करण्यासाठी रॉकेटांचा वा अवकाश पुनर्वापर-यांनाचा वापर केलेला आहे. १९८६ मध्ये अमेरिकेच्या चॅलेंजर यानाच्या दुर्घटनेनंतर उपग्रह क्षेपणाचे व्यापारी क्षेत्र अतिशय स्पर्धात्मक बनलेले आहे आणि त्यात फ्रान्सच्या पुढाकाराखाली १३ देशांनी स्थापन केलेली यूरोपियन स्पेस एजन्सी तसेच रशिया, जपान व चीन हे देश उतरलेले आहेत. यूरोपियन स्पेस एजन्सीच्या ॲरियन स्पेस या कंपनीने विकसित केलेली ऑरिअन रॉकेटे फ्रेंच गियानातील कुरू येथील अवकाश केंद्रातून क्षेपित केली जातात. या तीन टप्प्यांच्या रॉकेटांतून पश्चिम यूरोपातील तसेच ऑस्ट्रेलिया, ब्राझील, अमेरिका इ. विविध देशांचे उपग्रह क्षेपित करण्यात येत आहेत. जून १९८१ मध्ये भारताचा पहिला प्रायोगिक भूस्थिर संदेशवहन उपग्रह अँरिअन रॉकेटाच्या साह्याने येथूनच यशस्वीपणे क्षेपित करण्यात आला होता. अँरिअन व्ही−११ या रॉकेटातून २·५ टन अभिभार पाठविता येतो. ही रॉकेटे अमेरिकेच्या पुनर्वापर-यानशी व्यापारी दृष्ट्या उत्तम प्रकारे स्पर्धा करीत आहेत आणि ती १९८७−९६ या काळात सु. २०० संदेशवहन, वातावरणवैज्ञानिक व लष्करी क्षेपित करतील असा अंदाज आहे. चीन, रशिया व जपान या देशांनी विकसित केलेली अनुक्रमे लाँगमार्च, प्रोटॉन व एच−१ ही रॉकेटेसुद्धा व्यापारी उपग्रहांच्या क्षेपणासाठी वापरात येण्याची शक्यता आहे. रशियाने बैकनूर येथील आपल्या रॉकेट क्षेपणतळावरून व्होस्टोक या रॉकेटाच्या साहाय्याने भारताचा पहिला कार्यकारी दूरवर्ती संवेदनाग्राहक उपग्रह आय आर एस−१ हा मार्च १९८८ मध्ये तत्त्वावर क्षेपित केला.

 आ.५. काही अमेरिकन व रशियन रॉकेटे/क्षेपणास्त्रे : (अ) अमेरिकेन : (१) अवकाश पुनर्वापर-यान (स्पेस शटल अभिभारक्षमता २४ टन), (२) टिटन−४ (२० टन), (३) डेल्टा (५.५ टन) (आ) रशियन : (१) प्रोटॉन (२० टन), (२) एनर्जिया (१०० टन).व्ही-२ रॉकेटांचा पुरवठा संपण्याच्या अगोदरच उपकरणयुक्त रॉकेटांच्या (उदा., एरोवी, डिकॉन, व्हायकिंग) उत्पादनाच्या योजना अमेरिकेने आखल्या होत्या. अमेरिकेत अशा प्रकारचे पहिले उपकरणयुक्त रॉकेट वॅक-कॉर्पोरल हे जेट प्रॉपलशन लॅबोरेटरीने विकसित केले व ते सप्टेंबर १९४५ मध्ये उच्चतर वातावरणीय संशोधनासाठी प्रथम वापरले गेले. व्ही-२ रॉकेटे एप्रिल १९४६ मध्ये उपलब्ध झाल्यावर तीही याकरिता वापरण्यात आली. उच्चतर वातावरणीय संशोधनासाठी वापरलेले पहिले अनेक टप्प्यांचे उपकरणयुक्त रॉकेट एरोबी हे ११२ किमी. उंचीवर गेले. पुढे सुधारित व्ही-२ बरोबर वॅक-कॉर्पोरल हे दुसरा टप्पा म्हणून वापरलेल्या संयुक्त रॉकेटाने ३९० किमी. उंची गाठली. उच्चतर वातावरणीय संशोधनासाठी उपकरणयुक्त रॉकेटे वापरण्याचा आपला पहिला कार्यक्रम अमेरिकेने १९४६−५१ या काळात ६० व्ही-२ रॉकेटे व्हाइस सँड्स येथून क्षेपित करून पार पाडला. एरोबी व व्हायकिंग हे अमेरिकेच्या नाविक दलाने आखलेले उपकरणयुक्त रॉकेटांचे कार्यक्रम सारखेच होते व त्यांत ३२० किमी. उंची गाठली गेली. व्हायकिंग रॉकेटांवरील नमुनेदार उपकरणांत मायगर गणित्र, आयनीकरण कोठ्या [⟶ कण अभिज्ञातक], प्रकाशगुणक नलिका [⟶ इलेक्ट्रॉनीय प्रयुक्ती] व कॅमेरे यांचा अंतर्भाव असे. त्यानंतर विकसित झालेल्या निक या पृष्ठ-ते-हवा (हवेतील लक्ष्यावर भूपृष्ठावरून मारा करणाऱ्या) मार्गदर्शित क्षेपणास्त्रांच्या मालिकेमुळे कमी खर्चाची नवी उपकरणयुक्त रॉकेटे उपलब्ध झाली. द्रव प्रचालकयुक्त एरोबी रॉकेटाच्या अभिकल्पावर आधारलेल्या उपकरणयुक्त रॉकेटांखेरीज १९७१ च्या सुमारास अमेरिकेची इतर सर्व उपकरणयुक्त रॉकेटे घन प्रचालकयुक्त होती. आंतरराष्ट्रीय भूभौतिक वर्षांच्या १८ महिन्यांच्या काळात अनेक उपकरणयुक्त रॉकेटे वैज्ञानिक अध्ययनाच्या दृष्टीने क्षेपित करण्यात आली. अमेरिकेने पॅसिफिक क्षेत्रातील आर्क्टिक, कॅलिफोर्निया, ग्वॉम इ. विविध ठिकाणांवरून २१० रॉकेटे सोडली. रशियाने व इतर अनेक देशांनी याच सुमारास उपकरणयुक्त रॉकेटे विकसित केली. रशियाने आंतरराष्ट्रीय भूभौतिक वर्षांत आर्क्टिक, अंटार्क्टिका, मध्य आशिया येथील विविध ठिकाणांहून १२५ रॉकेटे क्षेपित केली. १९५७ मध्ये यांपैकी एका रॉकेटाने २,२०० किग्रॅ. अभिभारासह २१२ किमी. उंचीपर्यंत उड्डाण केले. पुढे दुसऱ्या एका रॉकेटाने ४७३ किमी. उंची गाठली. या रॉकेटांच्या साह्याने पृथ्वीचे चुंबकीय क्षेत्र, उच्चतर वातावरणाचे भौतिक व रासायनिक स्वरूप, ⇨विश्वकिरण  व सौर प्रारण, क्ष-किरण, जंबुपार (दृश्य वर्णपटातील जांभळ्या रंगाच्या पलीकडील) प्रारण व सूक्ष्म उल्काभ यासंबंधी मापने घेण्यात आली.


