2-Tên lửa học trở thành một khoa học
Trong nửa sau thế kỉ 17, nhà khoa học vĩ đại người Anh, Isaac Newton (1642 – 1727) đã thiết lập những nền tảng khoa học cho ngành tên lửa học hiện đại. Newton đã tổ chức kiến thức của ông về chuyển động vật lí thành ba định luật khoa học. Các định luật ấy giải thích tên lửa hoạt động như thế nào và tại sao chúng có thể hoạt động trong chân không của vũ trụ bên ngoài.
Huyền thoại Trung Hoa, viên tướng Wan Hu dũng cảm dùng bản thân mình thử nghiệm “phóng tên lửa”.
Các định luật Newton sớm có sự tác động thực tiễn lên thiết kế tên lửa. Khoảng năm 1720, một giáo sư người Hà Lan, Willem Gravesande, đã chế tạo một mẫu xe hơi đẩy bằng luồng hơi nước. Các nhà thực nghiệm tên lửa ở Đức và Nga bắt đầu làm việc với các tên lửa có khối lượng hơn 45 kilogram. Một số trong những tên lửa này mạnh đến mức ngọn lửa thải thoát ra của chúng khoan thành những cái hố sâu trên mặt đất ngay trước khi chúng phóng lên.
Vào cuối thế kỉ 18 và bước sang đầu thế kỉ 19, các tên lửa trải qua một giai đoạn phục hồi ngắn là vũ khí chiến tranh. Thành công của các tên lửa bắn chặn Ấn Độ chống lại quân Anh vào năm 1792 và một lần nữa vào năm 1799 đã thu hút sự chú ý của một vị chuyên gia pháo binh, Colonel William Congreve. Congreve bắt đầu thiết kế các tên lửa dùng cho quân đội Anh.
Tên lửa Congreve thành công vang dội trên chiến trường. Được các con tàu Anh sử dụng nện vào bến cảng McHenry trong cuộc chiến năm 1812, chúng đã truyền cảm hứng cho Francis Scott Key viết nên câu “ánh đỏ của tên lửa” trong bài thơ của ông sau này trở thành bài Cờ nước Mĩ.
Ngay cả với nghiên cứu của Congreve, độ chính xác của các tên lửa vẫn không được cải thiện nhiều từ những ngày đầu. Bản chất phá hủy của các tên lửa chiến tranh không nằm ở độ chính xác hay sức mạnh của chúng, mà ở số lượng của chúng. Trong một cuộc vây chiến tiêu biểu, hàng nghìn tên lửa có thể được bắn về phía quân thù. Trên khắp thế giới, các nhà nghiên cứu tên lửa đã thử nghiệm nhiều phương pháp nhằm nâng cao độ chính xác. Một người Anh, William Hale, đã phát triển một kĩ thuật gọi là ổn định hóa chuyển động quay tròn. Trong phương pháp này, khí thải thoát ra đập vào những cái van nhỏ ở đáy tên lửa, làm cho nó quay tròn giống hệt như viên đạn trên hành trình bay. Ngày nay, nhiều tên lửa vẫn còn sử dụng các biến thể của nguyên lí này.
Tên lửa tiếp tục được sử dụng thành công trong các trận chiến trên lục địa châu Âu. Tuy nhiên, trong một cuộc chiến với nước Phổ, các lữ đoàn tên lửa Áo đã gặp phải đối thủ của mình với các mẩu pháo binh được thiết kế mới. Đại bác nạp ở khóa nòng với nòng rãnh xoắn và đầu nổ là thứ vũ khí chiến tranh hiệu quả hơn nhiều so với những tên lửa tốt nhất. Lại một lần nữa, quân sự đã loại tên lửa học sang cho các công dụng thời bình.
Tên lửa học hiện đại ra đời
Năm 1898, một giáo viên người Nga, Konstantin Tsiolkovsky (1857-1935), đề xuất ý tưởng thám hiểm vũ trụ bằng tên lửa. Trong một bài báo cáo ông công bố vào năm 1903, Tsiolkovsky đề xuất sử dụng các chất đẩy lỏng cho tên lửa để thu được tầm hoạt động lớn hơn. Tsiolkovsky phát biểu rằng duy chỉ có vận tốc của khí thải thoát ra là hạn chế tốc độ và tầm bay của một tên lửa. Với những ý tưởng của ông, với sự nghiên cứu thận trọng và tầ nhìn rộng, Tsiolkovsky được gọi là cha để của ngành du hành vũ trụ hiện đại.
Ngay đầu thế kỉ 20, một người Mĩ, Robert H. Goddard (1882-1945), đã tiến hành các thí nghiệm thực tiễn về tên lửa học. Ông trở nên bị cuốn hút vào cách thức đạt tới những cao độ lớn hơn so với những cao độ mà các khí cầu nhẹ hơn không khí có thể đạt tới. Ông cho xuất bản một cuốn sách mỏng vào năm 1919 mang tựa đề Một phương pháp đạt tới những cao độ cực lớn. Ngày nay, chúng ta gọi phép phân tích toán học này là tên lửa thăm dò khí tượng.
Trong tập sách của ông, Goddard đã đi tới một vài kết luận quan trọng về tên lửa học. Từ những thử nghiệm của mình, ông phát biểu rằng một tên lửa hoạt động trong chân không có hiệu suất lớn hơn trong không khí. Lúc bấy giờ, đa số mọi người tin tưởng một cách sai lầm rằng sự có mặt của không khí là cần thiết cho tên lửa đẩy ra phía sau. Biên tập viên tạp chí New York Times khi đó đã chế giễu Goddard là “thiếu kiến thức đã học ở trường phổ thông”. Goddard cũng phát biểu rằng các tên lửa nhiều tầng là câu trả lời để đạt tới những cao độ lớn và vận tốc cần thiết để thoát ra khỏi sức hút hấp dẫn của Trái đất có thể thu được theo phương pháp này.
Mẫu tên lửa Tsiolkovsky