Robert Goddard

Con la introducción de la energía eléctrica en los Estados Unidos (durante la década de 1880), Goddard comenzó a interesarse por la ciencia. Cuando su padre le mostró los efectos de la electricidad estática en la alfombra de su casa, su imaginación e interés crecieron. Robert comenzó a realizar pequeños experimentos, uno de ellos se basaba en la creencia de que al friccionar sus pies con grava sería capaz de cargar el zinc de una batería, y poder así saltar más alto, pero el experimento, lógicamente, falló.[13][15] Goddard detuvo los experimentos después de que su madre le dijera que, si tenía éxito, terminaría "navegando hacia lo lejos y jamás podría regresar".[16]

Más tarde, Goddard experimentó con productos químicos, formando una nube de humo y provocando una explosión en su casa.[14] Nahum decidió animar el interés científico de su hijo regalándole un telescopio, un microscopio y una suscripción a Scientific American.[16] Robert desarrolló fascinación por los vuelos, tanto de cometas como de globos. Durante esa época, se convirtió en un cronista concienzudo de su trabajo, habilidad que, más tarde, beneficiaría su carrera. A los 16 años, intentó construir un globo de aluminio, dando forma al metal crudo en su propia casa, y llenándolo con hidrógeno. Después de casi cinco semanas de metódicos esfuerzos documentados, abandonó el proyecto, argumentando: "... el globo no subirá, el aluminio es demasiado pesado". Dicho fracaso no frenaría la creciente determinación y confianza de Goddard en su trabajo.[13]

A los 16 años, Goddard se comenzó a interesar por el espacio después de leer La guerra de los mundos (H. G. Wells).[17] Su interés por los viajes espaciales fue consolidado el 19 de octubre de 1899, a los 17 años, cuando subió a un cerezo y se sintió abrumado por el cielo. Más tarde escribió:

"Un día me subí a un alto cerezo ubicado detrás del establo... al mirar hacia el campo, comencé a imaginar lo maravilloso que sería crear un dispositivo que pudiera llegar a Marte, en cómo se vería a pequeña escala, dejando el suelo a mis pies. Tengo varias fotografías del árbol, tomadas desde entonces, con la pequeña escalera que hice apoyada en él.

Comencé a pensar en un peso girando alrededor de un eje horizontal, moviéndose más rápidamente por arriba que por debajo. Bajo esa idea, se le podría aportar una mayor fuerza centrífuga en la parte superior que lo haría ascender.

Era una persona diferente cuando descendí del árbol que cuando ascendí. Mi existencia al fin parecía tener una intención".[16]

El 19 de octubre se convirtió en una conmemoración privada del día de su mayor inspiración y empezar su camino.

El interés de Goddard en la aerodinámica le llevó a estudiar algunos de los trabajos científicos de Samuel Langley para la revista Smithsonian. Langley escribía acerca de cómo los pájaros aleteaban con diferente fuerza en cada lado para poder girar en el aire. Inspirado por dichos artículos, Goddard comenzó a seguir el vuelo de las aves desde el porche de su casa, contemplando con detenimiento los movimientos sutiles de las alas. Observó la intervención de las plumas de la cola, que, análogamente, llamó alerones. Goddard encontró excepciones a algunas de las conclusiones de Langley, por lo que en 1901 decidió escribir una carta a la revista St. Nicholas.[16] El editor de St. Nicholas se negó a publicar la carta de Goddard, argumentando que "los pájaros vuelan con cierta inteligencia"[13] y que "las máquinas no podrían llegar a ese nivel." Goddard no estuvo de acuerdo, porque opinaba que el hombre era capaz de controlar un vuelo con su propia inteligencia.

Durante esa época, Goddard leyó Principia Mathematica de Newton, donde encontró la Tercera Ley del Movimiento de Newton aplicada al movimiento en el espacio. Más tarde, escribió acerca de sus pruebas:

"Empecé a darme cuenta de que existía 'más' gracias a las Leyes de Newton. La tercera ley fue probada con dispositivos suspendidos por bandas de goma y por dispositivos flotantes en el arroyo detrás del granero, la ley se verificó de manera concluyente. Me hizo darme cuenta de que si fuera posible descubrir o inventar una forma de navegar por el espacio, sería el resultado de un conocimiento físico y matemático".[13]

Goddard continuó su educación formal a los 19 años de edad en la South High Community School[18] de Worcester. Robert fue un alumno del Goddard Scholars Programm (sería nombrado así en su honor, años después de su graduación). Goddard era un estudiante destacado, por lo que fue elegido dos veces como presidente de la clase. Para recuperar el tiempo perdido debido a sus problemas de salud, solía leer múltiples libros sobre matemáticas, astronomía, mecánica y composición.[13] En 1904 dio el discurso de graduación como el mejor estudiante de la clase. En su discurso, titulado "On Taking Things for Granted" (Sobre dar las cosas por sentadas) Goddard incluyó una sección que se convertiría en emblema de su vida:

"Justo como en las ciencias que hemos aprendido, somos demasiado ignorantes como para llamar a algo imposible, es por lo que como individuos no podemos conocer con certeza nuestras limitaciones, pero podemos decir, casi completamente seguros, que nada está fuera de nuestro alcance. Debemos recordar que no es posible predecir cuánta riqueza, fama o utilidad alcanzaremos hasta que no nos esforcemos sinceramente; debemos pensar que todas las ciencias han estado, en algún momento, en el mismo estado que nosotros, y sin embargo han, a menudo, demostrado que el sueño de ayer es la esperanza de hoy y la realidad de mañana".[16]

Goddard se matriculó en el Worcester Polytechnic Institute en 1904.[13] Rápidamente impresionó al jefe del departamento de física, A. Wilmer Duff, quien lo asignó como ayudante de laboratorio y tutor.[13] En el WPI, Goddard se unió a la fraternidad Sigma Alpha Epsilon, y comenzó un largo noviazgo con su compañera de bachiller Miriam Olmstead, una estudiante destacada. Estuvieron comprometidos, pero tiempo después se distanciaron y pusieron fin al compromiso en 1909.[13]

Goddard recibió su grado B.S. (Bachelor of Science) en física en 1908,[13] y después de ser instructor de física por un año, comenzó sus estudios de postgrado en la Universidad Clark en Worcester en otoño de 1909.[19] Goddard recibió su maestría en física en 1910 y su doctorado en 1911, ambos posgrados en Clark. Fue miembro honorario de física hasta 1912, cuando aceptó una beca de investigación en el Palmer Physical Laboratory de la Universidad de Princeton.[13]

Durante el bachiller, Goddard escribió sus ideas sobre viajes espaciales en un artículo llamado "La Navegación del Espacio", y envió su trabajo a Popular Science News. Sin embargo, el editor lo rechazó, argumentando que no era posible usarlo "en un futuro cercano".[13]

Cuando todavía era estudiante, Goddard escribió un artículo proponiendo un método para equilibrar los aviones utilizando giro-estabilización. Su idea fue publicada por la revista Scientific American, en 1907. En sus diarios, Goddard aseguraba que su artículo era la primera propuesta de estabilización automática para aviones en vuelo,[13] aunque su propuesta fue publicada paralelamente a grandes avances en el desarrollo de giroscopios funcionales.

Su primer escrito sobre un cohete de combustible líquido llegó el 2 de febrero de 1909. Goddard había comenzado a estudiar la manera de aumentar la eficiencia de un cohete utilizando métodos diferentes al combustible sólido. Propuso el uso de hidrógeno líquido como combustible y oxígeno líquido como el oxidante. Goddard creía que, con dichos propulsores líquidos, podría alcanzar un 50% de eficiencia (es decir, la mitad de la energía de combustión convertida en energía cinética de los gases de escape).[13]

En 1916, el costo de sus investigaciones se había vuelto demasiado alto para su modesto salario de docente,[13] por lo que Goddard comenzó a solicitar asistencia financiera a posibles patrocinadores, algunos de ellos el Instituto Smithsoniano, la National Geographic Society y el Aero Club of America.

En su carta al Smithsoniano en septiembre de 1916, Goddard afirmó que había logrado una eficiencia de 63% y una velocidad de casi 2.438 metros por segundo. Con estos niveles de rendimiento, aseguraba que un cohete sería capaz de levantar 0,45 kg a una altura de 373 km con un peso de lanzamiento inicial de solo 40.64 kg.[30]

El Instituto Smithsoniano se interesó y pidió un plan de investigación inicial. Goddard respondió con un manuscrito detallado, que ya había realizado, titulado A Method of Reaching Extreme Altitudes (Un método para alcanzar altitudes extremas).[13]

En enero de 1917, el Smithsoniano acordó proporcionar a Goddard un patrocinio de cinco años por un total de 5000 dólares.[13] Tiempo después, la Universidad Clark contribuyó con 3500 dólares y el uso de su laboratorio de física con el proyecto. El Worcester Polytechnic Institute también le permitió usar su laboratorio de magnetismo, un lugar seguro para pruebas.[13]

No fue hasta dos años más tarde, ante la insistencia del Dr. Arthur G. Webster, director del departamento de física de Clark, que Goddard acordó con el Instituto Smithsoniano publicar su trabajo.[13][31]

Durante su estancia en la Universidad Clark, Goddard investigó también acerca de la energía solar, utilizando una antena parabólica para concentrar los rayos solares en una pieza mecanizada de cuarzo rociada con mercurio, que, a su vez, calentaba el agua y creaba un generador eléctrico. Goddard aseguraba que su invento había superado todos los obstáculos que habían derrotado a otros científicos e inventores, por lo que publicó sus hallazgos en la edición de noviembre de 1929 de Popular Science.[31]