रशिया व अमेरिका यांखेरीज अर्जेंटिना, ऑस्ट्रेलिया, कॅनडा, फ्रान्स, पश्चिम जर्मनी, ब्रिटन, भारत, इटली, जपान, नॉर्वे व पोलंड या देशांतही उपकरणयुक्त रॉकेटांचा उपयोग करण्याचे कार्यक्रम चालू असून त्यांपैकी बहुतेक सहकारी तत्त्वावर आहेत.

भारत : केरळातील त्रिवेंद्रमजवळील थुंबा या गावी १९६३ मध्ये थुंबा इक्वेटोरियल रॉकेट लाँचिंग स्टेशन हे केंद्र विषुववृत्ताजवळील उच्चतर वातावरणाचा अभ्यास करण्यासाठी उपकरणयुक्त रॉकेटे क्षेपित करण्याकरिता आंतरराष्ट्रीय साहाय्याने स्थापन झाले. प्रारंभी अमेरिकेची निक-अपाची व ज्युडी डार्ट आणि फ्रान्सची सेंटॉर ही रॉकेटे वापरण्यात आली. त्यानंतर भारतातच रोहिणी मालिकेतील आर एच्−१२१, आर एच्−२००, आर एच−३००, आर एच−५६० वगैरे उपकरणयुक्त रॉकेटे विकसित करण्यात आली. यांपैकी आर. एच−५६० हे सर्वांत मोठे उपकरणयुक्त रॉकेट असून त्याची ३५० किमी. उंची पर्यंत पोहोचण्याची व १०० किग्रॅ. अभिभार वाहून नेण्याची क्षमता आहे. भारतात थुंबा, श्रीहरिकोटा (आंध्र प्रदेश) आणि वलसोर (ओरिसा) येथे उपकरणयुक्त रॉकेटे क्षेपित करण्याची केंद्रे असून तेथून नियमितपमे रॉकेटे क्षेपित करण्यात येतात. यासाठी रशिया, अमेरिका, प.जर्मनी, फ्रान्स, यूरोपियन स्पेस एजन्सी, ब्रिटन, जपान व संयुक्त राष्ट्रे यांच्याशी सहकार्य करण्यात येत आहे. थुंबा येथील केंद्र उभारण्यासाठी रशियाने तांत्रिक साहाय्य दिलेले होते. हे केंद्र १९६८ मध्ये संयुक्त राष्ट्रांना समर्पित केलेले असून तेव्हापासून ते आंतरराष्ट्रीय उपकरणयुक्त रॉकेट क्षेपण केंद्र म्हणून कार्य करीत आहे. रशियाची एम-१०० ही रॉकेटेही या केंद्रातून वातावरणीय निरीक्षणासाठी नियमितपणे क्षेपित केली जातात. या केंद्रातून १९८३ पर्यंत १,५०० वर रॉकेटे वातावरणविज्ञानीय, आयनांबरीय [⟶ आयनांबर], उच्चतर वातावरणविज्ञानीय व ज्योतिषशसास्त्रीय अभ्यासासाठी क्षेपित केली गेली.

उपग्रह क्षेपणासाठी त्रिवेंद्रम येथील विक्रम साराभाई स्पेस सेंटर या केंद्राने सॅटेलाइट लाँच व्हेइकल ((एस एल व्ही-३) हे क्षेपणयान विकसित केले व त्याचे पहिले यशस्वी क्षेपण जुलै १९८० मध्ये करण्यात आले. हे २२.७ मी. लांबीचे रॉकेट ४ टप्प्यांचे व घन प्रचालकयुक्त असून त्याने ३५ किग्रॅ. वजनाचा रोहिणी उपग्रह (आर एस-१) पृथ्वीजवळील कक्षेत क्षेपित केला. एस एल व्ही-३ या क्षेपणयानाने एप्रिल १९८३ मध्ये दुसारा उपग्रह ((आर एस-डी-२) यशस्वीपणे क्षेपित केला. एस एल व्ही-३ या क्षेपणयानाच्या अनुभवाच्या आधारावर विक्रम साराभाई केंद्राने ऑगमेंटेड सॅटेलाइट लाँच व्हेइकल (ए एस एल व्ही) हे अधिक सुविकसित क्षेपणयान तयार केलेले आहे. १५० किग्रॅ. वजनाचा उपग्रह ४०० किमी. उंचीवरील जवळजवळ वर्तुळाकार कक्षेत क्षेपित करण्यासाठी अभिकल्पित केलेल्या या क्षेपणयानाची मार्च १९८७ मध्ये श्रीहरिकोटा येथील केंद्रातून घेण्यात आलेली चाचणी अयस्वी ठरली. या ४ टप्प्यांच्या क्षेपणयानाचे वजन ४० टन असून त्याला एकूण १७ टन वजनाचा घन प्रचालक भरलेले दोन उत्क्षेपक जोडलेले होत. या क्षेपणयनाची जुलै १९८८ मध्ये घेण्यात आलेली दुसरी चाचणीही अयशस्वी ठरली. १९८९ मध्ये १,००० किग्रॅ. वजनाचा उपग्रह ध्रुवीय सौर-समकालिक कक्षेत सोडण्यासाठी पोलर सॅटेलाइट लाँच व्हेइकल (पी एस एल व्ही) या द्विघटकी प्रचालकयुक्त क्षेपणयानाची व १९९२ मध्ये भूस्थिर कक्षेत उपग्रह सोडण्यासाठी जिओस्टेशनरी सॅटेलाइट लाँच व्हेइकल (जी एस एल व्ही) या द्रव प्रचालकाचा उपयोग करणाऱ्या अतिनीच तापमानीय एंजिनयुक्त क्षेपणयानाची अशा दोन योजना भारताने आखलेल्या होत्या पण ए एस एल व्ही क्षेपणयानाच्या अयशस्वी चाचण्यांमळे या योजनांत बदल होण्याची शक्यता आहे.

