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Rakete - Astronomie.

Publié le 10/06/2013

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Rakete - Astronomie. 1 EINLEITUNG Rakete, Flugkörper, der seinen Antrieb durch den Ausstoß eines Strahles schneller Teilchen erhält (siehe Strahlantrieb). Raketen arbeiten unabhängig von ihrer Umgebung, da sie die zur Strahlerzeugung benötigte Masse und Energie selbst mitführen. Deshalb funktionieren Raketen auch außerhalb der Erdatmosphäre, also im Vakuum des Weltraumes. Das Antriebsprinzip einer Rakete beruht auf dem dritten Newton'schen Axiom, actio = reactio, wonach jede Wirkung eine gleich starke Gegenwirkung zur Folge hat. Eine Rakete mit der Masse m stößt in einem Zeitraum dt eine Treibstoffmenge dm mit der Ausströmgeschwindigkeit c0 aus. Der Impuls hierfür ergibt sich aus dem Produkt von Ausströmgeschwindigkeit und abgegebener Masse, c0dm. Da der Gesamtimpuls des Systems erhalten bleibt, muss die Rakete selbst einen entgegengesetzten Impuls aufnehmen, der ihre Geschwindigkeit v um den Betrag dv erhöht. Zum Zeitpunkt dt gilt: (1) -c0(dm/dt) = m(dv/dt),wobei der Ausdruck -c0(dm/dt) dem Schub der Rakete entspricht. Bei konstanter Ausströmgeschwindigkeit erhält man durch Integration der Gleichung (1) die so genannte Raketengleichung: (2) vt = v0 + c0 ln(M0/Mt). Diese Gleichung wurde 1903 von dem russischen Mathematiker Konstantin Eduardowitsch Ziolkowski aufgestellt und beschreibt theoretisch die Leistung einer Rakete. In (2) entsprechen v0 der Startgeschwindigkeit und M0 der Startmasse, Mt der Masse und vt der Geschwindigkeit zu einem beliebigen Zeitpunkt t. Die tatsächliche Geschwindigkeit der Rakete wird in der Realität durch zusätzliche Faktoren, wie z. B. der Gravitation, dem Luftwiderstand und den Startbedingungen, beeinflusst. 1929 veröffentlichte Ziolkowski eine Abhandlung über mehrstufige Raketen. Zur Erhöhung der Endgeschwindigkeit verwendet man anstelle von Einstufenraketen so genannte Mehrstufenraketen. Jede Stufe stellt eine selbständige Einheit dar, die nach Verbrauch des Treibstoffes eine ihr eigene Endgeschwindigkeit erreicht. Weil diese Geschwindigkeit bereits die Startgeschwindigkeit für die nachfolgende Stufe darstellt, addieren sich die Endgeschwindigkeiten der einzelnen Stufen. Um beispielsweise aus der Erdumlaufbahn zu gelangen, benötigt die Rakete eine Fluchtgeschwindigkeit von etwa elf Kilometern pro Sekunde. Siehe auch Erhaltungssätze Raketen lassen sich nach dem Funktionsprinzip ihres Triebwerkes in verschiedene Hauptgruppen, wie z. B. in Feststoff- und Flüssigkeitsraketen, unterteilen. In einer Flüssigkeitsrakete werden die Treibstoffe in separaten Tanks befördert und bei Bedarf an das Triebwerk abgegeben. Bei Feststoffraketen ist die Treibstoffladung im Triebwerk untergebracht und wird dort verbrannt. Eine Kombination aus beiden Techniken vereint die so genannte Hybridrakete. Neben der Pyrotechnik und der Signalgebung (z. B. Seenot, Rettungseinsätze) kommen Raketen vor allem in der Waffentechnik (siehe Lenkflugkörper) und in der Raumfahrt zum Einsatz. 