No todas las investigaciones de Goddard iban orientadas a viajes espaciales. Cuando Estados Unidos entró a la Primera Guerra Mundial en 1917, las universidades del país comenzaron a prestar sus servicios para investigación bélica. Goddard creía que su investigación podría funcionar para distintas aplicaciones militares, incluyendo artillería móvil, armas de campo y torpedos navales. Hizo propuestas a la Marina y al Ejército, aunque no existen registros del interés de la Armada. Por otro lado, el ejército sí quedó muy interesado, reuniéndose en múltiples ocasiones con Goddard.[13]

Durante esta época, Goddard fue contactado en Worcester por un empresario que buscaba la posibilidad de fabricar cohetes para los militares. Sin embargo, mientras el entusiasmo del empresario crecía, las sospechas de Goddard también lo hacían. Las conversaciones concluyeron cuando Goddard comenzó a temer que la empresa se apropiase de su trabajo. Más adelante, un oficial del Ejército intentó hacer que Goddard cooperara, aunque fue detenido por el general George Squier, que había sido contactado por el secretario del Instituto Smithsoniano, Charles Walcott.[13] Goddard se volvió receloso de las empresas y tuvo cuidado de asegurar su trabajo con patentes, con la mentalidad de "proteger sus ideas".[13] Después del incidente, el Signal Corps patrocinó el trabajo de Goddard durante la Primera Guerra Mundial.[13]

Goddard propuso al Ejército la idea de un lanzador de cohetes en forma de tubo como arma de infantería, dicho concepto se convertiría en precursor de la bazuca.[13] El arma de retroceso libre fue un proyecto paralelo de su trabajo sobre la propulsión de cohetes. Durante su estancia en la Universidad Clark, y mientras trabajaba en el Observatorio del Monte Wilson, diseñó un tubo lanzacohetes, que más tarde sería comúnmente utilizado en la Primera Guerra Mundial. Goddard y su compañero, el Dr. Clarence N. Hickman, mostraron con éxito su cohete al Cuerpo de Señales del Ejército de Estados Unidos en Aberdeen Proving Ground, Maryland, el 6 de noviembre de 1918. El diseño constaba de dos atriles como plataforma de lanzamiento. El Ejército quedó impresionado, pero el Compiègne Armistice fue firmado cinco días más tarde, y el desarrollo se interrumpió con el final de la Primera Guerra Mundial.[32]

Goddard enfermó de tuberculosis, por lo que el desarrollo de la bazuca sufrió un retraso. Fue nombrado consultor del Gobierno de Estados Unidos en Indian Head, Maryland,[13] hasta 1923, aunque su enfoque había cambiado hacia la investigación sobre cohetes de propulsión y combustibles líquidos.

Más tarde, el exinvestigador de la Universidad Clark, Dr. Clarence N. Hickman, el coronel Leslie Skinner y el teniente Edward Uhl continuaron el trabajo de Goddard referente a la bazuca. Dicho desarrollo se materializaría en los cohetes antitanque con cabeza de carga hueca utilizados en la Segunda Guerra Mundial y muchas otras armas basadas en cohetes de gran potencia.[13]

En 1919 Goddard creía que sería prematuro dar a conocer los resultados de sus experimentos, ya que su motor no estaba suficientemente desarrollado. El Dr. Webster, sin embargo, se dio cuenta de que Goddard había logrado una importante cantidad de trabajo e insistió en que debía publicar sus progresos. Así, ese mismo año, Goddard pidió al Instituto Smithsoniano publicar el informe presentado a finales de 1916.[13]

A finales de 1919, el Smithsonian publicó el innovador trabajo de Goddard: Un método para alcanzar altitudes extremas. El informe describe las teorías matemáticas de Goddard referentes al vuelo de un cohete, sus experimentos con cohetes de combustible sólido y las posibilidades que veía de explorar la atmósfera de la Tierra y el espacio exterior. Junto al trabajo de Konstantin Tsiolkovsky, The Exploration of Cosmic Space by Means of Reaction Devices (1903),[33] el pequeño libro de Goddard es considerado uno de los trabajos pioneros de la ciencia de los cohetes; 1750 copias se distribuyeron en todo el mundo.[34]

Goddard realizó un extenso número de experimentos con cohetes de combustible sólido (pólvora de nitrocelulosa). Un progreso importante para sus experimentos fue la implementación de la boquilla de la turbina de vapor inventada por Gustaf de Laval, que permitía una conversión de energía más eficiente.[35] Goddard aumentó la eficiencia de sus cohetes del 2% al 64% y obtuvo velocidades de escape de más de Mach 7.[16][36]

