Rakete

Aus WISSEN-digital.de

(von italienisch: rocca, "Spinnrocken")

Flugkörper, der durch Ausstoß von verbrannten, einen Schub erzeugenden Gasen angetrieben wird (Rückstoßantrieb); benötigt zum Antrieb Energie und Masse, ist von Sauerstoff - im Gegensatz zum Strahltriebwerk - unabhängig, kann daher also die Lufthülle der Erde verlassen.

Geschichte

Als primitive Vorgänger der modernen Raketen gelten chinesische Schwarzpulverraketen aus dem 13. Jh., doch diente sie damals als Waffe oder Feuerwerkskörper. Über die Mongolen und Araber kam die Rakete dann nach Europa.

Der russische Raketenforscher Konstantin Ziolkowski (seit 1903) und der deutsche Erfinder der "Raketenstation" Hermann Oberth (seit 1923) werden oft als die Väter der modernen Raumfahrt bezeichnet. Der amerikanische Konstrukteur Robert Goddard gilt als Pionier auf dem Gebiet des Raketenantriebs. Rudolf Nebel gründete 1930 den ersten Raketenstartplatz der Welt in Berlin-Tegel. Die erste Großrakete wurde im Zweiten Weltkrieg von den Deutschen gebaut. Die von Wernher von Braun konstruierte Flüssigkeitsrakete "V2" (Propagandaname für Aggregat  4) erreichte 1942 eine Geschwindigkeit von 5 000 km/h. An Bord hatte sie eine Bombe mit einem Gewicht von einer Tonne. Im Zweiten Weltkrieg wurde die Rakete in der Infanterie eingesetzt, als Panzerfaust und "Bazooka".

Nach 1945 sorgten die UdSSR und die USA für die Weiterentwicklung der Raketen (insbesondere Trägerraketen und Interkontinentalraketen), dabei sowohl als taktische Waffe als auch als Forschungsrakete. In Europa trieb die Weltraumorganisation ESA die Raketenforschung z.B. mit der Entwicklung der Trägerrakete "Ariane" voran.

Einteilung

Es gibt Ein- und Mehrstufenraketen. In einer Art Stufensystem erreichen Letztere eine höhere Geschwindigkeit, wobei die Endgeschwindigkeit der vorhergehenden Stufe jeweils die Startgeschwindigkeit für die nächste darstellt. Für jede Stufe wird der jeweilige Treibstoff verbraucht, danach fliegt nur der restliche Flugkörper weiter. Je größer die Nutzlast der Trägerrakete, desto größer ist sie. Die Rakete befindet sich zunächst in der Antriebsbahn, dann in der Freiflugbahn.

Je nach Reichweite wird zwischen Kurz-, Mittel- und Langstreckenraketen unterschieden. Das Raketentriebwerk, in dem der den Schub erzeugende Antriebsstrahl entsteht, kann chemothermisch (Feststoff- und Flüssigkeitsraketen) oder elektrisch (Energiequellen: Sonne oder Kernkraft) angetrieben werden. Eine dritte Möglichkeit sind Hybridraketentreibwerke, die mithilfe flüssiger Oxidatoren als Sauerstoffträgern und fester Brennstoffen funktionieren.

Bei Feststoffraketen wird der Treibstoff im Treibstoffbehälter, der gleichzeitig auch die Brennkammer ist, verbrannt. Flüssigkeitsraketen transportieren den Brennstoff (Benzin oder flüssigen Wasserstoff) und den Oxidator (Stickstoff oder Sauerstoff) in extra Tankbehältern.

3. Technik

Im Raketenkörper befinden sich das Raketentriebwerk mit Brennkammern und Düsen, die Treibstofftanks und die wissenschaftlichen Messgeräte sowie möglicherweise Satelliten und Raumkapseln. Die freigesetzte Strahlmasse tritt mit großem Impuls aus der Schubdüse beschleunigt heraus. Im Wesentlichen gibt es bei den Flüssigkeitsraketen zwei Behälter (Treibstoff und Oxidator), die durch Pumpen mit der Brennkammer verbunden sind. Je größer die Öffnung der Düsen, desto höher ist die erzeugte Schubkraft.

Die Rakete führt in riesigen Tanks den zur Erzeugung des Vortriebs nötigen Sauerstoff mit sich, damit sie im luftleeren Weltraum einsetzbar ist. Nur mit Raketen kann die Geschwindigkeit von 28 000 km/h erreicht werden, die nötig ist, um die Schwerkraft der Erde zu überwinden. Raketen dienen ausschließlich wissenschaftlichen oder militärischen Zwecken; mit ihrer Hilfe werden Satelliten auf ihre Umlaufbahn gebracht (Trägerrakete).