จรวดสำรวจ V-2
จรวดสำรวจ V-2 ที่ฐานยิงขีปนาวุธไวท์แซนด์ส ในปี 1946
พิมพ์	ขั้นตอนเดียว
ประวัติการบริการ
พร้อมให้บริการ	พ.ศ. 2489–2495
ใช้โดย	สหรัฐอเมริกา
ข้อกำหนด
มวล	13,000 กิโลกรัม (29,000 ปอนด์)
ความยาว	14 เมตร (45 ฟุต 11 นิ้ว)
เส้นผ่านศูนย์กลาง	1.65 เมตร (5 ฟุต 5 นิ้ว)
ความกว้างปีก	3.56 เมตร (11 ฟุต 8 นิ้ว)
เชื้อเพลิงขับดัน	เอทานอล 75% จำนวน 3,810 กิโลกรัม (8,400 ปอนด์) น้ำ 25% ออกซิเจนเหลว 4,910 กิโลกรัม (10,820 ปอนด์)

จรวด V-2 ของเยอรมัน ที่ กองทัพสหรัฐฯยึดได้ในช่วงปลายสงครามโลกครั้งที่ 2ถูกนำมาใช้เป็นจรวดสำรวจ เพื่อบรรทุกเครื่องมือวิทยาศาสตร์ขึ้นสู่ ชั้นบรรยากาศเบื้องบนของโลกและขึ้นสู่อวกาศระดับวงโคจรย่อย ณ ฐานยิงขีปนาวุธไวท์แซนด์ส (WSMR) สำหรับโครงการสำรวจชั้นบรรยากาศและดวงอาทิตย์ในช่วงปลายทศวรรษ 1940 วิถีการบินของจรวดมีจุดประสงค์เพื่อให้จรวดบินสูงประมาณ 100 ไมล์ (160 กม.) และเบี่ยงไปในแนวนอน 30 ไมล์ (48 กม.) จากฐานยิงจรวด WSMR หมายเลข 33 ความเร็วในการตกกระทบของจรวดที่กลับมาถูกลดลงโดยการทำให้โครงสร้างของตัวจรวดเสียหายเมื่อกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ การบันทึกและเครื่องมือที่ทนทานกว่าอาจกู้คืนได้จากจรวดหลังจากการตกกระทบพื้น แต่ มีการพัฒนา ระบบโทรมาตรเพื่อส่งและบันทึกค่าที่อ่านได้จากเครื่องมือระหว่างการบิน^{[ 1 ] : 112–116}

รถไฟบรรทุกชิ้นส่วน จรวด V-2จำนวน 300 คันแรกเริ่มทยอยมาถึงลาสครูเซส รัฐนิวเม็กซิโกในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2488 เพื่อขนส่งไปยัง WSMR ^{[ 2 ] : 246} มีการนำอุปกรณ์จากเยอรมนีมาเป็นจำนวนมากจนพิพิธภัณฑ์เยอรมันต้องจัดหาจรวด V-2 จากสหรัฐอเมริกามาจัดแสดงในภายหลัง^{[ 3 ]}ในเดือนพฤศจิกายน พนักงานของบริษัท General Electric (GE) เริ่มทำการระบุ คัดแยก และประกอบชิ้นส่วนจรวด V-2 ขึ้นใหม่ในอาคาร WSMR หมายเลข 1538 ซึ่งกำหนดให้เป็นอาคารประกอบ WSMR หมายเลข 1 กองทัพบกได้สร้างป้อมปราการในพื้นที่ปล่อยจรวด WSMR หมายเลข 1 เสร็จสมบูรณ์ในเดือนกันยายน พ.ศ. 2488 ฐานปล่อยจรวด WSMR หมายเลข 33 สำหรับจรวด V-2 ที่ยึดมาได้ถูกสร้างขึ้นรอบๆ ป้อมปราการนี้^{[ 4 ]}

