Der Blick in den Himmel begeistert die Menschen seit vielen Jahrtausenden. Tatsächlich ins Weltall zu reisen war allerdings bis vor einigen Jahrzehnten reine Fantasie. Erst die Entwicklung neuer Technologien ermöglichte der Menschheit die Eroberung des Weltraums.
Zuvor setzten die Regeln der Physik den Versuchen unüberwindbare Grenzen. Den größten Erfolg kommentierte schließlich der Astronaut Neil Armstrong, als er 1969 als erster Mensch überhaupt einen Fuß auf die Oberfläche des Mondes setzte, mit den denkwürdigen Worten:
„Ein kleiner Schritt für einen Menschen, aber ein großer Sprung für die Menschheit.“
Vorbereitung des Raketenstarts
Der Start ist die sensibelste Phase des Raketenflugs, schließlich muss der Physik ein Schnippchen geschlagen werden. In der Raumfahrt müssen zuerst zahlreiche Testläufe und Berechnungen vorausgehen, um allen Aspekten der Sicherheit gerecht zu werden. Bei einem eventuellen Fehlstart besteht die Gefahr, dass die hochexplosiven Brennstoffe leicht zu einer Explosion führen können. Dann wären nicht nur die wertvollen Trägerraketen, sondern auch die kostspielige Fracht wie etwa neue Satelliten verloren. Im schlimmsten Fall sind sogar Menschenleben in Gefahr.
Das Prinzip eines Raketenstarts – alles ist eine Frage der Physik
Raketen arbeiten nach dem in der Physik bekannten Prinzip des Rückstoßes. Dabei werden die heißen Gase, die sich bei der Entzündung des Brennstoffs und eines Oxidationsmittel bilden, unter enorm großem Druck durch eine spezielle Düse nach unten hin ausgestoßen. Beim Start und dem späteren Steigflug durchbricht die Rakete den Widerstand der einzelnen Schichten in der Erdatmosphäre. Um ausreichend Kraft zum Abheben zu erzeugen, muss die Schubkraft einer Rakete daher größer sein als das Startgewicht.
Dabei gilt: Die Rakete gewinnt umso rascher an Geschwindigkeit, je größer die Differenz zwischen Schubkraft und Gewicht ausfällt. Der Schub wiederum hängt davon ab, wie schnell und effektiv die Treibgase nach unten hin ausgestoßen werden. Jede für die Raumfahrt entwickelte Rakete setzt dabei auf einzelne sog. Raketenstufen, deren Brenndauer in der Regel bei einigen Minuten liegt.
Ein typischer Raketenflug – drei Stufen bis zum All
Prinzipiell bestehen Raketen aus drei Stufen. Die Physik verhindert durch die Schwerkraft ein leichtes Abheben, daher wird die erste Stufe ausschließlich dazu genutzt, um schnell an Höhe zu gewinnen. Dadurch gelangt man in dünnere Luftschichten und zugleich nimmt die Kraft der Erdanziehung ab. Beim Ausbrennen von Stufe Nummer 1 ist die Rakete in einer Höhe angekommen, in welcher der Luftwiderstand vernachlässigbar gering ist. Die zweite Stufe beschleunigt die jetzt wesentlich leichtere Rakete an die Grenze zur letztendlich benötigten Orbitalgeschwindigkeit. Diese wird dann mit der dritten Stufe, die zum Zwecke leichterer Kurskorrekturen zumeist mehrfach gezündet werden kann, erreicht.
Der Ablaufplan des Raketenstarts
Um eine Rakete erfolgreich starten zu können und die von der Physik vorgegebene Schwerkraft zu überwinden, müssen zahlreiche einzelne Teilschritte ausgeführt werden. Hier sind grob alle Schritte für dich zusammengefasst, die bei der Vorbereitung und im abschließenden Countdown wichtig sind:
- Der Zeitpunkt, an dem der Start bestmöglich gelingt, muss genau berechnet werden.
- Die Wetterprognose wird genau betrachtet. Zu viele Wolken, anhaltender Regen, Hagel oder starke Winde können einen Start verhindern. Auch die Wettersituation bei der Rückkehr und Landung muss berücksichtigt werden.
- Die Menge an Treibstoff und anderen Vorräten muss genau berechnet werden.
- Die Rakete wird überaus behutsam zur Startrampe geschoben. Jeder kleine Unfall kann große Auswirkungen haben.
- Die Rakete wird am Startturm befestigt.
- Alle Anschlüsse werden angelegt und die Rakete wird nochmals kontrolliert.
- Der Countdown beginnt: Ab sofort werden alle Teile und Werte laufend kontrolliert.
- Die Energie- und Sicherheitssysteme werden überprüft.
- Die Tanks der Rakete werden mit Treibstoff befüllt.
- Die Kapsel wird mit empfindlichem Material beladen.
- Die Astronauten betreten die Kapsel und beginnen mit ihren Checks. Alle Elemente der Bedienung werden dabei überprüft.
- Die Raumfahrer bestätigen die ordnungsgemäße Funktion aller Geräte.
- Die Raketenaggregate werden einsatzbereit gemacht.
- Die Haltevorrichtung wird weggeschoben.
- Die Raketenmotoren werden ein letztes Mal kontrolliert.
- Zündung – es geht los.
Das PHYWE Produkt zum Thema:
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