2. Raumfähren

2.2 Raketen

Raketen werden dazu verwendet Gegenstände(normalerweise Satelliten)ins All zu befördern. Um etwas ins All zu befördern, ist allerding ein sehr großer Schub notwendig. Grundsätzlich unterscheidet man hier zwischen Feststoffantrieben und Flüssigkeitsantrieben.

1.Feststoffantriebe

bestehen wie der Name schon sagt aus einer festen Masse. Bevor die Masse allerdings fest wird, wird sie im flüssigen Zustand in eine Form gegossen und härtet dort aus. Feststoffraketen werden hauptsächlich als Booster für Space Shuttles oder für militärische Zwecke benutzt.
Vorteile: Die Vorteile bei Feststoffraketen sind, dass der Treibstoff sehr einfach gelagert werden kann. Man braucht keine Tankvorrichtung für Festoffraketen und auch keine Brennkammer, denn die Form in die sie gegossen wurden, ist später dann die Brennkammer. Ausserdem sind die Raketen relativ billig in ihrer Herstellung und die Lagerung bzw. die Benutzung ist deutlich einfacher und ungefährlicher als bei Flüssigkeitsraketen.
Nachteile: Allerdings gibt es auch einige Nachteile, z.B. dass die Verbrennung nur schlecht gesteuert werden kann. Der Treibstoff verbrennt immer gleich schnell und es ist nicht möglich die Verbrennung zu stoppen oder neu zu starten. Feststoffraketen sind auch im Vergleich zu Flüssigkeitsraketen relativ schwer. Die Wände der Feststoffbooster müssen aus relativ dickem Stahl sein, da im Innern der Brennkammer sehr großer Druck entsteht. Dadurch wird eine Feststoffrakete auch deutlich schwerer, je größer sie ist.

2.Flüssigkeitsantriebe

beziehen ihren Schub aus flüssigen Stoffen. Die gängigste Methode ist die Verbrennung von Wasserstoff und Sauerstoff.
Vorteile: Bei Flüssigkeitsraketen entsteht ein deutlich höherer Schub als bei Feststoffraketen. Der Schub lässt sich steuern. Man kann den Antrieb an- und ausschalten und auch kontrollieren wie stark beschleunigt werden soll. Bei der Verbrennung entstehen nur umweltfreundliche Gase(Wasserdampf).
Nachteile: Es ist eine sehr komplizierte Technik erforderlich. Da bei der Verbrennung der Wasserstoff und Sauerstoff aus den Tanks gepumpt wird ändert sich ständig der Schwerpunkt der Rakete. Um das auszugleichen sind komplizierte Berechnungen vor dem Start notwendig. Die Technik und Herstellung für Flüssigkeitsraketen ist teuerer und aufwändiger als bei Feststoffraketen. Diese Technik ist außerdem gefährlicher als bei Festoffraketen, da bei einem undichten Tank oder dem falschen Mischungsverhältnis die Rakete beschädigt wird oder sogar explodieren kann.

Wie schon im Punkt 1.1 erwähnt ist die Idee der Raumfahrt schon alt. Da es jedoch vor 200 oder 300 Jahren weder die benötigten Werkstoffe noch Wissenschaftler gab, die sich auskannten, begann die bemannte Raumfahrt etwa zur Zeit des Zweiten Weltkriegs. Die deutsche A4(Aggregat 4, besser bekannt unter dem Propagandanamen V2) war die erste funktionsfähige Großrakete. Nach dem Zweiten Weltkrieg arbeitete der Raktenwissenschaftler Wernher von Braun an der Verbesserung seiner V2. Es wurden immer größere und leistungsfähigere Raketen entwickelt. Diese Entwicklung dauert bis heute an.

Zur Zeit ist die Ariane 5(Flüssigkeitsantrieb + 2Feststoffbooster) die leistungsfähigste Rakete Europas. Sie wurde von der ESA(European Space Agency praktisch das europäische Gegenstück zur NASA) entwickelt und gebaut. Die Ariane 5 kann etwa 23t Nutzlast aufnehmen und ins All befördern. Allerdings ist der Begriff "Nutzlast" verwirrend. Eigentlich ist es falsch zu sagen das eine Rakte eine bestimmte Nutzlast hat. Die 23t der Ariane 5 hängen stark davon ab, in welchen Orbit die Last befördert werden soll. In einen 200km hohen Orbit kann die Ariane immerhin noch etwa 20,5t befördern. In einen 400km hohen Orbit(ISS) sind es dagegen nur noch 18t. Bei einem Geo-stationären Orbit(1.000 bis 36.000km) wie er für Satelliten verwendet wird sind es nur noch knapp 7t.