ความพยายามในการประกอบจรวด V-2 ในช่วงเริ่มต้นทำให้มีจรวดพร้อมสำหรับการปล่อย 25 ลำ กองทัพบกได้จัดตั้งคณะวิจัยชั้นบรรยากาศตอนบนซึ่งประกอบด้วยตัวแทนจากกองบัญชาการวัสดุทางอากาศห้องปฏิบัติการวิจัยกองทัพเรือ (NRL) กองสัญญาณกองทัพบกห้องปฏิบัติการวิจัยขีปนาวุธห้องปฏิบัติการ ฟิสิกส์ ประยุกต์มหาวิทยาลัยมิชิแกนมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดมหาวิทยาลัยพรินซ์ตันและบริษัทเจเนอรัลอิเล็กทริก^{[ 1 ] :} นักวิทยาศาสตร์จรวดชาวเยอรมัน 112 คนจากปฏิบัติการ PaperclipเดินทางมาถึงFort Blissในเดือนมกราคม พ.ศ. 2489 เพื่อช่วยเหลือโครงการทดสอบจรวด V-2 ^{[ 4 ]}หลังจากการทดสอบยิงเครื่องยนต์ V-2 แบบคงที่เมื่อวันที่ 15 มีนาคม พ.ศ. 2489 การปล่อยจรวด V-2 ครั้งแรก จากฐานปล่อยจรวดหมายเลข 33 เกิดขึ้นเมื่อวันที่ 16 เมษายน พ.ศ. 2489 เมื่อตระหนักถึงความเป็นไปได้ของโครงการ บุคลากรของ GE ได้สร้างส่วนประกอบควบคุมใหม่เพื่อทดแทนชิ้นส่วนที่เสื่อมสภาพ และใช้ชิ้นส่วนทดแทนด้วยวัสดุที่นำกลับมาใช้ใหม่เพื่อให้จรวดสำรวจ V-2 มากกว่า 75 ลำพร้อมสำหรับการสำรวจชั้นบรรยากาศและดวงอาทิตย์ที่ WSMR มีการกำหนดการปล่อยจรวด V-2 ประมาณสองครั้งต่อเดือนจากฐานปล่อยจรวดหมายเลข 33 จนกว่าจรวดสำรวจ V-2 จะหมด^{[ 1 ] : 112} ความถี่ที่ลดลงของการสำรวจจรวดสำรวจ V-2 จากฐานปล่อยจรวดหมายเลข 33 ยังคงดำเนินต่อไปจนถึงปี 1952 ^{[ 5 ]}

ดูเพิ่มเติม: การปล่อยจรวด V-2 ที่ยึดมาได้ในสหรัฐอเมริกาหลังปี 1945

หัวรบระเบิดหนัก 2,200 ปอนด์ (1,000 กิโลกรัม) ใน กรวยหัวจรวดขนาด 17 ลูกบาศก์ฟุต (0.48 ม. ^³ ) ถูกแทนที่ด้วยชุดอุปกรณ์วัดที่มีน้ำหนักเฉลี่ย 1,200 ปอนด์ (540 กิโลกรัม) บางครั้งมีการเพิ่มอุปกรณ์วัดเข้าไปในห้องควบคุม ในส่วนมอเตอร์ด้านหลัง ระหว่างถังเชื้อเพลิง หรือบนครีบหรือผิวของจรวด โดยทั่วไปแล้วอุปกรณ์วัดในกรวยหัวจรวดจะถูกประกอบที่ห้องปฏิบัติการที่เข้าร่วมและขนส่งไปยัง WSMR เพื่อประกอบเข้ากับจรวดในอาคารประกอบ 1 ^{[ 1 ] : 113–115, 135}

จรวดที่กลับสู่พื้นโลกโดยสมบูรณ์ได้สร้างหลุมอุกกาบาตที่มีความกว้างประมาณ 80 ฟุต (24 เมตร) และมีความลึกใกล้เคียงกัน ซึ่งเต็มไปด้วยเศษซากจนถึงความลึกประมาณ 35 ฟุต (11 เมตร) เพื่อเป็นการรักษาสภาพของอุปกรณ์ จึง มีการวางระเบิด ไดนาไมต์ไว้ในโครงสร้างตัวจรวดอย่างมีกลยุทธ์ เพื่อให้ระเบิดทำงานที่ระดับความสูง 50 กิโลเมตร (31 ไมล์) ระหว่างการบินลงในช่วงท้ายของช่วงเวลาการสังเกตการณ์ทางวิทยาศาสตร์ที่ระดับความสูง ระเบิดเหล่านี้ทำให้โครงสร้างของจรวดอ่อนแอลง เพื่อให้มันถูกฉีกขาดออกจากกันด้วยแรงทางอากาศพลศาสตร์เมื่อมันกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศที่หนาแน่นกว่าในระดับต่ำกว่าความเร็วปลายของเศษชิ้นส่วนที่หมุนวนลดลงไปหนึ่งอันดับ^{[ 1 ] : 115–116, 138}

