Kopfball
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Sendung vom 21. November 2010

Ein Zuschauer fragt: Wertung: 3.0 von 5 möglichen Sternen

Wie bewegt sich eine Rakete im Weltall fort?

Wer mit glatten Sohlen auf einer rutschigen Eisfläche steht oder ohne weitere Hilfsmittel in einem Boot auf hoher See treibt, erkennt schnell das Grundproblem: Wenn man sich nirgendwo abstoßen kann, ist es kaum möglich, Fahrt aufzunehmen. Ganz ähnlich ist es auch im Weltraum. Dort gibt es keinerlei Haltepunkte, noch nicht einmal Luft. Bei Raketen ist das anders: Sie lassen sich auch im Weltall steuern. Dazu führen sie eine Auswurfmasse mit an Bord, die es ihnen erlaubt, sich praktisch von sich selbst abzustoßen. Wie das genau funktioniert, zeigen die Kopfball-Reporter Uli und Burkhardt mit einem spektakulären Indoor-Raketenstart im Film.

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Rückstoßantrieb

Ein Raketenstart erweckt häufig den Anschein, dass sich die Rakete durch die herausschießenden Brenngase vom Boden abstößt. Doch der Eindruck täuscht. Und spätestens im Weltall, wo noch nicht einmal Luft ist, wird klar: Eine Rakete benötigt weder einen festen Boden unter den Düsen noch die umgebende Luft, um in Fahrt zu kommen. Allein das Ausströmen der Gase treibt die Rakete an. Grund dafür ist der Rückstoß. Wann immer eine Masse in eine Richtung geworfen oder ausgestoßen wird, entsteht gleichzeitig eine Kraft in die andere Richtung. Und genau diese Rückstoßkraft wird bei einer Rakete zur Fortbewegung ausgenutzt: Die Rakete beschleunigt nach oben, indem sie Brenngase mit hoher Geschwindigkeit nach unten ausstößt.

Extremer Spritverbrauch

Eine der größten Raketen, die je gebaut wurden, war die über 100 Meter hohe amerikanische Mondrakete Saturn V. Damit sie der Erdanziehung entkommen und bis zum Mond fliegen konnte, musste sie eine extrem hohe Geschwindigkeit von fast 40.000 km/h erreichen. Das ist die sogenannte Fluchtgeschwindigkeit – auch kosmische Geschwindigkeit genannt. Dazu sind enorme Mengen Treibstoff nötig. Die Saturn V führte über 2.500 Tonnen Flüssigtreibstoff mit sich. Das entspricht fast 90 Prozent ihres Gesamtgewichts.

Feuer und Flamme – nicht nur zur Show

Um auf über 40.000 km/h zu beschleunigen, reicht es nicht aus, nur sehr viel Masse mitzunehmen, die dann ausgestoßen wird. Denn der mitgeführte Treibstoff selbst erhöht das Gewicht der Rakete, so dass diese immer schwerer wird und dadurch schwerer zu beschleunigen ist. Neben der reinen Masse des Treibstoffs ist deshalb entscheidend, dass der verbrannte Treibstoff möglichst schnell ausströmt. Je schneller das geschieht, desto mehr Rückstoß erzeugen die ausgestoßenen Brenngase und desto stärker beschleunigt die Rakete. In den Brennkammern verbrennt dazu ein explosives Treibstoffgemisch unter extremer Gas- und Hitzeentwicklung. Dabei baut sich ein sehr hoher Überdruck auf, der die Brenngase extrem schnell nach hinten aus der Düse treibt. Die spektakulären Flammen und Rauchschwaden beim Raketenstart sind also keine bloße Show, sondern notwendig für das Erreichen einer möglichst hohen Geschwindigkeit.

Text Tobias Schlößer

Film VisualBridges: Niels Waibel und Tobias Schlößer mit Ulrike Brandt-Bohne und Burkhardt Weiß

Deine Meinung

Kommentare

Einträge: 1

Daniel Geiße
schrieb am 01.05.2015, 22:48 Uhr
Cool Cool das Experiment. Weiter so



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    Sendung vom:

    Fernseher-Icon So, 21.11.2010
    11:00 Uhr - 11:30 Uhr
    im Ersten


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