Aunque la mayor parte de su trabajo era referente a relaciones teóricas y experimentales considerando la masa del cohete, empuje y velocidad, existe una sección final, titulada "Cálculo de la masa mínima requerida para levantar una libra a una altitud infinita", donde se discute la posibilidad de escapar de la gravitación de la Tierra.[37] Se determinó que un cohete con una velocidad de escape eficaz de 7,000 pies por segundo y un peso inicial de 602 libras sería capaz de enviar una carga útil de una libra a una altura infinita. Como experimento teórico, se incluye la idea de lanzar un cohete a la Luna, agregando determinado destello en su superficie, de modo que sea visible a través de un telescopio. Goddard discutió el asunto de manera seria, haciendo una estimación de la cantidad de combustible necesaria, y su conclusión fue que un cohete de 3,21 toneladas de masa produciría un destello "apenas visible" desde la Tierra, suponiendo un peso de carga útil de 10,7 libras.[25]

Goddard, para evitar críticas acerca de sus ideas sobre viajes espaciales, compartió sus avances únicamente con grupos de confianza, aunque sí publicó sus avances sobre cohetes de sondeo atmosférico, un tema más aceptado por la comunidad científica de la época. En marzo de 1920 Goddard envió una carta al Smithsoniano proponiendo el lanzamiento de cohetes a la Luna, así como cohetes de sonda para el envío de mensajes a otras civilizaciones, el uso de la energía solar en el espacio y la idea de alta velocidad de propulsión iónica. En esa misma carta, Goddard describe el concepto de escudo térmico ablativo, lo que sugiere un aparato de aterrizaje diseñado para penetrar en la atmósfera de la misma manera que un meteoro.[38]

La publicación de su documento le brindó atención nacional por parte de los periódicos de Estados Unidos, pero la mayor parte de las críticas fueron negativas. Aunque el apartado del viaje a la Luna era una pequeña parte de la obra (ocho líneas en la penúltima página), los periódicos sensacionalistas tergiversaron y ridiculizaron su trabajo. El Smithsoniano tuvo que abstenerse de hacer declaraciones, y recibió una gran cantidad de correspondencia ridiculizando la investigación.[16] David Lasser, cofundador de la American Rocket Society, escribió en 1931 que Goddard fue sometido a uno de los ataques de prensa más violentos hasta entonces.[39]

El 12 de enero de 1920, un artículo en primera plana del New York Times, "Believes Rocket Can Reach Moon", informó acerca de un comunicado por parte del Smithsoniano sobre un "cohete de alta eficiencia". La principal aplicación era "la posibilidad de enviar aparatos de grabación a altitudes extremas dentro de la atmósfera terrestre", dándole ventajas sobre los globos utilizados hasta el momento por la facilidad de recuperación, ya que el cohete subiría y bajaría directamente. Se mencionaba, también, una propuesta para enviar a la Luna una cantidad suficientemente grande de polvo de flash de magnesio que se encendería al chocar con la Luna y sería visible con un telescopio, probando que el cohete había sido capaz de salir de la Tierra.[40]

El 13 de enero, el día después del artículo en primera plana, un editorial anónimo del New York Times, en una sección titulada "Topics of the Times", se burló de la propuesta. El artículo, titulado "A Severe Strain on Credulity",[43] aparentemente aprobaba inicialmente la idea, pero no tardaba en cuestionarla:

Los cohetes del Dr. Goddard, aquellos lo suficientemente potentes como para salir de la Tierra, son una idea práctica, y por lo tanto prometedora. Al ser un cohete, se podría decir que incluye instrumentos de auto-registro que informarán del límite de vuelo y paracaídas que lo devolverían a Tierra. Sin embargo, no es seguro que los dispositivos regresarán al punto de partida; de hecho, es obvio que no sería así, porque los paracaídas modificarían el retorno, tal y como sucede con los globos. El cohete, o lo que quede de él después de la explosión, tendría que ser dirigido al lugar desde donde partió. Dicho conflicto es un inconveniente importante.[44]

El artículo criticaba también conceptos relacionados con lo que sucedería con el cohete una vez abandonase la Tierra:

El viaje más largo y complicado comienza después de abandonar la atmósfera: el cohete no podría ni acelerar, ni mantenerse estable debido a la explosión de las cargas. Asegurar un comportamiento así sería negar una ley fundamental de la dinámica, y solo el Dr. Einstein y su docena de elegidos, tienen licencia para hacerlo.

Por último, el escritor aseguraba que "su idea no es original" y que la comprensión de Goddard acerca de las leyes de Newton era errónea:

Que el profesor Goddard, con el apoyo del Clark College y del Instituto Smithsoniano, no conozca la tercera ley de Newton, ni la necesidad de tener algo mejor que el vacío contra el que reaccionar es absurdo. Solo parece carecer de conocimientos ampliamente difundidos a nivel de bachillerato.[44]

Sin embargo, al contrario de lo publicado por Times, el empuje es posible en el vacío.[45]

Una semana después del artículo del New York Times, Goddard emitió a través de la Associated Press un comunicado firmado, en un intento de calmar lo que se había convertido en una historia sensacionalista:

"Se le ha dado demasiada atención a mi propuesta de viajes espaciales y muy poca a la exploración atmosférica... Sean cuales sean las posibilidades del método, hayan sido propuestas o no, ninguno de ellos puede llevarse a cabo sin antes explorar la atmósfera".[46]