2 FESTSTOFFRAKETEN Die ersten Feststoffraketen der Geschichte (13. Jahrhundert) wurden durch die Verbrennung einer besonderen Mischung angetrieben, die im Wesentlichen aus Schwarzpulver bestand. Allerdings waren die Mischungsverhältnisse anders. Herkömmliches Schwarzpulver wird aus etwa 75 Gewichtsprozent Kalisalpeter (Kaliumnitrat), 10 Gewichtsprozent Schwefel und 15 Gewichtsprozent Kohlenstoff hergestellt. Die damaligen Raketenladungen bestanden meist aus 60 Gewichtsprozent Kalisalpeter, 15 Gewichtsprozent Schwefel und 25 Gewichtsprozent Kohlenstoff. Aufgrund der anderen Zusammensetzung verbrannte die Treibladung deutlich langsamer als herkömmliches Schwarzpulver - das verringerte die Gefahr der Zerstörung beim Start. Moderne Treibstoffe für Feststoffraketen enthalten bestimmte Kunststoffe, wie z. B. Polyurethane, die als Binder und gleichzeitig als Brennstoff fungieren. Der Brennstoff wird mit dem Sauerstoffträger oder Oxidator vermischt (z. B. Ammonium-, Kalium- oder Lithiumperchlorat). Zur Leistungssteigerung und für einen günstigeren Abbrand sind dem Binder und dem Oxidator pyrophor (selbstentzündlich) wirkende Metallpulver (z. B. Aluminium oder Magnesium) beigemengt. Die feste oder pastöse Treibstoffmischung (Brennstoff, Oxidator etc.) befindet sich in der Brennkammer und ist entweder in Form eines Blocks eingeschoben oder an der Kammerwand fixiert und ausgehärtet. Die Wände sind aus einem speziellen Hochleistungswerkstoff gefertigt, der hohen Temperaturen (bis zu 3 300 °C) standhält und weitere besondere Eigenschaften hat. Nach der Zündung lässt sich der Abbrand nicht mehr stoppen, der je nach Treibstoffmenge und -art einige Millisekunden bis einige Minuten dauern kann. Heutige Feststoffladungen sind sehr groß. So beträgt z. B. das Startgewicht einer Trident-II D5 etwa 59 Tonnen. Allein ein Startaggregat der Raumfähre Spaceshuttle wiegt mehr als 500 Tonnen. 3 FLÜSSIGKEITS- UND HYBRIDRAKETEN Im Gegensatz zu den Feststoffraketen werden Flüssigkeitsraketen mit flüssigem Treibstoff angetrieben. Brennstoff und Oxidator sind in getrennten Tanks untergebracht und werden in modernen Systemen nach Bedarf entweder mittels Ventilen oder Pumpen der Brennkammer zugeführt. Dadurch sind Flüssigkeitsraketen vielseitiger, denn der Abbrand lässt sich besser kontrollieren und durch Zufuhrstopp unterbinden. 3.1 Allgemeiner Aufbau von Flüssigkeitsraketen In der ersten Generation der Flüssigkeitsraketen brachte man die Nutzlast in der Raketenspitze unter. Im angrenzenden Abschnitt befanden sich normalerweise Navigationssysteme (z. B. Kreiselkompass) und automatische Lenkvorrichtungen. Anschließend folgten zwei Haupttanks, wobei einer den flüssigen Treibstoff und der andere den flüssigen Oxidator enthielt. Bei verhältnismäßig kleinen Flüssigkeitsraketen ließen sich sowohl der Treibstoff als auch der Oxidator in das Triebwerk hineinpressen, indem man mit einem Inertgas einen Überdruck in den Tanks erzeugte. Bei großen Modellen war diese Methode nicht anwendbar, weil durch dieses Verfahren die größeren Tanks übermäßig schwer geworden wären. Auch heute wird bei großen Flüssigkeitsraketen der erforderliche Druck durch Pumpen erzeugt, die zwischen den Tanks und dem Triebwerk eingebaut sind. Weil sehr große Mengen an Treibstoff und Oxidator in die Brennkammer gelangen müssen, kommen hochleistungsfähige Zentrifugalpumpen zum Einsatz, die z. B. über eine Gasturbine angetrieben werden. 