आ.६. रॉकेट क्रियेचे तत्त्व

रॉकेट प्रचालनाची पायाभूत तत्वे : प्रचालन प्रेरणेच्या निर्मितीसाठी रॉकेटांमध्ये न्यूटन यांच्या तिसऱ्या गति-नियमाचा उपयोग केला जातो. प्रचालकाच्या ज्वलनामुळे तयार झालेल्या वायुरेणूचा अतिशय वेगवान प्रवाह रॉकेटाच्या प्रोथातून बाहेर टाकण्यात येतो व त्याच्या प्रतिक्रियेमुळे रॉकेटाचे विरुद्ध दिशेने प्रचालन होते. रॉकेट एंजिन प्रचालकातील रासायनिक ऊर्जेचे उष्णतेत व उष्णतेचे गतिज ऊर्जेत रूपातर करते. प्रचालकाचे ज्वलन होण्यासाठी लागणाऱ्याऑक्सिडीकारक द्रव्याचा साठा रॉकेटातच केलेला असल्याने बाह्य वातावरणावर रॉकेट अवलंबून नसते व निर्वात अवकाशात देखील ते कार्य करी शकते. जोपर्यंत प्रचालक जळत असतो तोपर्यंत रेटा निर्माण होत राहून रॉकेटाला प्रवेग जळत रहातो. प्रचालकाचे ज्वलन चालू असताना त्याचे व पर्यायाने रॉकेटाचे द्रव्यमान कमी होत जाते आणि त्या प्रमाणात वेग वाढला जातो. सर्व प्रचालकाचे ज्वलन होते. त्या क्षणी असणारा वेग रॉकेटाचा अत्युच्च (महत्तम) वेग होय. रॉकेट प्रचालनात मानवास व नाजूक उपकरणांस हानिकारक असा उच्च प्रवेग निर्माण न करताही उच्च वेग प्रस्तापित करता येतो, ही यातील फायदा होय पण क्षेपणाच्या वेळी प्रचालकेचे पूर्ण वजन रॉकेटाला उचलावे लागते (प्रचालक, त्याच्या टाक्या व पुरवठा करणारी यंत्रणा यांचे वजन एकूण रॉकेटाच्या वजनाच्या ९०% पेक्षाही जास्त असू शकते). रॉकेट प्रचालनासाठी रासायनिक ऊर्जेऐवजी अणुकेंद्रीय किंवा विद्युत् चुंबकीय ऊर्जा वापरता येणे शक्य आहे. अशा तऱ्हेच्या अणुकेंद्रीय वा आयनांचा उपयोग करणाऱ्या रॉकेटांना भविष्यकाळात फार महत्त्वाचे स्थान प्राप्त होईल. सध्या ही रॉकेटे विकासावस्थेत असल्याने त्यांच्या विषयीची माहिती प्रस्तुत नोंदच्या शेवटी दिली आहे.

रेटा : उच्च वेगाने वायूंचे निष्कासन केल्याने रॉकट यानावर निर्माण होणाऱ्या  प्रतिक्रिया प्रेरणेला रेटा असे म्हणतात व तो बहुधा किग्रॅ. प्रेरणा असा सांगितला जातो. जर ज्वलनक्रियेत निर्माण झालेले वायू m किग्रॅ./से. या दराने निष्कासित केले जात असून त्यांचा वेग Ve मी./से. व दाब Pe किग्रॅ./चौ.मी. असेल व जेथे वायु निष्कासित केले जातात तेथाल प्रोथाच्या तोंडाचे क्षेत्रफळ Ae चौ. मी. असेल आणि सभोवतालच्या वातावरणात दाब Pa किग्रॅ./चौ.मी. असेल, तर रेट्याचे (F) मूल्य किग्रॅ./चौ.मी. प्रेरणेमध्ये खालील समीकरणाने मिळते.

F = ( m ) Ve + Ae (Pe − Pa) (१)
gc

यात gc हा गुरुत्वाकर्षणाद्वारे निर्माण झालेला प्रवेग (९.८१ मी./से.) आहे. पुढे प्रोथाच्या रचनेचा विचार करताना असे दिसून येईल की, अधिक कार्यक्षमतेसाठी Pe=Pa असणे जरुर आहे. रेटा हा मुख्यत्वे करून निष्कास वायूच्या वेगावर व निष्कासन दरावर अवलंबून असतो. जर M किग्रॅ. हे रॉकेटाचे कोणत्याही क्षणी द्रव्यमान असेल तर वरील रेट्यामुळे निर्माण होणारा प्रवेग (मी./से.) खालील समीकरणाने मिळतो.

a = gc F (२)
M
जर Mo हे प्रारंभीचे द्रव्यमान असेल, तर त्या वेळचा प्रवेग F
Mo

या रेटा व द्रव्यमान यांच्या गुणोत्तरावर अवलंबुन असल्याने उच्च प्रवेगासाठी या गुणोत्तराचे मूल्य जास्तीत जास्त असले पाहिजे. पृथ्वीच्या गुरुत्वाकर्षणाच्या विरुद्ध वर जाण्यासाठी  F/MO चे मूल्य एका पेक्षा जास्त असणे आवश्यक आहे कारण रेट्याचे मूल्य गुरुत्वाकर्षणीय प्रेरणेपेक्षा जास्त असावयास पाहिजे परंतु आंतरग्रहीय अवकाशात गुरुत्वाकर्षण जवळजवळ शून्य असल्याने या गुणोत्तराचे मूल्य कमी असूनसुद्धा सतत प्रवेग साध्य होईल या वेगवेगळ्या कार्यासाठी अर्थातच निरनिराळ्या रचनेची रॉकेटे वापरावी लागतील.