En 1924, Goddard publicó el artículo "How my speed rocket can propel itself in vacuum" (Cómo mi cohete podría avanzar solo en el vacío), en Popular Science, en el que explicó el desarrollo físico y proporcionó detalles de los experimentos que había realizado para probar la teoría.[47] Sin embargo, sin importar cómo explicara sus resultados, no podía darse a entender. En 1929, después de uno de los experimentos de Goddard, un periódico local de Worcester publicó un artículo burlándose de su investigación. El título era "Cohete falla objetivo a la Luna por 238,799(1/2) millas".[48]

Como resultado de las duras críticas de la prensa y de otros científicos, y de entender que la mayoría de las aplicaciones para su trabajo serían militares, Goddard se volvió cada vez más paranoico. Comenzó a trabajar solo, hasta la Primera y Segunda Guerras Mundiales, que limitaron, en gran medida, el impacto de su obra. Otro factor limitante fue la falta de apoyo del gobierno estadounidense. Alemania se involucraba cada vez más en asuntos bélicos, por lo que Goddard se negó a comunicarse con investigadores alemanes, a pesar de recibir, constantemente, correspondencia de ellos.[13]

El 17 de julio de 1969 (al día siguiente del lanzamiento del Apolo 11), cuarenta y nueve años después de su editorial burlándose de Goddard, The New York Times publicó un artículo corto titulado "Una corrección". La declaración en tres párrafos, resumía su editorial 1920, y concluía afirmando que:

Recientes investigaciones han confirmado los hallazgos de Isaac Newton en el siglo XVII. Se ha establecido que un cohete puede funcionar en el vacío y, por lo tanto, en la atmósfera. The Times lamenta el error.[49]

Robert Goddard el 16 de marzo de 1926, en el marco de lanzamiento de su más notable invención: el primer cohete de combustible líquido.

Goddard comenzó a experimentar con cohetes de combustible líquido en septiembre de 1921, probando con éxito el primer motor de propelente líquido en noviembre de 1923.[25] Tenía una cámara de combustión cilíndrica, mezclando y atomizando el oxígeno líquido y la gasolina.[25]

Durante 1924 y 1925, Goddard tuvo problemas en el desarrollo de una bomba de pistón de alta presión para enviar combustible a la cámara de combustión. Quería ampliar sus experimentos, pero su financiación no se lo permitía, por lo que decidió renunciar a las bombas y utilizar un sistema de alimentación de combustible que aplicaba presión al tanque de combustible desde el tanque de gas inerte, una técnica utilizada en la actualidad.

El 6 de diciembre de 1925, puso a prueba el sistema de alimentación de presión simple. Se llevó a cabo una prueba estática en el stand de tiro del laboratorio de física de la Universidad de Clark. El motor levantó con éxito su propio peso durante tan solo 27 segundos, pero el experimento fue un éxito para Goddard, demostrando que un cohete de combustible líquido era posible.[13] La prueba fue un importante paso para la creación y desarrollo de un cohete con combustible líquido.

Goddard llevó a cabo una prueba adicional en diciembre, y dos más en enero de 1926. Después de eso, comenzó a prepararse para una posible puesta en marcha del sistema de cohetes.

Goddard lanzó el primer cohete de combustible líquido (gasolina y oxígeno líquido) el 16 de marzo de 1926, en Auburn, Massachusetts. Presentes en el lanzamiento estaban su jefe de equipo, Henry Sachs, Esther Goddard y Percy Roope, profesor asistente de Clark en el departamento de física. El diario de Goddard asegura:

16 de marzo. Fui a Auburn en la mañana. Esther y el Sr. Roope salieron a la 1 pm. El cohete se probó a las 2.30. Se elevó 41 pies y fue a 184 pies, en 2.5 segundos. Después la mitad inferior de la boquilla se quemó. Llevé los materiales al laboratorio...[13]

La entrada siguiente dice:

17 de marzo de 1926. El primer vuelo de un cohete utilizando propulsores líquidos se hizo ayer en la granja de la tía Effie en Auburn... El cohete no se levantó al principio, pero la llama salió y había un rugido constante. Después de varios segundos se levantó, lentamente hasta que se despegó del marco, y luego a la velocidad de un tren expreso, curvándose hacia la izquierda, golpeando el hielo y la nieve, todavía yendo a un ritmo rápido.[13]

El cohete, más tarde apodado "Nell", subió solo 41 pies durante un vuelo de 2.5 segundos y aterrizó a 184 pies de distancia en un campo de coles.[50] Sin embargo, fue una importante demostración de que los propelentes líquidos eran una opción viable. El sitio de lanzamiento es ahora un Monumento Histórico Nacional, el Goddard Rocket Launching Site.