3.2 Flüssige Treibstoffe Die Suche nach einem Ersatz für den flüssigen Sauerstoff als Oxidator führte aus sicherheitstechnischen Gründen mehr oder weniger zufällig zu einer Gruppe flüssiger Treibstoffe, die als Hypergole (selbstentzündliche Treibstoffe) bezeichnet werden. Die beiden Komponenten (Brennstoff und Oxidator) dieser Treibstoffsorte entzünden sich bei Kontakt von selbst. Ein hypergolischer Treibstoff besteht beispielsweise aus Salpetersäure als Oxidator und entweder Anilin oder einem Hydrazin als Brennstoff. Besonders geeignet für die selbsttätige Entzündung ist das unsymmetrisch gebaute Dimethylhydrazin. Theoretisch ist flüssiger Wasserstoff der wirkungsvollste Treibstoff, allerdings ist seine Handhabung recht schwierig und gefährlich. Deshalb ist der technische und insbesondere der sicherheitstechnische Aufwand bei der Anwendung von flüssigem Wasserstoff sehr hoch. 3.3 Hybridraketen Beim Triebwerk einer Hybridrakete werden flüssige und feste Treibstoffkomponenten miteinander kombiniert. Raketentreibstoffe für Hybridtriebwerke bezeichnet man auch als Lithergole. Als feste Treibstoffkomponente (Brennstoff) dient z. B. Polyethylen oder Polystyrol mit Metallzusätzen (u. a. Magnesium- oder Aluminiumpulver), und als Oxidator nutzt man beispielsweise flüssigen Sauerstoff oder Salpetersäure. Ein Druckbehälter enthält den flüssigen Oxidator und befindet sich oberhalb der Brennkammer mit dem festen Brennstoff. Der flüssige Oxidator wird über ein Regelventil und eine Einspritzdüse in die Brennkammer eingespritzt. Mit diesem System werden die Vorteile der festen Treibstoffe (einfache Handhabung) mit denen der Flüssigkeiten vereint. Mit Hilfe des Regelventils lässt sich die Flüssigkeitszufuhr und damit das Verbrennungstempo regulieren oder sogar stoppen, wenn es erforderlich ist. 4 ALLGEMEINER AUFBAU EINER DÜSE Um eine möglichst hohe Schubleistung und damit hohe Geschwindigkeit zu erreichen, muss das Triebwerk einer Rakete mit weit auslaufenden Düsen ausgestattet sein. Die Brennkammer ist der eigentlichen Düse direkt vorgeschaltet. Die Mündung der Brennkammer verjüngt sich zur Düse hin, d. h. sie wird schmaler. Die Düse selbst wird zum Ende hin immer breiter. Dadurch kann der Durchmesser des Düsenendes das Vier- bis Fünffache des Durchmessers der Brennkammer betragen. Ein ernsthaftes Wärmeübertragungsproblem erzeugen die Hochgeschwindigkeitsgase an der Düsenwand, besonders wenn die Startzeit mehrere Minuten und nicht nur Sekunden beträgt (siehe Wärmeübertragung). Am größten ist dieses Problem in dem Bereich zwischen Brennkammer und Düse. Hier wendet man häufig die so genannte regenerative Kühlung an. Beispielsweise kann in einem Triebwerk mit flüssigem Wasserstoff und flüssigem Sauerstoff der extrem kalte Wasserstoff (unter -250 °C) durch ein System von schmalen Leitungen in der Düsenwand zur Brennkammer hochgepumpt werden. Mit dieser Verfahrensweise gelingt die Kühlung der problematischen Stellen. 5 WEITERE RAKETENTYPEN NACH ANTRIEBSART Bei elektrischen Raketen nutzt man entweder eine leistungsstarke Energieversorgung (z. B. mit Kernenergie) oder eine externe Energiequelle, in diesem Fall Sonnenenergie. Mit den Triebwerken elektrischer Raketen lassen sich zwar hohe Ausströmgeschwindigkeiten erreichen, aber aufgrund des ebenfalls hohen Energiebedarfs bleibt die Schubleistung gering. Man unterscheidet den elektrothermischen Antrieb vom elektrostatischen Antrieb. In elektrothermischen Raketen wird der Treibstoff (z. B. Ammoniak oder Wasserstoff) über ein Pumpensystem in die Brennkammer gefördert und durch ein Widerstandselement (Resistojet) oder einen Lichtbogen (Arcjet) gezündet. Bei elektrostatischen Raketen beschleunigt man elektrisch geladene Teilchen, in erster Linie Ionen, in einem elektrischen Feld (Ionentriebwerk). Als Brennstoffe werden beispielsweise Cäsium, Quecksilber oder in neueren Modellen auch Xenon verwendet. Im Fall des Edelgases werden die Xenonatome (mit Hilfe von Solarenergie) in einer Kammer zunächst ionisiert, dann durch elektrische Felder beschleunigt und schließlich, durch Magnetfelder zu einem scharfen Strahl gebündelt, über das Düsensystem ausgestoßen. Diese Antriebsvariante ist technisch am weitesten entwickelt. Die erste Sonde mit Ionenantrieb startete die NASA am 24. Oktober 1998. Die ESA startete am 12. Juli 2001 einen Forschungssatelliten mit Ionenantrieb ins All. Der Satellit Artemis wurde auf Grund eines technischen Defekts der dritten Stufe der Transportrakete zunächst nur auf eine Höhe von 17 000 Kilometern gebracht - geplant waren 36 000 Kilometer. Mit Hilfe der bordeigenen Verbrennungstriebwerke konnte sich der Satellit immerhin auf 31 000 Kilometer Höhe befördern. Schließlich gelang es mit dem ebenfalls an Bord befindlichen Ionenantrieb, den Satelliten im Januar 2003 auf die gewünschten 36 000 Kilometer Höhe zu bringen. Mit Smart-1 startete die ESA am 29. September 2003 einen Forschungssatelliten, der nur mit einem Ionenantrieb ausgestattet ist. Smart-1 erreichte im November 2004 die Mondumlaufbahn. Die Sonde soll die mineralische Zusammensetzung des Mondes genauer als zuvor erfassen, nach Spuren von Wassereis suchen und Daten für eine dreidimensionale Karte der Mondoberfläche sammeln. Im elektromagnetischen Triebwerk (auch Plasmastrahltriebwerk) beschleunigt man ein Plasma (Gemisch aus freien Elektronen, Ionen und Neutralteilchen eines Gases) durch elektromagnetische Felder. Das hypothetische Photonentriebwerk würde einen Strahl von Photonen oder leichten Teilchen mit Lichtgeschwindigkeit ausstoßen und auf diese Weise den notwendigen Schub erzeugen (siehe Photon). Versuche mit dem ,,Kernenergietriebwerk" wurden wieder eingestellt. Eine der jüngsten Entwicklungen gelang einer Forschergruppe am militärischen Raketenforschungszentrum White Sands (US-Bundesstaat New Mexico) Ende September 1997. Mit Hilfe eines Kohlendioxid-Lasers konnten die Experten eine zehn Zentimeter kleine Testrakete antreiben. Dazu erhitzt ein Bodenlaser Luft, die anschließend über ein Düsensystem ausgestrahlt wird. Auf diese Weise überflog die Testrakete eine längere Strecke in einer Höhe von zwei Metern. 6 GESCHICHTE Die Feststoffrakete wurde zu Beginn des 13. Jahrhunderts in China erfunden. Was anfangs noch eine Spielerei war soll der Überlieferung zufolge 1232, bei der Belagerung einer chinesischen Stadt, als Waffe zum Einsatz gekommen sein. Über die Seidenstraße und insbesondere über arabische Quellen gelangte diese Technik Mitte 13. Jahrhundert auch nach Europa. Allerdings nutzte man sie nicht nur zu militärischen Zwecken. Besonders im 17. Jahrhundert dienten kleinere Ausführungen als Feuerwerkskörper. Zu Beginn des 19. Jahrhunderts entwickelte der britische Artillerieoffizier William Congreve eine nach ihm benannte Feststoffrakete, die eine Reichweite von etwa 2 000 Metern hatte. Dieser Typ enthielt einen Blechzylinder, in dem eine drei Kilogramm schwere Ladung explosiven Materials befördert wurde. Der zur Flugstabilisierung verwendete Stock war vier Meter