विशिष्ट आवेग : रॉकेट एंजिनाच्या कार्यआवेग (Isp) होय. त्याची व्याख्या सेकंदास एक किग्रॅ. या दराने प्रचालक (एकूण इंधन व ऑक्सिडीकारक) वापरल्यास निर्माण होणारा रेटा अशी आहे. म्हणजेच

Isp = F (३)
m

विशिष्ट आवेगाचे मूल्य सेकंदास द्यावयाची पद्धत आहे. याचाच अर्थ विशिष्ट आवेग हा १ किग्रॅ. द्रव्यमानाचा प्रचालक १ किग्रॅ. (प्रेरणा) रेटा जितके सेकंद निर्माण करेल तो काल होय. विशिष्ट आवेगाचे मूल्य हे प्रत्येक प्रचालकाचे वैशिष्ट्य असले, तरी रॉकेटाची रचना व कार्यस्थिती यांवरही ते थोड्या प्रमाणात अवलंबून असते. निरनिराळ्या प्रचालकांची साधारणतः दिली जाणारी विशिष्ट आलेगाची मूल्ये ही सैद्धांतिक असून फक्त आदर्श कार्यस्थितीतच प्राप्त होण्यासारखी असतात (कोष्टक क्र. २ मध्ये काही घन प्रचालकांच्या आणि कोष्टक क्र. ३ व क्र. ४ यांमध्ये काही द्रव प्रचालकांच्या विशिष्ट आवेगांची मूल्य दिलाली आहेत). समी. (३) नुसार F= mIsp

Ve = gc Isp (४)

हे उघड आहे. वायूचा निष्कास वेग हा Isp च्या प्रमाणात असतो, हे असल्यामुळे यावरून दिसून येते.

पूर्ण-ज्वलन वेग : त्सिओलकोव्हस्की यांच्या मूलभुत ‘रॉकेट समीकरण’ वरून रॉकेटाचा महत्तम वेग (Vb) (हा सर्व प्रचालक वापरला गेल्या क्षणी मिळत असल्याने याला पूर्ण-ज्वलन वेग असेही म्हणतात) हा खालील सूत्राने मिळतो.

Vb = Ve ln MO = Ve 2.31 log MO (५)
Mb Mb

यात Inहा नैसर्गिक लॉगरिथम (पाया e) व logहा सामान्य लॉगरिथम (पाया १०) आहे [⟶ लॉगरिथम] तसेच Mo हे रॉकेटाच्या क्षेपणाच्या वेळेचे एकूण द्रव्यमान व Mb हे सर्वप्रचालकाचे ज्वलन झाल्यावर उरलेले रॉकेटाचे द्रव्यमान आहे. यावरून असे दिसून येते की, रॉकेटाला उच्च वेग देण्यासाठी Ve आणि म्हणून Isp उच्च असणे जरूरीचे आहे.

⇨ ऊष्मागतिकी  (यांत्रिकी व इतर स्वरूपाच्या ऊर्जा यांच्याशी उष्णतेचा असणाऱ्यासंबंधांच्या गणितीय विवरणाचे शास्त्र) व वायू संबंधीचे नियम [⟶ स्थिति समीकरण] यांवरून असे सिद्ध करता येते की,

Ve α T (६)
M.W.

येथे T हे वायूचे ⇨ केल्विहन निरपेक्ष तापकमानुसार तापमान असून M. W. हा त्याचा रेणूभार आहे. निष्कास वायू हे निरनिराळ्या संयुगांचे मिश्रण असल्याने येथे M.W. हा सरासरी रेणूभार वापरला आहे. यावरून विशिष्ट आवेग जास्त असण्यासाठी निष्कास वायूचा वेग जास्त असावयास हवा आणि त्यासाठी प्रचालकच्या ज्वलनातून निर्माण होणाऱ्यान वायूंचा रेणूभार कमी व तापमान उच्च हवे. विशिष्ट प्रचालकाचा निष्कास वेग हा ठराविक असतो. समी. (५) वरून रॉकेटाचा महत्तम वेग हा Ve व Mo/Mb यांवरही अवलंबून असतो. उदा., समजा एथिल   अल्कोहॉल हे इंधन व द्रव ऑक्सिजन हा ऑक्सिडीकारक म्हणून वापरणाऱ्यारॉकेटाच्या साहाय्याने एखाद्या कृत्रिम उपग्रह पृथ्वीभोवतालच्या कक्षेत सोडावयाचा आहे. यासाठी पूर्ण-ज्वलन वेग vb हा ७,६२० मी./से. इतका असावयास हवा. या प्रचालकाचा विशिष्ट आवेग २८० सेकंद असल्याने वायूचा निष्कास वेग Ve सु. २,७४० मी./से. असेल. आता समी. (५) मध्ये Vb व Ve यांची वरील मूल्ये घातल्यास   Mo/Mb या गुणोत्तराचे  मूल्य १३·२ येते. याचा अर्थ क्षेपणाच्या वेळी असलेल्या रॉकेटाच्या एकूण द्रव्यनाच्या ९२% पेक्षा जास्त प्रचालकाचे द्रव्यमान असून उरलेल्या ८% द्रव्यमानात प्रचालकाच्या टाक्या, पंप, रॉकेटाचा ज्वलनकक्ष, प्रोथ व इतर भाग आणि स्वतः कृत्रिम उपग्रह इतक्या गोष्टी सामावल्या पाहिजेत. जरी ३७० सेकंद इतका जास्त विशिष्ट आवेग देऊ शकणारा प्रचालक वापरला, तरीही प्रचालकाचे द्रव्यमान सर्व रॉकेटाच्या द्रव्यमानाच्या ८८% एवढे भरलेच.

