Raketen

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Start einer Rakete

Eine Rakete wird durch das Rückstoßprinzip angetrieben. Der Brennstoff und ein Stoff zur Freisetzung von Sauerstoff, der zur Entzündung benötigt wird, werden im Raketentriebwerk gezündet. Die Gase entweichen durch eine Drüse am Ende des Triebwerkes. Sie dehnen sich aus und versetzen der Rakete dadurch einen Stoß. Sie bewegt sich entgegengesetzt der Richtung in die sich die Gase ausdehnen. Durch diesen Antrieb fliegt die Rakete gerade aus. Gelenkt wird die Rakete von Kreisel- und Computerleitsystemen.

Moderne Raketen werden mit Flüssigtreibstoff, wie zum Beispiel mit Kerosin oder Paraffine, betrieben. Bei der Verbrennung von Brennstoff und Sauerstoff entwickelt sich der Schub. Damit die Brennstoffe in flüssiger Form vorliegen muß man sie kühlen. Die Brennstoffe werden von der Vorratskammer in die Brennkammer geleitet und dort vermischt und entzündet. Einige Gase werden Hypergole genannt, weil sie sobald sie in Kontakt miteinander kommen, sich in einer explosiven chemischen Reaktion selbst entzünden.
Das Space Shuttle besitzt einen besonderen Antrieb. Es wird mit flüssigen und festen Treibstoffen betrieben. Die drei Haupttriebwerke werden mit flüssigem Treibstoff betrieben, während die zwei Zusatzraketen, die an beiden Seiten des Shuttles befestigt sind, mit festem Treibstoff betrieben werden.

Rückkehr zur Erde
Vor dem Bau des Space Shuttle kehrten die amerikanischen Astronauten nur mit einem Teil des ursprünglichen Raumschiffes zurück zur Erde. Die russischen Kosmonauten benutzen dieses System noch immer. Durch die Reibung mit der Luft beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre kommt es durch die hohe Geschwindigkeit zu starken Erhitzungen. Das Raumschiff muß dabei Temperaturen bis zu 1000°C abhalten. Gleich nach dem Wiedereintauchen wird das Raumschiff durch Fallschirme gebremst. Die amerikanischen Astronauten landeten im Meer, die sowjetischen landen auf dem Land, wobei sie mit Rückstoßraketen ihren Fall bremsen, um nicht so hart aufzukommen. Bodenmanschaften sind schnell zur Stelle, um der Besatzung zu helfen, die wegen der langen Schwerelosigkeit sehr schlecht auf den Beinen sein kann.

Die Mehrstufenrakete

Um einen künstlichen Satelliten auf eine Umlaufbahn zu bringen, muß eine Rakete eine Geschwindigkeit 28,800 km/h erreichen um die Erdanziehungskraft zu überwinden. Da diese Geschwindigkeit ein Triebwerk alleine nicht aufbringen kann, muß man mehrere Triebwerke hintereinander anbringen. Diese einzelnen Teile nennt man Stufen, daher das Wort Mehrstufenrakete. Sie werden aufeinander gesetzt oder seitlich an der Rakete befestigt. Die meisten Raketen haben drei Triebwerke, die nacheinander gezündet werden und die Rakete immer mehr beschleunigen. Wenn ein Triebwerk ausgebrannt ist, wird es abgeworfen damit die Rakete leichter wird und damit besser beschleunigen kann. Die erste Stufe brennt drei Minuten. In dieser Zeit verlässt die Rakete die Atmosphäre. In den nächsten zwei Minuten bekommt die Rakete einen Horizontalimpuls. Die dritte Stufe wird gezündet und die Rakete wird auf Kreiselbahngeschwindigkeit beschleunigt. Das passiert in den nächsten zwölf Minuten nach dem Zünden der dritten Stufe.
Das Space Shuttle hat einen großen Tank und zwei Feststoffraketen. Diese Raketen sorgen während der ersten zwei Minuten des Fluges für den Antrieb. Sie fliegen mit Fallschirmen zur Erde. zurück, werden repariert, und für den nächsten Flug erneuert. Die Flüssigtreibstoffmotoren brennen noch weitere sechs Minuten. Nun hat das Space Shuttle die Umlaufbahn erreicht und der leere Tank fällt ab. Manchmal werden noch kleinere Raketen gebraucht um genau zur richtigen Umlaufbahn zu gelangen. Den größten Teil einer Rakete nimmt der Treibstofftank ein.

Das Space Shuttle

Das Space Shutle ist eine der bekanntesten Raketen. Es ist eine der wenigen Raketen die fast vollständig wiederverwendbar sind. Die Idee zu dem Space Shutle entstand im Jahr 1972 in den USA. Sie sollte 1978 in den Dienst gestellt werden und über 50 Flüge pro Jahr machen, das sollte Weltraumflüge zur Routine machen. Am 12. Aprill 1981 startete dann die erste Space Shutle in den Weltraum. Der Haupteil der Rakete besteht aus der Raumfähre, die ähnlich wie ein Flugzeug aufgebaut ist. Gestartet wird das Space Shutle wie eine Rakete, aber es landet wie ein Flugzeug auf einer Rollbahn. Die Länge des Flugkörpers beträgt 37,2m, die Spannweite 23.8m. Im vorderen Teil, der eine Druckkabine aufweist, ist Platz für 8 Personen. Das obere Flugdeck hat große Ähnlichkeit mit dem eines Verkehrsflugzeuges, verfügt aber über mehr Kontrolleinrichtungen. im hinteren Teil befinden sich die Kontrollgeräte. Im hinteren Teil des oberen Flugdecks befinden sich die Geräte die zur Aussetzung von Satelliten benötigt werden. Das untere Deck dient der Besatzung und besteht aus Küche, Toilette und Schlafraum. Der größte Teil der Raumfähre besteht aus der Nutzlastfläche auf der das Space Shutle 29 Tonnen auf die Umlaufbahn transportieren und 14,5 Tonnen wieder mit zurücknehmen kann. Im hinteren Teil befinden sich die Haupttriebwerke, die während der Startphase benutzt werden. Um das Space Shutle im Weltraum zu bewegen, setzt man kleine Raketen ein.
Das Space Shutle wird von 5 Computern, die miteinander vernetzt sind, gesteuert. Vier von ihnen fliegen die Space Shutle gleichzeitig, wobei sie sich gegenseitig kontrollieren.
Mit dem Space Shutle kann man zu kaputten Satelliten fliegen und sie vor Ort reparieren oder zur Erde zurück bringen. Auf dem Space Shutle haben drei Satelliten Platz die nacheinander im Weltraum ausgesetzt werden können. Das Space Shutle ist nicht vollständig wiederverwendbar.
Kurz vor der Umlaufbahn wird der letzte Treibstofftank abgesprengt und verglüht in der Atmosphäre. Das Space Shutle ist nicht so zuverlässig wie ein Verkehrsflugzeug. 1986 explodierte ein Space Shutle kurz nach dem Start wobei die gesamte Besatzung ums Leben kam. Statt wie erwartet kann das Space Shutle statt 50 nur 10 Flüge im Jahr machen.
In Zukunft soll das Space Shutle Teile für die "Internationale Raumstation Freedom" in den Weltraum bringen und zusammenbauen. Sie soll Material und Menschen zur Raumstation bringen, des weiteren wird sie Teleskope in der Umlaufbahn aussetzen, die von nachfolgenden Space Shutle Mannschaften überwacht werden sollen.