จรวดสำรวจ V-2 มีความยาว 47 ฟุต (14 เมตร) และเส้นผ่านศูนย์กลาง 5 ฟุต 5 นิ้ว (1.65 เมตร) น้ำหนัก 28,000 ปอนด์ (13,000 กิโลกรัม) โดยเชื้อเพลิงเหลวเต็มพิกัดคิดเป็นสองในสามของน้ำหนักทั้งหมด เชื้อเพลิงจะถูกเผาไหม้หมดภายในนาทีแรกของการบิน ทำให้เกิดแรงขับ 56,000 ปอนด์-แรง (250 กิโลนิวตัน) ความเร่งสูงสุด 6 G s²เกิดขึ้นที่น้ำหนักเชื้อเพลิงต่ำสุดก่อนที่เชื้อเพลิงจะหมด และความเร่งจากการสั่นสะเทือนมีขนาดใกล้เคียงกันในระหว่างการบินด้วยกำลังขับเคลื่อน ความเร็วเมื่อเชื้อเพลิงหมดอยู่ที่ประมาณ 5,000 ฟุต (1,500 เมตร) ต่อวินาที หรือ 3,400 ไมล์ต่อชั่วโมง (5,500 กิโลเมตรต่อชั่วโมง) โดยทั่วไปแล้ว จรวดจะมีโมเมนตัมเชิงมุมเล็กน้อยที่ไม่สามารถคาดเดาได้เมื่อเชื้อเพลิงหมด ทำให้เกิดการหมุนที่ไม่สามารถคาดเดาได้พร้อมกับการเอียงหรือการหันเหขณะที่มันพุ่งขึ้นไปประมาณ 75 ไมล์ (121 กิโลเมตร) เที่ยวบินทั่วไปจะให้ช่วงเวลาสังเกตการณ์ 5 นาทีที่ระดับความสูงเหนือ 35 ไมล์ (56 กม.) ^{[ 1 ] : 135–137}

กลไกเซอร์โวถูกคิดค้นขึ้นเพื่อชดเชยการเปลี่ยนแปลงของจรวดขณะที่มันหมุนหลังจากการเผาไหม้ สิ่งเหล่านี้ทำให้เครื่องมือติดตามดวงอาทิตย์สามารถวัดสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า ของดวงอาทิตย์ได้ การกู้คืนเครื่องมือด้วยร่มชูชีพประสบความสำเร็จในระดับจำกัด แต่เครื่องมือหรือการบันทึกที่ทนทานกว่าบางส่วนภายในโครงสร้างลำตัวจรวดสามารถทนต่อแรงกระแทกกับพื้นโลกที่ความเร็วต่ำกว่าเสียงได้^{[ 1 ] : 116&137}

NRL ได้พัฒนาระบบโทรมาตรโดยใช้การมอดูเลชั่นแบบพัลส์-ไทม์ 23 ช่อง แรงดันไฟฟ้าที่ป้อนเข้าขั้วอินพุตของแต่ละช่องจะกำหนดระยะห่างระหว่างพัลส์ที่อยู่ติดกันสองพัลส์ ซึ่งไม่ต่างจากเทคนิคการมอดูเลชั่นแบบพัลส์-โพซิชั่นมากนัก ระยะห่างระหว่างพัลส์แรกและพัลส์ที่สองถูกกำหนดโดยช่องที่ 1 ระหว่างพัลส์ที่สองและพัลส์ที่สามโดยช่องที่ 2 และอื่นๆ ระบบจะสุ่มตัวอย่าง 200 ครั้งต่อวินาทีของพัลส์ 24 พัลส์ ข้อมูลถูกส่งผ่านการมอดูเลชั่นความถี่ กำลังสูง สถานีรับสัญญาณภาคพื้นดินจะแปลงระยะห่างของพัลส์กลับเป็นแรงดันไฟฟ้า ซึ่งจะถูกนำไปใช้กับชุดของแกลวาโนมิเตอร์ แบบสาย เพื่อบันทึกแต่ละช่องอย่างต่อเนื่องบนม้วนฟิล์มที่กำลังเคลื่อนที่ ความแม่นยำอยู่ในช่วงประมาณ 5 เปอร์เซ็นต์^{[ 1 ] : 116&138}

การปล่อยยานอวกาศ ของห้องปฏิบัติการวิจัยกองทัพเรือในปี พ.ศ. 2489 ^{[ 5 ]} ได้ถ่ายภาพดวงอาทิตย์ในสเปกตรัมอัลตราไวโอเลตเป็นครั้งแรกที่ระดับความสูง 88 กม. (55 ไมล์) ^{[ 6 ] [ 7 ]}