अनेक टप्प्यांचे रॉकेट : वरील सर्व गोष्टींवरून असे दिसून येते की, पृथ्वीभोवतालच्या कक्षेत उपग्रह सोडणे एका टप्प्याच्या रॉकेटाला फारच कठीण जाईल. अनेक टप्प्यांची रॉकेटे वापरून ही अडचण आता दूर करण्यात आली आहे. एका रॉकेटाच्या साहाय्याने गाठता येणाऱ्या  उंचीपेक्षा अधिक उंची गाठण्यासाठी अनेक टप्प्यांच्या रॉकेटांचा उपयोग शोभेच्या दारूकामात कित्येक शतकांपासून करण्यात येत आहे. अशा तऱ्हेचे अनेक टप्प्यांचे रॉकेट म्हणजे एकावर एक रचलेल्या पुष्कळशा स्वतंत्र रॉकेटांची मालिका असते. सर्वांत खालच्या रॉकेटाच्या प्रचालकाचे पूर्ण ज्वलन झाल्यावर तो भाग टाकून दिला जातो व दुसऱ्या. टप्प्याच्या रॉकेटाच्या प्रचालकाचे ज्वलन सुरू होते. या दुसऱ्या  रॉकेटाच्या प्रचालकाचे संपूर्ण ज्वलन होईपर्यंत सतत प्रवेग चालू राहतो व त्यानंतर तोही रॉकेट टप्पा टाकून दिला जातो. अशा तऱ्हेने एकेका टप्प्याचे रॉकेट टाकून दिले जाऊन सर्व रॉकेटांच्या पूर्ण-ज्वलन वेगांची बेरीज होते. अंतिम पूर्ण-ज्वलन वेग खालील समीकरणाने मिळतो.

Vb = [(Ve)1ln( Mo ) ] + [(Ve)2ln( Mo1 )]  +        …(७)
Mb1 Mb2

येथे Mo संपूर्ण रॉकेटाचे क्षेपणाच्या वेळचे द्रव्यमान Mo1 पहिला टप्पा टाकून दिल्यावर उरलेले द्रव्यमान Mb1 पहिल्या टप्प्याच्या प्रचालकातील ज्वलन झाल्यावर राहिलेल्या रॉकेटाचे द्रव्यमान Mb2 दुसऱ्या टप्प्याच्या प्रचालकांचे संपूर्ण ज्वलन झाल्यावर असणारे रॉकेटाचे द्रव्यमान (ve)1, (ve)2, … वगैरे पहिल्या, दुसऱ्या …. इ. टप्प्यांच्या रॉकेटांच्या निष्कास वायूंचे वेग आहेत.


आता पूर्वीच्याच उदाहरणात ३ टप्प्यांचे रॉकेट वापरून पाहून सुलभतेसाठी सर्व टप्प्यांची द्रव्यमान गुणोत्तरे व निष्कास वेग सारखेच आहेत असे समजू. म्हणून

Vb = 3[(Ve)ln Mo )] (८)
Mb

असे सूत्र तयार होते. Vb=७,६२० मी./से. व Ve = २,७४० मी./से. असे मानले, तर Mo / Mb = २.५४ येते, असे दाखविता येईल. याचा अर्थ रॉकेटाच्या संपूर्ण द्रव्यमानाच्या ६०% द्रव्यमान प्रचालकाचे असते.    म्हणजे क्षेपणाच्या वेळी पहिल्या टप्प्याच्या रॉकेटाच्या प्रचालकाचे द्रव्यमान पूर्ण रॉकेटाच्या ६०% असते आणि उरलेले ४०% द्रव्यमान रॉकेटाच्या पहिल्या टप्प्याचे इतर भाग व दुसऱ्या दोन टप्प्यांची रॉकेटे यांचे असते. अशा तऱ्हेने ३ टप्प्यांची रॉकेटे सुलभतेने बनवता येऊन त्यांच्या साहाय्याने बऱ्याच मोठ्या आकारमानाचा उपग्रह पृथ्वीभोवतालच्या कक्षेत सोडणे शक्य आहे. प्रचालकाचे पूर्ण ज्वलन झाल्यावर निरुपयोगी झालेल्या टप्प्याचा त्याग केल्यामुळे नंतरच्या प्रत्येक टप्प्यास कमी द्रव्यमानाला प्रवेग द्यावा लागतो आणि त्यामुळे पुष्कळच कमी रेटा देणारे एंजिन वापरूनसुद्धा पूर्वीचाच प्रवेग चालू ठेवता येतो. पहिल्या टप्प्याला उत्क्षेपक रॉकेट असे म्हणतात, कारण त्याला जास्तीत जास्त रेटा निर्माण करावा लागतो. पृथ्वीभोवतालच्या कक्षेत सोडण्यासाठी किंवा पृथ्वीच्या गुरुत्वाकर्षण प्रेरणेपासून मुक्त होण्यासाठी आवश्यक असणारा वेग जास्तीत जास्त किती द्रव्यमानाला देता येईल, हे उत्क्षेपक रॉकेटाच्या रेट्यावर अवलंबून असते.

आधुनिक रॉकेटाची अधिक स्पष्ट कल्पना येण्यासाठी मानवासह अवकाशयान चंद्रावर पाठविण्यासाठी वापरण्यात आलेल्या सॅटर्न−५ या अपोलो कार्यक्रमातील ३ टप्प्यांच्या रॉकेटाचे उदाहरण खाली दिले आहे.