Los espectadores familiarizados con diseños más modernos de cohetes pueden tener dificultades para distinguir el cohete de la base de lanzamiento. El cohete completo es significativamente más alto que Goddard, pero no incluye su estructura de soporte piramidal. La cámara de combustión del cohete es el pequeño cilindro en la parte superior; la boquilla es visible debajo de ella. El depósito de combustible, que es también parte del cohete, es el cilindro más grande opuesto al torso de Goddard. El depósito de combustible está directamente debajo de la boquilla, y está protegido del escape del motor mediante un cono de amianto. Tubos de aluminio envueltos de amianto conectan el motor a los tanques, proporcionando apoyo y combustible para el transporte.[51] Dicha disposición ya no se utiliza, ya que el experimento demostró que esto no era más estable que la colocación de la cámara de combustión y la boquilla en la base. En mayo, después de una serie de modificaciones para simplificar la instalación de cañerías, cámara de combustión y boquilla se colocaron en la posición ya clásica, en el extremo inferior del cohete.[52]

Goddard determinó que las aletas por sí solas no son suficientes para estabilizar el cohete en vuelo y mantenerlo en la trayectoria deseada. Añadió paletas móviles en los gases de escape, gobernadas por un giroscopio, para controlar y dirigir su cohete. (Los alemanes utilizaron esta técnica en su V-2.) También introdujo un motor de giro más eficiente, básicamente, el método usado para dirigir grandes misiles de propelente líquido y lanzadores hoy en día.[52]

En la primavera de 1930, Lindbergh finalmente encontró un financiador en la familia Guggenheim. Daniel Guggenheim accedió a financiar la investigación de Goddard durante cuatro años por un total de 100,000 dólares (1.6 millones de dólares en la actualidad). La familia Guggenheim, especialmente Harry Guggenheim, continuaría apoyando el trabajo de Goddard en años venideros. Goddard y su familia pronto se trasladaron a Roswell, Nuevo México.[54]

Debido al potencial militar del cohete, Goddard, Lindbergh, Harry Guggenheim, el Instituto Smithsoniano y otros intentaron en 1940, antes de que los EE. UU. entraran en la Segunda Guerra Mundial, convencer al Ejército y a la Marina de su valor. Ofrecieron los servicios de Goddard, pero, en un principio, no había ningún interés. Dos jóvenes oficiales consiguieron finalmente los medios para tratar de contratar a Goddard justo antes de la guerra. La Armada venció al Ejército asegurando los servicios de Robert para construir cohetes de combustible líquido, que se usarían en el despegue asistido por cohetes (JATO).[13] Estos cohetes fueron los precursores de algunos de los grandes motores que lanzaron cohetes durante la era espacial.[55]

En general, hubo una gran falta de visión e interés por parte de los Estados Unidos en relación con el potencial de la cohetería, especialmente en Washington. Aunque la Oficina Meteorológica estaba interesada en un principio (1929), no pudo asegurar la financiación gubernamental.[25] Entre las dos guerras mundiales, la Fundación Guggenheim fue la principal fuente de financiación para la investigación de Goddard.[56] El cohete de combustible líquido fue descuidado por su país, según el historiador aeroespacial Eugene Emme. Otras naciones se dieron cuenta y avanzaron en el desarrollo, especialmente los alemanes.[34] Curiosamente, Goddard mostró una notable presciencia en 1923 en una carta al Smithsoniano. Sabía que los alemanes estaban muy interesados en la cohetería y dijo que "no le sorprendería que la investigación se convirtiera en una carrera", preguntándose cuánto tardarían los "teóricos" europeos en construir cohetes.[13]

En 1936, el agregado militar de Estados Unidos en Berlín, pidió a Charles Lindbergh que visitara Alemania para que averiguase lo que pudiera de su progreso en aviación. Aunque la Luftwaffe mostró sus fábricas y estaba abiertamente dispuesta a exhibir su creciente poderío aéreo, respecto a la cohetería guardaron silencio. Cuando Lindbergh relató a Goddard lo sucedido, este dijo: "Sí, deben de tener planes para un cohete, pero... ¿cuándo nos escuchará nuestra propia gente?"[13]

La mayoría de las universidades en Estados Unidos también avanzaban lentamente en el desarrollo del potencial de la cohetería. Justo antes de la Segunda Guerra Mundial, el jefe del departamento de la aeronáutica del MIT, en una reunión celebrada por el Cuerpo Aéreo del Ejército para discutir la financiación del proyecto, dijo que el Instituto de Tecnología de California (Cal Tech) "podía asumir el Buck Rogers Job (investigación de cohetes)".[57] En 1941, Goddard intentó reclutar a un ingeniero del MIT para su equipo, pero no pudo encontrar a ningún interesado.[13] El MIT enseñaba cohetería básica[13] y Cal Tech tenía cursos sobre cohetería y aerodinámica. Después de la guerra, el Dr. Jerome Hunsaker del MIT, habiendo estudiado las patentes de Goddard, declaró: "Cada cohete de combustible líquido que vuela es un cohete Goddard".[13]