เที่ยวบินกลางคืนครั้งแรกของจรวดสำรวจ V-2 เริ่มขึ้นเวลา 22:00 น. (MST) ของวันที่ 17 ธันวาคม พ.ศ. 2489 ใน เที่ยวบิน ของห้องปฏิบัติการฟิสิกส์ประยุกต์จรวดลำนี้บรรทุกวัตถุระเบิดหลายชิ้นที่สร้างดาวตกเทียม ซึ่งสามารถสังเกตได้ด้วยการถ่ายภาพ ชุดอุปกรณ์ทดลองได้รับการติดตั้งโดยJames Van Allenแม้ว่าเที่ยวบินดังกล่าวจะถูกถ่ายภาพโดยผู้สังเกตการณ์ที่อยู่ไกลออกไป (285 ไมล์ (459 กม.)) ในเมืองทูซอน รัฐแอริโซนาแต่วัตถุระเบิดและดาวตกที่คาดว่าจะเกิดขึ้นนั้นไม่ได้ถูกถ่ายภาพ และเป็นไปได้ว่าวัตถุระเบิดไม่ได้ถูกจุดระเบิด^{[ 8 ]}

ชุดเที่ยวบินที่กำหนดให้เป็น “โครงการบลอสซัม” เริ่มต้นด้วยเที่ยวบินจรวดสำรวจ V-2 ครั้งที่ 20 (บลอสซัม 1) เมื่อวันที่ 20 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2490 จากฐานยิงขีปนาวุธไวท์แซนด์สรัฐนิวเม็กซิโกโดยมีจุดประสงค์เพื่อทำการทดสอบกับสัตว์^{[ 9 ]}มีการวางแผนเที่ยวบินเจ็ดเที่ยวบินเพื่อทดสอบความเป็นไปได้ในการปล่อยกระป๋องที่มีร่มชูชีพและเก็บกู้กลับมาได้อย่างสมบูรณ์ ร่มชูชีพจะถูกปล่อยออกมาที่จุดสูงสุดของการบิน^{[ 10 ]}

วัตถุประสงค์ของการทดลองเที่ยวบินที่ 20 คือการสำรวจผลกระทบของการได้รับรังสีที่ระดับความสูงมาก จรวดขึ้นไปถึงระดับความสูง 68 ไมล์ (109 กิโลเมตร) ในเวลา 3 นาที 10 วินาที ซึ่งเกินกว่าขอบเขตอวกาศที่กำหนดโดยกองทัพอากาศสหรัฐฯ ที่ 50 ไมล์ และ ขอบเขตอวกาศ สากลที่ 100 กิโลเมตรแคปซูล Blossom ถูกดีดออกและกางร่มชูชีพได้สำเร็จ แมลงวันผลไม้ถูกเก็บกู้มาได้โดยไม่ตาย ภารกิจ V-2 อื่นๆ บรรทุกตัวอย่างทางชีวภาพ รวมถึงเมล็ดพืช^{[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]}

อัลเบิร์ตที่ 2ลิงแรซัส กลายเป็นสัตว์จำพวกไพรเมตและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมตัวแรกที่เดินทางไปในอวกาศเมื่อวันที่ 14 มิถุนายน 1949 ในเที่ยวบิน V-2 หมายเลข 47 (Blossom No. 4B) ที่สหรัฐฯ ปล่อย หลังจาก ภารกิจของ อัลเบิร์ตตัวแรก (Blossom No. 3 เที่ยวบินที่ 37 เมื่อวันที่ 11 มิถุนายน 1948) ล้มเหลว อัลเบิร์ตตัวแรกขึ้นไปถึงระดับความสูงเพียง 30-39 ไมล์ (48-63 กิโลเมตร) ในขณะที่อัลเบิร์ตที่ 2 ขึ้นไปถึงระดับความสูงประมาณ 83 ไมล์ (134 กิโลเมตร) อัลเบิร์ตที่ 2 เสียชีวิตจากการกระแทกเนื่องจากร่มชูชีพทำงานผิดพลาด

ในช่วงทศวรรษ 1950 และ 1960 สหรัฐอเมริกาได้ส่งลิงหลายสายพันธุ์ขึ้นไปในอวกาศ ลิงเหล่านี้ได้รับการฝังเซ็นเซอร์เพื่อวัดสัญญาณชีพ และหลายตัวอยู่ภายใต้การวางยาสลบระหว่างการปล่อย อัตราการตายของลิงในช่วงนี้สูงมาก ประมาณสองในสามของลิงทั้งหมดที่ถูกส่งขึ้นไปในทศวรรษ 1940 และ 1950 เสียชีวิตระหว่างภารกิจหรือหลังจากลงจอดไม่นาน^{[ 15 ]}

• เฮอร์เมส (โครงการขีปนาวุธ)
• กันชน RTV-G-4
• วี-2 หมายเลข 13
• การเดินทางในอวกาศก่อนปี 1951