lang, das Gesamtgewicht lag bei rund 14 Kilogramm. In den darauf folgenden Jahrzehnten stellte man in einigen Armeen Raketenbrigaden auf. Diese verloren allerdings mit der technischen Weiterentwicklung und Verbesserung der Artillerie an Bedeutung. Die meisten dieser Brigaden wurden bereits um 1870 wieder aufgelöst. In der Folgezeit blieben die Raketen nur in den Bereichen Feuerwerkskörper, Seenot (Signalraketen) und im Walfang von Bedeutung. Gegen Ende des 19. Jahrhunderts nahm das Interesse an Raketen wieder zu. Im Mittelpunkt stand dabei die theoretische und experimentelle Raketenforschung. Einige Wissenschaftler, wie z. B. der russische Mathematiker Ziolkowski, schlugen vor, Raketen als Weltraumfahrzeuge zu nutzen. Im 1. Weltkrieg verwendete man Raketen in erster Linie zur Signalgebung. Sie wurden außerdem von Flugzeugen auf militärische Aufklärungsballons abgeschossen. Zu jener Zeit experimentierte der amerikanische Physiker Robert Goddard mit Feststoffraketen und entwickelte eine Ausführung, die wissenschaftliche Messungen in den oberen Schichten der Atmosphäre vornehmen konnte. Diese Höhen ließen sich mit einem herkömmlichen Ballon nicht erreichen. In der Zeit zwischen 1920 und 1930 begann man mit der Entwicklung von Flüssigkeitsraketen. Die erste flugfähige Flüssigkeitsrakete baute der Amerikaner Goddard. Sie wurde im März 1926 gestartet, blieb 2,5 Minuten in der Luft und flog etwa 14 Meter sowie 50 Meter weit. Drei Jahre später führte der deutsche Raketenforscher Hermann Oberth die ersten viel versprechenden Experimente mit Raketentriebwerken für flüssige Treibstoffe durch. 1931 folgten die ersten erfolgreichen Starts von Flüssigkeitsraketen von deutschem Boden. Beide Raketen wurden von dem deutschen Wissenschaftler und Astronomen Johannes Winkler konstruiert. Die erste WinklerRakete (Februar 1931) hob gerade drei Meter vom Erdboden ab, aber die zweite (14. März 1931) flog 100 Meter hoch und 200 Meter weit. Beide waren die ersten Flüssigkeitsraketen Europas. In der Sowjetunion startete die erste Flüssigkeitsrakete am 17. August 1933. Sie beruhte u. a. auf Arbeiten der Raketenpioniere Friedrich Arturowitsch Zander und Sergej Pawlowitsch Koroljow. Nach vielen Vorversuchen entwickelte Wernher von Braun, einer von Oberths Schülern, mit ehemaligen Mitgliedern des ,,Vereins für Raumschiffahrt" (Berlin) beim deutschen Heereswaffenamt in Peenemünde die erste große Flüssigkeitsrakete, die in der Praxis funktionierte. Am 3. Oktober 1942 wurde die A-4 (Aggregat Nr. 4; Propagandaname: V-2) erstmalig von der Forschungsstation auf der Insel Usedom gestartet. Die A-4 sollte ursprünglich zivilen Zwecken dienen, erlangte aber als Raketenwaffe traurige Berühmtheit. Nach dem 2. Weltkrieg erhielt von Braun den Auftrag, die wissenschaftlichen Arbeiten von Goddard in den USA fortzusetzen. Von Braun und sein Team arbeiteten in White Sands (New Mexico) und wurden 1958 in die NASA integriert, nur zwei Jahre nach deren Gründung. In der Zwischenzeit gelang es dem sowjetischen Forschungsteam in Moskau den von Sergej Koroljow entwickelten Satelliten Sputnik ins Weltall zu befördern. Auf beiden Seiten begann ein Wettlauf in der Entwicklung von Raketen und Raketentriebwerken. Weiteres siehe Weltraumforschung Siehe auch Europa-Rakete; Ariane (Rakete) Microsoft ® Encarta ® 2009. © 1993-2008 Microsoft Corporation. Alle Rechte vorbehalten.

