Wie funktioniert der Raketenantrieb im Weltraum?
Denn wie wir alle wissen brennt Feuer nur mit Sauerstoff... und da gibt es im All relativ wenig von ...
13 Antworten
Hallo,
die Diskussion mit dem Sauerstoff geht am Kern vorbei, es kommt gar nicht auf die Verbrennung an, sondern darauf, dass hinten aus der Rakete etwas mit möglichst hoher Geschwindigkeit rausfliegt (dies erreicht man natürlich am besten durch eine Verbrennung, man könnte aber auch einen Ionenantrieb nehmen!). Die Rakete verliert durch die "Abgase" "nach unten Impuls", sie bekommt also "nach oben Impuls, dieser muss größer sein als der "nach unten Impuls", den sie aufgrund ihrer Masse aus dem Gravitationsfeld bekommt. Da dies aber immer weniger wird (sie wird ja von Sekunde zu Sekunde leichter), wird ihre Beschleunigung auch immer größer, am Anfang ist sie allerdings sehr klein (ein Raketenstart sieht ja am Anfang immer wie Zeitlupe aus)
Gruß, Marco.
p.s. ganz kurz: Zwei Personen stehen auf einem Skateboard. Wenn einer nach hinten hinausspringt, bewegt sich das Skateboard mit der anderen Person nach vorne! --> gleiches Prinzip.
Die Geschwindikeit des Austritts tut nichts zur Sache.Schubkraft ist gleich freie Fläche mal Differenzdruck.
Du meinst bestimmt Expansion, aber Explosionen gab es auch schon.
Raketen funktionieren nicht im Weltraum, nur in der Atmosphäre. Die auszustossende Masse einer Rakete ist viel zu klein um in einem Vakuum voran zu kommen und zu manövrieren. Eine Rakete funktioniert durch das Rückstossprinzip. Die Behauptung das durch einen Druckaufbau einer Brennkammer eine Rakete nach vorne gedrückt wird ist eine Lüge. Der Druck in einer Druckkammer drückt in alle Richtungen gleich stark. Sobald man den Druck in ein Vakuum hinaus lässt, vermindert man nur den Innendruck der Druckkammer. Der Flüssigtreibstoff wirt verbrannt und in einen gasförmigen Agregatszustand umgewandelt. Gas hat zu wenig Masse um in einem Vakuum eine Rakete oder Raumschiff in bewegung zu setzen. Wenn man z. B. Ein Raumschiff mit einem Gewicht von 100 Tonnen mit einer Geschwindigkeit von 100 km/h in 10 minuten erreichen möchte, benötigt man eine zusätzliche Masse die mindestens 100 Tonnen schwer ist, um das Raumschiff daran abzustossen. Durch den Rückstoß einer Rakete braucht es immer ein Gegengewicht. In der Atmosphäre ist es die Luft und den Atmosphärendruck. Im Wasser ist er das Wasser und den Wasserdruck. Um Weltraum gibt es keinen Druck, auch keinen Widerstand, deshalb funktionieren im Weltraum keine Raketen. Und Ionen schon garnicht. Um sich im Weltraum fort zu bewegen, benötigt man andere Fortbewegungsmaschinen.
Die Rakete führt das Oxydationsmittel, egal ob in flüssiger oder in fester Form, mit.
In der Brennkammer wird mittels einer permanenten, kontrollierten Explosion ein Druck aufgebaut, der die Rakete nach vorne drückt und diese Kraft wird daher auch als Schub bezeichnet wobei es völlig irrelevant ist, ob der Rückstoß des Triebwerkes auf Etwas trifft oder nicht.
Man kann sich das, ganz primitiv und ohne Formeln, mit einer Stahlplatte im All versinnbildlichen, neben der eine Sprengladung gezündet wird, denn dadurch wird die Platte beschleunigt, denn sie wird weggeschoben.
Optimiert man das Ganze zu einem Hohlzylinder, in dem man die Ladung zündet, kann der Druck nicht nach den Seiten entweichen, wodurch sich der Druck in dieser primitiven Brennkammer erhöht, und weil der Druck hinten ins Leere geht, ist vorne eine stärkere Schubkraft, als nur mit einer Platte.
Die Masse der Rakete im All ist so minimal, dass sie von der geringsten Masse, die in hoher Geschwindigkeit ausgstoßen wird, angetrieben wird. Der Punkt ist eben hier das Prinzip einer Pistolenkugel. Man nimmt es eben so hin, dass die Kugel halt so schnell fliegt, aber im All sind vergleichbare Explosionen durch die hohe Geschwindigkeit locker in der Lage, ein Raumschiff von mehreren Tonnen zu beschleunigen. Das gravitative Raumgitter ist durch die Rakete einfach so wenig gekrümmt, dass sie sich praktisch auf einer flachen Ebene befindet, die ohne eine nennenswerte Krümmung überwinden zu müssen beschleunigt werden kann. Also eine Kugel ist so 700 m/s schnell. Diese Geschwindigkeit wirkt wie eine Masse, da sich vereinfacht ausgedrückt die praktisch wirkende Masse vergrößert. Und 700m/s sind eben nicht wenig. Wenn man nur mal in einer Rakete aus dem Fenster pusten würde, damit erreicht man praktisch nichts. Das sind schon Raketendüsen, die da eingesetzt werden. Auch wenn es Steuerdüsen sind.
Der Rückstoss der Verbrennung treibt das Raumschiff an. Die Verbrennung wird mittels mittransportiertem Treibstoff und Sauerstoff gemacht. Das zeigt auch die Limiten der heutigen Raumfahrt auf, weil irgendwann wird die Rakete zu gross und es müsste mehr Treibstoff mitgeführt werden, als mit einem Start überhaupt noch abgehoben werden könnte. Das Umfüllen im Orbit wäre eine Lösung, die aber bis heute mit Raketen nicht praktiziert wird.
Sehr schöne und einzige richtige Antwort. Der Sauerstoff wird hier nur gebraucht um einen Abgasstrahl zu erzeugen. DH