Mientras vivía en Roswell, Goddard continúo siendo jefe del departamento de física de la Universidad de Clark, quienes merecen el crédito por permitirle dedicar la mayor parte de su tiempo a la investigación de cohetes. Así mismo, la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA) permitió al astrónomo Samuel Herrick dedicarse a la investigación en la orientación y el control de vehículos espaciales, y poco después de la guerra, a enseñar cursos de orientación espacial y determinación de la órbita. Herrick comenzó a comunicarse con Goddard en 1931, preguntándole si debía trabajar en este nuevo campo, que nombró astrodinámica. Herrick dijo que Goddard tuvo la visión para asesorarlo y animarlo en su uso de la mecánica celeste "anticipando el problema básico de la navegación espacial".[58]

Con el nuevo respaldo financiero, Goddard finalmente se trasladó a Roswell, Nuevo México, durante el verano de 1930,[59] donde trabajó con su equipo de técnicos durante años. Había consultado a un meteorólogo en cuanto a la mejor zona para hacer su trabajo, y Roswell parecía ideal. Ahí no pondrían en peligro a nadie, no serían molestados por curiosos y experimentarían un clima más moderado (que también era mejor para la salud de Goddard).[13]

En septiembre de 1931, sus cohetes tenían la apariencia de una carcasa lisa con aletas. Goddard comenzó a experimentar con la orientación giroscópica, e hizo un vuelo de prueba en abril de 1932. Un giroscopio controlaba eléctricamente las aletas de dirección en el escape, similar al sistema utilizado por los V-2 alemanes más de 10 años después. Aunque el cohete se estrelló después de una corta subida, el sistema de guía había funcionado, por lo que Goddard consideró la prueba un éxito.[13]

Una pérdida temporal de la financiación de los Guggenheim, como resultado de la depresión, obligó a Goddard a volver a la Universidad de Clark hasta el otoño de 1934, cuando se reanudó la financiación. A su regreso a Roswell, comenzó a trabajar en su serie A de cohetes, de 4 a 4,5 metros de largo, alimentados por gasolina y oxígeno líquido presurizado con nitrógeno. El sistema de control giroscópico se encontraba en medio del cohete, entre los tanques de propelentes.[5]

El A-4 utilizaba un sistema de péndulo simple de orientación, ya que el giroscopio estaba siendo reparado. El 8 de marzo de 1935 voló 300 m para después girar hacia el viento y, en palabras de Goddard: «rugir en un descenso de gran alcance a través de la pradera, cerca de la velocidad del sonido». El 28 de marzo de 1935, el A-5 voló con éxito verticalmente hasta una altura de 1,46 kilómetros utilizando el sistema de orientación giroscópica. A continuación, se dirigió a una trayectoria casi horizontal, voló 3900 m y alcanzó una velocidad máxima de 880 km/h. Goddard estaba eufórico porque el sistema de guía mantenía al cohete en una trayectoria vertical.[13][25]

Entre 1936 y 1939, Goddard comenzó a trabajar en los cohetes de las series K y L, que eran mucho más masivos y estaban diseñados para alcanzar gran altura. La serie K consistía en un banco de pruebas estáticas de un motor más potente, logrando un empuje de 283 kg en febrero de 1936.[56] Este trabajo tuvo problemas con la cámara de combustión. En 1923, Goddard había construido un motor refrigerado por circulación regenerativa, que hacía circular el oxígeno líquido alrededor del exterior de la cámara de combustión, pero consideró la idea demasiado complicada. Más tarde utilizó un método que involucraba la pulverización del exceso de gasolina que se evaporaba alrededor de la pared interior de la cámara de combustión de enfriamiento. Sin embargo, no funcionaba bien. Volviendo a un diseño más pequeño, el L-13 alcanzó una altitud de 2,7 kilómetros, el más alto de sus cohetes. El peso se redujo mediante el uso de tanques de combustible de paredes delgadas enrolladas con alambre de alta resistencia a la tracción.[5]

Goddard experimentó con muchas de las características de los grandes cohetes de hoy en día, tales como múltiples cámaras de combustión y toberas. En noviembre de 1936, voló el primer cohete del mundo (L-7) con múltiples cámaras, con la esperanza de aumentar el empuje sin aumentar el tamaño. Tenía cuatro cámaras de combustión, alcanzó una altura de 60 m, y corregía su trayectoria vertical utilizando paletas BLAST. Este vuelo demostró que un cohete con múltiples cámaras de combustión podía volar de forma estable y guiarse fácilmente.[5]

De 1940 a 1941, Goddard trabajó en la serie P, cohetes con turbobombas propulsoras (utilizando, también gasolina y oxígeno líquido). Las bombas producían propulsores de presión más alta, lo que permitía un motor más potente (mayor empuje) y una estructura más ligera (ligeros y sin tanque de presurización). Sin embargo, sus dos lanzamientos terminaron en un choque después de alcanzar una altitud de solo algunas decenas de metros. Las turbobombas funcionaron bien, pero Goddard no quedó satisfecho.[5]