« mit dem festen Brennstoff.

Der flüssige Oxidator wird über ein Regelventil und eine Einspritzdüse in die Brennkammer eingespritzt.

Mit diesem System werden die Vorteileder festen Treibstoffe (einfache Handhabung) mit denen der Flüssigkeiten vereint.

Mit Hilfe des Regelventils lässt sich die Flüssigkeitszufuhr und damit dasVerbrennungstempo regulieren oder sogar stoppen, wenn es erforderlich ist. 4 ALLGEMEINER AUFBAU EINER DÜSE Um eine möglichst hohe Schubleistung und damit hohe Geschwindigkeit zu erreichen, muss das Triebwerk einer Rakete mit weit auslaufenden Düsen ausgestattet sein.

DieBrennkammer ist der eigentlichen Düse direkt vorgeschaltet.

Die Mündung der Brennkammer verjüngt sich zur Düse hin, d.

h.

sie wird schmaler.

Die Düse selbst wird zumEnde hin immer breiter.

Dadurch kann der Durchmesser des Düsenendes das Vier- bis Fünffache des Durchmessers der Brennkammer betragen. Ein ernsthaftes Wärmeübertragungsproblem erzeugen die Hochgeschwindigkeitsgase an der Düsenwand, besonders wenn die Startzeit mehrere Minuten und nicht nurSekunden beträgt ( siehe Wärmeübertragung).

Am größten ist dieses Problem in dem Bereich zwischen Brennkammer und Düse.

Hier wendet man häufig die so genannte regenerative Kühlung an.

Beispielsweise kann in einem Triebwerk mit flüssigem Wasserstoff und flüssigem Sauerstoff der extrem kalte Wasserstoff (unter -250 °C) durchein System von schmalen Leitungen in der Düsenwand zur Brennkammer hochgepumpt werden.

Mit dieser Verfahrensweise gelingt die Kühlung der problematischenStellen. 5 WEITERE RAKETENTYPEN NACH ANTRIEBSART Bei elektrischen Raketen nutzt man entweder eine leistungsstarke Energieversorgung (z.

B.

mit Kernenergie) oder eine externe Energiequelle, in diesem FallSonnenenergie.

Mit den Triebwerken elektrischer Raketen lassen sich zwar hohe Ausströmgeschwindigkeiten erreichen, aber aufgrund des ebenfalls hohen Energiebedarfsbleibt die Schubleistung gering.

Man unterscheidet den elektrothermischen Antrieb vom elektrostatischen Antrieb.

In elektrothermischen Raketen wird der Treibstoff (z.

B.Ammoniak oder Wasserstoff) über ein Pumpensystem in die Brennkammer gefördert und durch ein Widerstandselement (Resistojet) oder einen Lichtbogen (Arcjet)gezündet.

