Sonden und Raketen

Rakete startet

Weltraumforschung

Sonden und Raketen

Menschen an der Spitze einer Rakete ins All zu befördern, und heil auch wieder zurück zur Erde zu bringen, ist eine gewaltige technische Herausforderung. Als um 1900 die Geschichte der modernen Raketen begann, interessierten sich nur wenige, oftmals als Spinner angesehene Wissenschaftler und Techniker für diese neue Art des Antriebs.

Die Pioniere

So funktioniert eine Rakete: Treibstoff verbrennt, die heißen Verbrennungsgase strömen mit hoher Geschwindigkeit durch eine Düse und treiben nach dem Rückstoßprinzip die Rakete nach vorn. Was so einfach klingt, stellte die frühen Raketenpioniere aber vor große technische Herausforderungen:

Dr. Robert Goddard werkelt an einem Modell.

Raketenpionier der ersten Stunde: Dr. Robert Goddard

Der Russe Konstantin Ziolkowski (1857–1935) veröffentlichte 1903 als Erster einen Aufsatz zum Thema "Die Erforschung des Weltraums mit Rückstoßgeräten". Er erkannte bereits, dass für Weltraumflüge der Einsatz von mehrstufigen Raketen und Flüssig-Treibstoffen notwendig würde.

Robert Goddard (1882–1945) lebte in der Nähe von Boston in den USA. Nach vielen Fehlversuchen gelang ihm 1929 der Start einer Flüssigkeitsrakete, die über zwei Kilometer aufstieg und fast Schallgeschwindigkeit erreichte. Doch erst nach seinem Tod wurde er dafür geehrt. Das "Goddard Space Flight Center" der NASA in der Nähe von Washington wurde 1959 nach ihm benannt.

In Deutschland war Hermann Julius Oberth (1894–1989) einer der Pioniere der Raketentechnik. 1941 ging Oberth nach Peenemünde an der Ostsee, wo die Wehrmacht die V2 für den Einsatz im Zweiten Weltkrieg entwickeln ließ. Oberth wurde dort Mitarbeiter von Wernher von Braun und ging nach dem Krieg auch mit diesem in die USA.

Wernher von Braun: Von der V2 zur amerikanischen Atomrakete

Der Raketenkonstrukteur Wernher von Braun zeigt ein Modell.

Wernher von Braun - von der Wehrmacht zum US-Militär

Die erste Großrakete, die in Serienfertigung ging, war das "Aggregat 4" der deutschen Wehrmacht, später auch "V2" genannt. Am 3. Oktober 1942 startete von Peenemünde aus eine "V2" zu einem ersten Testflug. Der 14 Meter lange und 13 Tonnen schwere Apparat erreichte eine Höhe von 90 Kilometern und flog über 300 Kilometer weit.

Nach dem Krieg wurde von Braun mit den meisten anderen Ingenieuren in die USA gebracht, um zunächst an Verbesserungen der "V2"-Raketen für das US-Militär und später auch an völlig neuen Raketenkonzepten zu arbeiten.

Wernher von Braun brachte bereits 1948 Vorstellungen von einem Marsraumschiff und einer erdnahen Raumstation zu Papier. Zunächst jedoch arbeitete er an militärischen Anwendungen der Technologie. Das amerikanische Militär plante mit von Brauns Hilfe Interkontinentalraketen, die mit Atombomben bestückt Ziele in sowjetischen Großstädten treffen sollten.

In den 1960er Jahren leitete von Braun die Entwicklungsarbeiten an der "Saturn V"-Rakete, an deren Spitze die Apollo-Raumschiffe zum Mond geschossen wurden.

Die Mondrakete – Saturn V

Start einer Saturn V mit der Apollokapsel an der Spitze.

Start einer Saturn V mit der Apollokapsel an der Spitze

Sie ist die bisher leistungsstärkste Rakete, die jemals gebaut wurde. Immerhin sollte sie Menschen in einer Raumkapsel sowie eine Landefähre zum Mond bringen. Das erforderte enorme Schubkraft. Die Saturn V war 111 Meter groß und gut 3000 Tonnen schwer.