Cuando Goddard mencionó la necesidad de turbobombas, Harry Guggenheim sugirió que se pusiera en contacto con fabricantes de bombas. Ninguno estaba interesado, ya que el costo de estas bombas en miniatura no les parecía viable. Por lo tanto, el equipo de Goddard debió avanzar por su cuenta desde septiembre de 1938 hasta junio de 1940. Esther, su esposa, dijo posteriormente que las pruebas de la bomba fueron «la fase más difícil y desalentadora de la investigación».[13]

Goddard fue capaz de probar la mayor parte de sus cohetes. Muchos serían clasificados como fracasos, generalmente como resultado de un mal funcionamiento del motor o debido a la pérdida de control. Goddard, sin embargo, no los consideró fallos, sino oportunidades de aprendizaje.[59] La mayor parte de su obra involucraba pruebas estáticas previas, un procedimiento estándar hoy en día.

Entre 1926 y 1941 Goddard lanzó los siguientes 35 cohetes:[3]

Partes de algunos de los cohetes de Goddard.

Los cohetes de Goddard fueron considerados un fracaso como instrumentos para alcanzar altitudes extremas (su máxima altura fue de solo 2,7 km).[25] Científicos alemanes alcanzaron 2,4 km con el cohete A-2 en 1934,[27] 8 kilómetros con el A-5 en 1939[60] y 196 km con el A-4 en 1942, alcanzando los límites exteriores de la atmósfera y el espacio.[61]

El ritmo de desarrollo de Goddard era más lento que el de los alemanes porque no contaba con los recursos que ellos tenían. Alcanzar grandes alturas no era su objetivo principal. Robert buscaba perfeccionar su motor de combustible líquido y sistemas como los de orientación y control, con la idea de crear un vehículo lo suficientemente estable para experimentos futuros. Había logrado construir las turbo bombas necesarias para la creación de cohetes más grandes, cuando la Segunda Guerra Mundial estalló y cambió el rumbo de la historia americana. Goddard tenía la esperanza de regresar a sus experimentos en Roswell después de la guerra.[13]

A pesar de haber atraído con su trabajo la atención del ejército de los Estados Unidos, Goddard fue rechazado durante las guerras mundiales, porque el gobierno argumentaba que no había dinero para nuevas armas experimentales.[13] La agencia de inteligencia militar alemana, por el contrario, prestó atención a la obra de Goddard. Robert notó que algunas de sus cartas habían sido abiertas y algunos de sus informes habían desaparecido. Un militar alemán destinado en Estados Unidos, Friedrich von Boetticher, envió un informe de cuatro páginas a la Abwehr en 1936, mientras que el espía Gustav Guellich envió una mezcla de hechos e información inventada, afirmando haber visitado Roswell y sido testigo de uno de los lanzamientos. La Abwehr se mostró muy interesada y preguntó cada vez más sobre el trabajo de Goddard.[62][16] El informe enviado por Guellich incluía información acerca de las mezclas de combustible y el concepto de refrigeración "cortina de combustible".[63] Sin embargo, a partir de ese momento, los alemanes comenzaron a recibir cada vez menos información sobre Goddard.

El KGB tenía un espía en la Marina de Estados Unidos. En 1935, recibieron un informe que Goddard había escrito para la Armada en 1933. Contenía resultados de las pruebas, vuelos y sugerencias para usos militares de sus cohetes. Los soviéticos consideraron esta información muy valiosa; a pesar de que el informe proporcionaba pocos detalles de diseño, les dio una dirección para el desarrollo de dichas armas.[64]

• Primer estadounidense en explorar, matemáticamente, la viabilidad de la propulsión de cohetes para llegar a alturas lo suficientemente grandes como para alcanzar la Luna (1912).[81]
• Primer hombre en recibir una patente estadounidense por la idea de un cohete de múltiples etapas (1914).[81]
• Primero en demostrar, mediante pruebas estáticas, que la propulsión de cohetes opera en el vacío y que no requiere de aire para el empuje (1915-1916).[81]
• Primero en desarrollar bombas ligeras adecuadas para cohetes de combustible líquido (1923).[81]
• Primero en desarrollar con éxito y volar un cohete de combustible líquido (16 de marzo de 1926).[81]
• Realizó el primer lanzamiento de una carga científica útil (un barómetro, un termómetro y una cámara) en un cohete (1929).[81]
• Primero en implementar paletas en el escape del motor de un cohete para la orientación (1932).[81]
• Primero en desarrollar aparatos de control giroscópico como guía para el vuelo de un cohete (1932).[81]
• Primero en lanzar un cohete de combustible líquido con una velocidad mayor a la del sonido (1935).[81]
• Primero en lanzar y guiar un cohete de motor rotatorio (en la sección de la cola) y giroscopio (1937).[81][41]