सॅटर्न−५ : क्षेपणाच्या वेळचे द्रव्यमान सु. २,८०० टन पूर्ण उंची सु. ११०·६ मी.

उत्क्षेपक टप्पा : प्रचालक−द्रवीभूत ऑक्सिजन+आर पी−१ (केरोसिनाचा एक प्रकार) विशिष्ट आवेग−३०० सेकंद रेटा (क्षेपणाच्या वेळी)−३४,४७,३०० किग्रॅ. प्रचालकाचा वापर−१५ टन/से. एकूण ज्वलन काल−२·५ मिनिटेएकूण वापरलेल्या प्रचालक−२,२५० टन पूर्ण-ज्वलन वेग-ताशी ९,६५६ किमी. गाठलेली उंची−सु. ६१ किमी.

दुसरा टप्पा : प्रचालक−द्रवीभूत ऑक्सिजन + द्रवीभूत हायड्रोजन एकूण वापरलेला प्रचालक ४२७ टन विशिष्ट आवेग−३९० सेकंद रेटा−४,५३,५९२ किग्रॅ. ज्वलनकाल−६·५ मिनिटे गाठलेली उंची−१९० किमी.

कोष्टक क्र. २ काही धन प्रचालकांचे गुणधर्म
प्रचालक प्रकार
गुणधर्म संयुक्त संयुक्त द्विपायिक उच्च ऊर्जा
नमुनेदार ऑक्सिडीकारक (%) अमोनियम परक्लोरेट

(५०-८८)

अमोनियम नायट्रेट                (८०) नायट्रोग्लिसरीन (३०-४५) परक्लोरेटअथवा फ्ल्युओरीनसंयुग
नमुनेदार इंधन (%) C2H4O (४८-१२) C2H4O (१८) नायट्रोसेल्युलोज (४५-५५), इतर (०-२०) बोरॉन संयुगअथवा ऑक्सिजनयुक्त इंधन
पायाभूत घनता (ग्रॅ./सेंमी.) १·५५-१·७५ १·५-१·६ १·६ १·५-१·९
ज्वलन तापमान ° से. (६.९ मेगॅपास्काल दाब) १,६५०-२,७६० १,३१५-१,५३५ १,६५०-२,७६० २,२०५-३,५९५
सैद्धांतिक विशिष्ट आवेग (सेकंद) (६.९ मेगॅपास्काल दाब) १९०-२७० १८०-२२० १८०-२६० २४०-२९५
ज्वलन दर (मिमी./से.) ((सु. २१° से. तापमान व६.९ मेगॅपास्काल दाब) नमुनेदार अनुप्रयोग २·५-३८

व्यापक उपयोग

२·५

विमानाच्या वा क्षेपणास्त्राच्या उत्थान मदतीसाठी

५-३२

हवा-ते-हवा व भूपृष्ठ-ते- हवा क्षेपणास्त्रांसाठी

१३

प्रायोगिक

तिसरा टप्पा : प्रचालक -द्रवीभूत ऑक्सिजन + द्रवीभूत हायड्रोजन एकूण वापरलेला प्रचालक−१०५ टन रेटा-९०,७१८ किग्रॅ. पूर्ण−ज्वलन वेग−ताशी ३८,९४६ किमी.

प्रचालक : वापरण्यात येणाऱ्या प्रचालकानुसार रॉकेट एंजिनाची मूलतः दोन वर्गात विभागणी होते. (१) घन प्रचालक वापरणारे आणि (२) द्रव प्रचालक वापरणारे. या दोन्ही तऱ्हेच्या एंजिनांमध्ये ज्वलनकक्षात प्रचालकाचे ज्वलन होऊन उच्च तापमान असलेले वायू निर्माण होतात. या वायूंचे उच्च वेगाने निष्कासन होण्यासाठी द लाव्हाल प्रकारच्या आकुंचन-विस्फारण प्रोथ वापरतात. घन प्रचालक व त्याबरोबर द्रव प्रचालक वापरणाऱ्यासंकरित रॉकेटांचा वर्गही आहे.

घन प्रचालक रॉकेट : या तऱ्हेच्या रॉकेटामध्ये ज्वलनकक्षात प्रचालक असतो. याशिवाय प्रोथ व रॉकेट चालू करण्यासाठी ज्वलन सुरू करणारी यंत्रणा एवढेच भाग या रॉकेटामध्ये असतात. त्यामुळे अशा रॉकेटाची रचना अत्यंत सोपी होते. प्रचालकाच्या ज्वलनामुळे निर्माण झालेले उष्ण वायू प्रोथातून उच्च वेगाने बाहेर फेकले गेल्यामुळे रेटा उत्पन्न होतो. बाहेरून ऑक्सिजनाचा पुरवठा न करताच ज्वलनक्रिया चालू ठेवण्यासाठी प्रचालकांमध्येच इंधनाचे व ऑक्सिडीकरणाचे गुणधर्म एकवटलेले पाहिजेत.

प्रचलित धन प्रचालकांचे तीन प्रकार आहेत : (१) इंधन व ऑक्सिडीकारक यांचे गुणधर्म एकवटलेली अस्थिर रासायनिक संयुगे (उदा., नायट्रोसेल्युलोज इ.) यांना द्विपायिक (दोन पदार्थात पायाभूत असलेले) प्रचालक असेही म्हणतात. (२) इंधन (उदा., कार्बन प्लॅस्टिक, रेझीन वगैरे) आणि ऑक्सिडीकरण (उदा., अमोनिया व पोटॅशियम यांचे नायट्रेट अगर परतक्लोरेटॉ) एकजीवपणे मिसळून बनविलेले संयुक्त प्रचालक. (३) या दोन तर्हेंच्या प्रचालकांचा संयोग. कोष्टक क्र. २ मध्ये घन प्रचालकांचे गुणधर्म दिले आहेत.