Ein Gigant, dessen Druckwelle bei jedem Start im 18 Kilometer entfernten Titusville haufenweise Fensterscheiben zerspringen ließ. Nach nur zweiTestflügen wurde sie als sicher eingestuft und brachte dann die Menschen zum Mond und die amerikanische Raumstation Skylab ins All. Alle 26 Starts verliefen erfolgreich.

Sojus – das Arbeitspferd der Raumfahrt

Eine Sojus-FG auf dem Weltraumbahnhof Baikonur.

Eine Sojus-FG auf dem Weltraumbahnhof Baikonur

Doch auch die Sowjetunion war am Kriegsende im Besitz von Bauplänen der "V2". Auf deren Grundlage entstand die "R-7"-Atomrakete, die erstmals 1956 getestet wurde. Damit entbrannte der Wettlauf der Supermächte, der Milliarden Dollar und Rubel verschlang, aber auch Spitzenraketen hervorbrachte, ohne die die bemannte Raumfahrt nicht möglich gewesen wäre.

Das bekannteste Beispiel sind die Raketen der "Sojus"-Raketenfamilie. Sowohl die Trägerrakete des ersten "Sputnik" als auch die legendären "Wostok"-Raketen der ersten sowjetischen Kosmonauten werden zur "Sojus"-Familie gezählt. Diese Raketen gelten als technisch ausgereift und sehr zuverlässig.

Heute starten mit "Sojus"-Raketen Astronauten und Kosmonauten aus verschiedenen Ländern zur Internationalen Raumstation. Auch die europäische Marssonde "Mars Express" wurde im Sommer 2003 mit einer "Sojus-Fregat"-Rakete vom russischen Weltraumbahnhof Baikonur gestartet.

Europas "Ariane"-Raketen

Das Konzept für das europäische Raketenmodell "Ariane" stammt aus Frankreich. Die "Ariane" ist die erste Rakete, die für zivile, kommerzielle Starts entwickelt und gebaut wurde. Das Herz der seit 1996 verwendeten "Ariane 5" ist das "Vulkan"-Triebwerk, ein mit flüssigem Wasserstoff und Sauerstoff angetriebener, computergesteuerter Raketenmotor.

Start einer Ariane 5 auf dem Weg zur Internationale Raumstation.

Start einer Ariane 5 auf dem Weg zur Internationale Raumstation

Von zwei seitlich montierten wiederverwendbaren Feststoffraketen erhält die "Ariane 5" zusätzlichen Schub. "Ariane 5" startete am 4. Juni 1996 zu ihrem Erstflug. Doch nach nur 39 Sekunden Flugzeit verursachte ein Softwarefehler eine Kursabweichung der Rakete.

Sie musste mitsamt ihrer Nutzlast von vier Forschungssatelliten gesprengt werden. Der erste erfolgreiche Start gelang dann am 30. Oktober 1997. Ihre Leistungsfähigkeit bewies "Ariane 5" dann am 1. März 2002 beim Start des 20 Tonnen schweren europäischen Umweltsatelliten "Envisat". Er wurde exakt in einer 715 Kilometerhohen Umlaufbahn abgesetzt.

2003 – Der erste Chinese im All

Taikonaut Liwei Yang verlässt nach der Landung auf der Erde seine Raumkapsel.

Der erste Chinese im All

Bislang haben erst drei Staaten mit selbst entwickelten Raketen bemannte Raumflüge durchgeführt: Die Sowjetunion startete 1961 mit Juri Gagarin, die USA 1962 mit John Glenn in diese Ära. Am 15. Oktober 2003 um kurz vor Mitternacht europäischer Zeit kehrte zum ersten Mal ein chinesischer "Taikonaut" aus der Erdumlaufbahn zurück.

Yang Liwei landete mit seinem Raumschiff "Shenzhou 5" nach 14 Erdumrundungen und 21 Stunden Flug erfolgreich auf chinesischem Boden. Er hatte damit als 431. Mensch mit einer Rakete das Tor zum Weltall durchflogen. China verfolgt ein ehrgeiziges Programm in der bemannten Raumfahrt, das eines Tages auch Taikonauten auf die Mondoberfläche bringen soll.

Autor/in: Michael Hänel

Stand: 11.09.2011, 12:00

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