Ohne Raketen könnten wir keine Satelliten oder Raumschiffe mit Astronauten ins Weltall schießen. Sie sind unglaublich schnell und können sehr weit fliegen, viel höher und schneller als Flugzeuge. Möglich macht das ihr sehr starker Motor, das Raketentriebwerk.
Der Motor einer Rakete funktioniert nach dem Rückstoßprinzip. Das bedeutet, dass sich die Rakete vorwärtsbewegt, indem sie hinten etwas ausstößt. Das Rückstoßprinzip kann man prima mit einem Luftballon zeigen. Entweicht die Luft aus dem Ballon, zischt sie in die eine und der Ballon in die entgegengesetzte Richtung. Im Prinzip funktioniert der Motor einer Rakete genauso. An ihrem Ende strömen Gase mit sehr viel Druck und sehr schnell aus den Düsen. Sie schieben die Rakete mit großer Kraft nach oben. Diese Kraft nennt man Schubkraft. Die Antriebsgase entstehen, indem Treibstoff verbrannt wird. Bei Raketen, die ins Weltall fliegen, ist das meistens Kerosin, also Flugzeugbenzin. Der Brand entsteht durch eine chemische Reaktion. Die meisten Weltraumraketen haben zwei Tanks: einen mit Brennstoff und einen mit flüssigem Sauerstoff. Treffen beide Stoffe aufeinander, entzünden sie sich.
Heiße Gase strömen aus der Düse
Das Verbrennen verwandelt Kerosin und Sauerstoff in heißes Abgas. Dabei bekommen die Stoffe einen viel größeren Umfang. Das bedeutet: In der Brennkammer wird es zu eng. Das nutzen die Raketenbauer aus. Sie lassen das Gas durch eine Düse nach unten entweichen. So treibt es die Rakete an. Mit derselben Geschwindigkeit, mit der das Gas die Raketentriebwerke verlässt, wird die Rakete nach oben beschleunigt.
Die meisten modernen Raketen sind superschwer und wiegen so viel wie 1000 Elefanten. Das liegt daran, dass sie große Tanks mit sehr viel Treibstoff brauchen, um die Schwerkraft der Erde überwinden zu können. Erst wenn sie eine Geschwindigkeit von 28.000 Kilometer pro Stunde erreichen, sind sie dafür schnell genug.
Um nicht die ganze Zeit unnötig viel Gewicht mitzunehmen, bestehen die meisten Raketen aus zwei oder drei Stufen. Bei einer mehrstufigen Rakete sind die Tanks übereinander montiert oder hängen an der Seite als sogenannte „Booster“. Nach und nach werden die Tanks, deren Treibstoff verbraucht ist, abgesprengt. So wird die Rakete immer leichter, je höher sie fliegt. Nur so war es möglich, den Mond zu erreichen.
Die abgetrennten Tanks und Triebwerke fallen dann zurück auf die Erde. Sie landen im Meer und weit entfernt von bewohnten Gebieten oder verglühen in der Atmosphäre. Inzwischen gibt es aber auch Raketen, die man kontrolliert zur Erde zurück lenken kann. So lassen sich die Tanks noch mal verwenden.
Rückstoß
- Das Rückstoßprinzip spielt auch in der Tierwelt eine Rolle.
- Quallen, Kraken und Kammmuscheln bewegen sich damit fort. Eine Qualle zieht Wasser in ihren schirmartigen Körper und drückt es dann wieder heraus. Durch den Rückstoß wird sie mit der gleichen Geschwindigkeit nach vorn getrieben, wie das Wasser nach hinten ausströmt.
- Auch der Antrieb von Schiffen, Rudern und Paddelbooten funktioniert so.
- Das Rückstoßprinzip hat etwas mit einem physikalischen Naturgesetz zu tun, das ein berühmter Wissenschaftler vor vielen Jahrhunderten formuliert hat.
- Es besagt, dass Kräfte immer paarweise auftreten und genau entgegengesetzt wirken.
- Der Wissenschaftler hieß Isaac Newton.