Bei elektrostatischen Raketen beschleunigt man elektrisch geladene Teilchen, in erster Linie Ionen, in einem elektrischen Feld (Ionentriebwerk).

Als Brennstoffewerden beispielsweise Cäsium, Quecksilber oder in neueren Modellen auch Xenon verwendet.

Im Fall des Edelgases werden die Xenonatome (mit Hilfe von Solarenergie) ineiner Kammer zunächst ionisiert, dann durch elektrische Felder beschleunigt und schließlich, durch Magnetfelder zu einem scharfen Strahl gebündelt, über das Düsensystemausgestoßen.

Diese Antriebsvariante ist technisch am weitesten entwickelt.

Die erste Sonde mit Ionenantrieb startete die NASA am 24.

Oktober 1998. Die ESA startete am 12.

Juli 2001 einen Forschungssatelliten mit Ionenantrieb ins All.

Der Satellit Artemis wurde auf Grund eines technischen Defekts der dritten Stufe der Transportrakete zunächst nur auf eine Höhe von 17 000 Kilometern gebracht – geplant waren 36 000 Kilometer.

Mit Hilfe der bordeigenen Verbrennungstriebwerke konntesich der Satellit immerhin auf 31 000 Kilometer Höhe befördern.

Schließlich gelang es mit dem ebenfalls an Bord befindlichen Ionenantrieb, den Satelliten im Januar 2003auf die gewünschten 36 000 Kilometer Höhe zu bringen. Mit Smart-1 startete die ESA am 29.

September 2003 einen Forschungssatelliten, der nur mit einem Ionenantrieb ausgestattet ist.

Smart-1 erreichte im November 2004 die Mondumlaufbahn.

Die Sonde soll die mineralische Zusammensetzung des Mondes genauer als zuvor erfassen, nach Spuren von Wassereis suchen und Daten für einedreidimensionale Karte der Mondoberfläche sammeln. Im elektromagnetischen Triebwerk (auch Plasmastrahltriebwerk) beschleunigt man ein Plasma (Gemisch aus freien Elektronen, Ionen und Neutralteilchen eines Gases)durch elektromagnetische Felder.

Das hypothetische Photonentriebwerk würde einen Strahl von Photonen oder leichten Teilchen mit Lichtgeschwindigkeit ausstoßen und aufdiese Weise den notwendigen Schub erzeugen ( siehe Photon).

Versuche mit dem „Kernenergietriebwerk” wurden wieder eingestellt. Eine der jüngsten Entwicklungen gelang einer Forschergruppe am militärischen Raketenforschungszentrum White Sands (US-Bundesstaat New Mexico) Ende September 1997.

Mit Hilfe eines Kohlendioxid-Lasers konnten die Experten eine zehn Zentimeter kleine Testrakete antreiben.

Dazu erhitzt ein Bodenlaser Luft, die anschließend überein Düsensystem ausgestrahlt wird.

Auf diese Weise überflog die Testrakete eine längere Strecke in einer Höhe von zwei Metern. 6 GESCHICHTE Die Feststoffrakete wurde zu Beginn des 13.

Jahrhunderts in China erfunden.

Was anfangs noch eine Spielerei war soll der Überlieferung zufolge 1232, bei der Belagerungeiner chinesischen Stadt, als Waffe zum Einsatz gekommen sein.

Über die Seidenstraße und insbesondere über arabische Quellen gelangte diese Technik Mitte13.

Jahrhundert auch nach Europa.

Allerdings nutzte man sie nicht nur zu militärischen Zwecken.

Besonders im 17.

Jahrhundert dienten kleinere Ausführungen alsFeuerwerkskörper. Zu Beginn des 19.

Jahrhunderts entwickelte der britische Artillerieoffizier William Congreve eine nach ihm benannte Feststoffrakete, die eine Reichweite von etwa2 000 Metern hatte.

Dieser Typ enthielt einen Blechzylinder, in dem eine drei Kilogramm schwere Ladung explosiven Materials befördert wurde.