पहिल्या प्रकारच्या प्रचालकांपैकी साधारणतः नेहमी वापरला जाणारा प्रचालक म्हणजे द्विघटकी प्रचालक किंवा बॅलिसाईट होय.हा नायट्रोसेल्युलोज व नायट्रोसेल्युलोज व नायट्रोग्लिसरीन किंवा तत्सम संयुगांचे मिश्रण असते. यांपैकी प्रत्येक द्रव्य एकएकटे वापरणेही शक्य आहे परंतु दोघांचे मिश्रण प्रचालक म्हणून जास्त उपयुक्त ठरते. पाहिजे त्या आकाराचे व आकारमानाचे प्रचालक साच्यात ओतून किंवा दाबून बनविण्यात येतात. संयुक्त प्रकारचे प्रचालक बनविण्यासाठी पॉलिमिथेन किंवा ॲक्रिलिक अम्लाचे बहुवारिक (अनेक लहान व साध्या रेणूंच्या संयोगाने बनलेले प्रचंड रेणूंचे संयुग) यांसारखी प्लॅस्टिके बारीक पूड केलेल्याऑक्सिडीकारकामध्ये एकजीवपणे मिसळतात. पुष्कळदा ज्वलनाचे तापमान वाढविण्यासाठी ॲल्युमिनियम किंवा मॅग्नेशियम यांची पूड करून यात मिसळतात. त्यानंतर ते मिश्रण पाहजे त्या आकारात बाहुवारिकीकरणाने घट्ट होऊ देतात. तिसऱ्याप्रकारचे प्रचालक नेहमीच्या द्विघटकी प्रचालकामध्ये ऑक्सिडीकारक व ॲल्युमिनियमाची पूड मिसळून बनवतात.


घन प्रचालकामध्ये पुढील गुणधर्म असावेत : (१) ज्वलन तापमान व त्यायोगे विशिष्ट आवेग वाढविण्यासाठी रासयनिक ऊर्जेचे उत्सर्जन मोठ्या प्रमाणावर झाले पाहिजे. (२) विशिष्ट आवेग जास्त होण्यासाठी ज्वलनाने उत्पन्न होणाऱ्या संयुगांचा रेणूभार कमी असणे जरूरीचे आहे. (३) त्याची घनता जास्त असली पाहिजे म्हणजे तेवढ्याच द्रव्यमानाच्या प्रचालकासाठी लहान व कमी वजनाचा ज्वलनकक्ष वापरता येतो. (४) तापमान वाढल्यामुळे वा आघातामुळे प्रचालकाचे ज्वलन आपोआप सुरू होता कामा नये.(५) साठा करण्याच्या दृष्टीने त्याचे गुणधर्म चांगले असले पाहिजेत म्हणजे कालांतराने त्याच्या भौतिक किंवा रासायनिक गुणधर्मात अनिष्ट बदल होता कामा नयेत. (६) त्याचे उत्पादन मोठ्या प्रमाणावर करता आले पाहिजे व ओतकाम करून किंवा जोराच्या दाबाबरोबर पाहिजे त्या आकारात बनविणे शक्य झाले पाहिजे आणि (७) प्रचालकाचे सर्वत्र समान व आधी कल्पिल्याप्रमाणे ज्वलन व्हावे.

इष्ट त्वरेने ज्वलन होऊ शकेल असा आकार असलेल्या ज्वलन कक्षात व्यवस्थित बसणाऱ्यायोग्य आकाराच्या प्रचालकास ग्रेन असे म्हणतात.प्रचालकाचे ज्वलन चालू करण्यासाठी ज्वलन प्रारंभकाची (प्रज्वलाकाची) जरुर असते. यासाठी एक ज्वालाग्राही पूड वापरतात. तिच्यातून जाणाऱ्या तारेत विद्युत् प्रवाह पाठवून तिचे ज्वलन सुरू करता येते. त्यामुळे ग्रेनच्या सर्व उघड्या पृष्ठभागावर ज्वलन सुरू होते. ज्वलनकक्षाच्या भिंतीच्या आतील पृष्ठभागावर दिलेल्या अस्तरासारख्या एक थरामुळे ग्रेन भिंतीला घट्ट चिकटतो व भिंतीजवळ ग्रेनचे ज्वलन होत नाही, शिवाय त्याचा उष्णता निरोधकाप्रमाणे उपयोग होऊन भिंतीचे तापमान फार वाढत नाही. ग्रेनच्या एखाद्या पृष्ठभागावर ज्वलन होऊ द्यावयाचे नसल्यास तेथे प्रतिबंधकाचा थर देण्याच येतो.