Der zur Flugstabilisierungverwendete Stock war vier Meter lang, das Gesamtgewicht lag bei rund 14 Kilogramm. In den darauf folgenden Jahrzehnten stellte man in einigen Armeen Raketenbrigaden auf.

Diese verloren allerdings mit der technischen Weiterentwicklung und Verbesserungder Artillerie an Bedeutung.

Die meisten dieser Brigaden wurden bereits um 1870 wieder aufgelöst.

In der Folgezeit blieben die Raketen nur in den BereichenFeuerwerkskörper, Seenot (Signalraketen) und im Walfang von Bedeutung. Gegen Ende des 19.

Jahrhunderts nahm das Interesse an Raketen wieder zu.

Im Mittelpunkt stand dabei die theoretische und experimentelle Raketenforschung.

EinigeWissenschaftler, wie z.

B.

der russische Mathematiker Ziolkowski, schlugen vor, Raketen als Weltraumfahrzeuge zu nutzen. Im 1.

Weltkrieg verwendete man Raketen in erster Linie zur Signalgebung.

Sie wurden außerdem von Flugzeugen auf militärische Aufklärungsballons abgeschossen.

Zujener Zeit experimentierte der amerikanische Physiker Robert Goddard mit Feststoffraketen und entwickelte eine Ausführung, die wissenschaftliche Messungen in denoberen Schichten der Atmosphäre vornehmen konnte.

Diese Höhen ließen sich mit einem herkömmlichen Ballon nicht erreichen. In der Zeit zwischen 1920 und 1930 begann man mit der Entwicklung von Flüssigkeitsraketen.

Die erste flugfähige Flüssigkeitsrakete baute der Amerikaner Goddard.

Siewurde im März 1926 gestartet, blieb 2,5 Minuten in der Luft und flog etwa 14 Meter sowie 50 Meter weit.

Drei Jahre später führte der deutsche Raketenforscher HermannOberth die ersten viel versprechenden Experimente mit Raketentriebwerken für flüssige Treibstoffe durch.

1931 folgten die ersten erfolgreichen Starts vonFlüssigkeitsraketen von deutschem Boden.

Beide Raketen wurden von dem deutschen Wissenschaftler und Astronomen Johannes Winkler konstruiert.

Die erste Winkler-Rakete (Februar 1931) hob gerade drei Meter vom Erdboden ab, aber die zweite (14.

März 1931) flog 100 Meter hoch und 200 Meter weit.

Beide waren die erstenFlüssigkeitsraketen Europas.

In der Sowjetunion startete die erste Flüssigkeitsrakete am 17.

August 1933.

Sie beruhte u.

a.

auf Arbeiten der Raketenpioniere FriedrichArturowitsch Zander und Sergej Pawlowitsch Koroljow. Nach vielen Vorversuchen entwickelte Wernher von Braun, einer von Oberths Schülern, mit ehemaligen Mitgliedern des „Vereins für Raumschiffahrt” (Berlin) beimdeutschen Heereswaffenamt in Peenemünde die erste große Flüssigkeitsrakete, die in der Praxis funktionierte.

Am 3.

Oktober 1942 wurde die A-4 (Aggregat Nr.

4;Propagandaname: V-2) erstmalig von der Forschungsstation auf der Insel Usedom gestartet.

Die A-4 sollte ursprünglich zivilen Zwecken dienen, erlangte aber alsRaketenwaffe traurige Berühmtheit. Nach dem 2.

Weltkrieg erhielt von Braun den Auftrag, die wissenschaftlichen Arbeiten von Goddard in den USA fortzusetzen.

Von Braun und sein Team arbeiteten in WhiteSands (New Mexico) und wurden 1958 in die NASA integriert, nur zwei Jahre nach deren Gründung.

In der Zwischenzeit gelang es dem sowjetischen Forschungsteam in. »

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