आ. ७. घन प्रचालक रॉकेटातील ज्वलनक्रिया : (अ) एका टोकाकडून ज्वलनक्रिया होणारा ग्रेन (आ) आतील बाजूने ज्वलनक्रिया होणारा ग्रेन (इ) ज्वलनक्रिया चालू असलेले क्षेत्रफळ कायम ठेवण्यासाठी ग्रेनमध्ये ठेवलेले तारकाकृती छिद्र : (१)प्रचालक, (२)ज्वलन होणारा पृष्ठभाग.सेकंदास किती प्रचालकाचे ज्वलन होते त्यावर रेटा अवलंबून असतो आणि हे जेथे ज्वलन शक्य आहे अशा ग्रेनच्या उघड्या पृषठभागाच्या क्षेत्रफळावर अवलंबून असते. रेटा स्थिर ठेवण्यासाठी ज्वलन होत असतानाही हे क्षेत्रफळ बदलता कामा नये. यासाठी सर्वांत सोपा मार्ग म्हणजे आ. ७ (अ) मध्ये दाखविल्याप्रमाणे ग्रेनला वृत्तचितीचा आकार देऊन एका बाजूचा पृष्ठभाग उघडा ठेवणे परंतु अशा एका टोकाकडून ज्वलनक्रिया चालू ठेवण्यातील मुख्य तोटा म्हणजे ज्वलनक्षेत्र लहान असल्यामुळे ज्वलनाचा वेग व अर्थातच रेटाही कमी असतो. शिवाय ज्वलनकक्षाच्या भिंतीचा उच्च तापमान असणाऱ्यावायूंशी संपर्क येतो. आ. ७ (आ) मध्ये दाखविल्याप्रमाणे आतील बाजूने ज्वलनक्रिया करून यात सुधारणा करता येते. या पद्धतीत ज्वलनक्षेत्र मोठे असते पण ज्वलनाबरोबर ते वाढतच जाते. या वाढत्या ज्वलन वेगाबरोबर रेटाही वाढत जातो. यास प्रगमनशील ज्वलनक्रिया म्हणतात. स्थिर रेट्यासाठी समतोल ज्वलनाची गरज असते. ग्रेनमध्ये निरनिराळ्या आकारांचे छिद्र पाडून ज्वलन चालू असलेल्या पृष्ठभागाचे क्षेत्रफळ कायम ठेवता येते. यासाठी बऱ्याच वेळा वापरण्यात येणारे तारकाकृती छिद्र आ. ७ (इ) मध्ये दाखविले आहे. ज्वलनकक्षात निर्माण झालेल्या वायूंचा दाब वातावरणीय दाबाच्या ३५ ते ५० पट असतो. या कक्षासाठी साधारणतः पोलादी पत्रा वापरण्यात येतो व त्याची जाडी हा दाब सहन करण्यास पुरेशी असते. आतील बाजूने जळणारा ग्रेन व अस्तरामुळे होणारे उष्णता निरोधन यांमुळे ज्वलनकक्ष प्रमाणाबाहेर तापत नाही परंतु द्रव प्रचालक रॉकेटाप्रमाणे प्रोथ थंड राखण्याची काहीच सोय घन प्रचालक रॉकेटामध्ये नसते. विशेषतः आकुंचन-विस्फारण प्रोथाच्या गळ्याच्या भागाला संरक्षणाची गरज असते, कारण त्याचा उच्च तापमान व वेग असणाऱ्या वायूंशी सतत संपर्क येतो.

आ. ८. उत्थानासाठी मदत करणाऱ्यात रॉकेटाकरिता अस्तरयुक्त व स्प्रिंगेने धरून ठेवलेला ग्रेन : (१) प्रज्वालक यंत्रणा, (२) ग्रेनच्या ऊष्मीय प्रसरणाला वाव देण्यासाठी स्प्रिंग, (३) प्रचालक ग्रेन, (४) अस्तर, (५) ग्रॅफाइट प्रोथ समावेशक, (६) प्रोथ, (७) ज्वलनकक्ष भिंत, (८) प्रतिबंधकात गुंडाळलेला प्रचालक ग्रेन. हा प्रोथ बनविण्यासाठी एका वृत्तचितीमध्ये योग्य आकाराचा भाग बसविण्यात येतो. हा भाग ग्रॅफाइट, खास प्रकारची मृत्तिका, टंगस्टन किंवा त्यापासून बनविलेली मिश्रधातू इ. उच्च तापमानाचा फारसा परिणामन होणाऱ्यापदार्थाचा केलेला असतो. या भागाचे तापमानही नुकसान होण्याइतके वाढत नाही कारण प्रारणक्रियेमुळे (तरंगरूपाने ऊर्जा बाहेर टाकण्याच्या क्रियेमुळे) उष्णतेचा व्यय होत असतो. या भागाचे तापमान फारसे वाढू नये म्हणून त्यावर तापमान वाढल्यास वितळून बाष्पीभूत होणाऱ्या एखाद्या पदार्थाचा थर देण्यात येतो या क्रियेसाठी बरीच उष्णता वापरली गेल्यामुळे तापमान जास्त वाढत नाही. याच तत्त्वावर आधारलली दुसरी रीत म्हणजे सच्छिद्र टंगस्टन वापरून छिद्रांमध्ये तांबे, शिसे किंवा चांदी यांसारख्या कमी वितळबिंदू असलेल्या धातू भरणे. तापमान वाढू लागताच त्या वितळून त्यांचे बाष्पीभवन होते.

घन प्रचालक रॉकेटांचा उपयोग सर्वांत जास्त क्षोपणास्त्रांत केला जातो. याची मुख्य कारणे म्हणजे (१) अतिशय सोप्या रचनेमुळे या रॉकेटांच मोठ्या रचनेमुळे या रॉकेटांचे मोठ्या प्रमाणावर उत्पादन करणे शक्य असते, (२) ती केव्हाही वापरण्यासाठी सदैव सज्ज ठेवता येतात व (३) हव्या त्या ठिकणी सुलभ रीतीने नेता येतात. या रॉकेटांमधील सर्वांत मोठे वैगुण्य म्हणजे त्यांचा विशिष्ट आवेग द्रव प्रचालक रॉकेटांच्या तुलनेने बराच कमी असतो. व्ही−२ रॉकट विकासावस्थेत असताना, तर साधी बंदुकीची दारू या नावाने ओळखला जाणारा एकच घन प्रचालक ज्ञात असून त्याचा विशिष्ट आवेग फक्त १४० सेकंद होता. अर्थातच उत्पेक्षक म्हणून बनविल्या गेलेल्या उच्च रेट्यांच्या सर्वच रॉकेटांमध्ये द्रव प्रचालक वापरण्यात आला. सध्या २४५ सेकंदापर्यंत विशिष्ट आवेग देणारे घन प्रचालक उपलब्ध असल्यामुळे त्यांचा वापर करून मोठ्या रेट्यांची एंजिने बनविणे शक्य दिसते. याहूनही अधिक विशिष्ट आवगाच घन प्रचालक मात्र शक्य दिसत नाहीत कारण ते रासायनिक दृष्ट्या अस्थिर असतील. जरी हा विशिष्ट आवेग द्रव प्रचालकांच्या मानाने कमी असला, तरी सोपी रचना व घन प्रचालकाची जास्त घनता व दीर्घकाल साठविण्याची सोय हे यातील फायदे आहेत. यामुळेच आंतरग्रहीय प्रचालनासाठी ही रॉकेटे द्रव प्रचालक रॉकेटांपेक्षा कदाचित अधिक उपयुक्त ठरतील.


पुढील भाग पाहण्यासाठी येथे क्लीक करा