Planeten, Sterne, Universum

Um das zu erreichen, müssten 96% des gesamten Raketengewichts aus Treibstoff bestehen, was technisch nicht durchführbar ist. Den Ausweg bietet die Stufenrakete. Dabei werden mehrere übereinandergesetzte Raketen gestartet, wobei die unterste die größte ist und die nächsten immer kleiner werden. Sie brennen nacheinander und steigern so die Geschwindigkeit auf den benötigten Wert. Statt Stufen lassen sich auch mehrere Raketen bündeln, wodurch das Trägerfahrzeug nicht so hoch wird
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„Raketengesetze“
    Der Start einer Rakete wird von den Gesetzen der Physik bestimmt, und zwar besonders von den drei Newtonschen Bewegungsgesetzen. Die Ausgangslage ist, dass die Masse eines Objekts ein Maß dafür bildet, wie viel Materie es enthält. Die Masse ist überall dieselbe – egal ob auf der Erde, im Weltraum oder auf einem anderen Himmelskörper. Das Gewicht des Objekts wird dagegen von der Schwerkraft bestimmt, die auf seine Masse wirkt. Schwerkraft und Gewicht verringern sich mit zunehmender Entfernung von der Erde. Um sie zu erreichen, braucht die Rakete beim Start genügend Schubkraft, was durch entsprechende Treibstoffe und deren Verbrennung in der Brennkammer bewirkt werden soll. Wäre die Kammer verschlossen, würde sie explodieren. Die Gase können nur durch eine kleine kegelförmige Düse nach unten entweichen. Dadurch üben sie eine Kraft nach oben aus, die entgegengesetzt gleich der Kraft der entweichenden Abgase ist.
Fest und flüssig – beides treibt
    Jeder kennt Silvester-Feuerwerksraketen. Dabei handelt es sich um Feststoffraketen und damit um traditionelle Raketen, denn schon die ersten in China im 10. Jh. entwickelten Raketen wurden mit einem festen Treibstoff aus Salpeter, Holzkohle und Schwefel angetrieben. Auch die in Europa dann verwendeten Feuerwerks-, Kriegs- und Seenotrettungsraketen waren Feststoffraketen. Sie haben nämlich einen Vorteil: Sie brauchen wegen der besonderen Art ihres Treibstoffs keine speziellen Tanks – die Raketenhülle an sich ist gleichzeitig der Tank. Der feste Treibstoff ist zu Kügelchen geformt, die sowohl das Oxidationsmittel als auch den Brennstoff enthalten. Hinzu kommen zusätzliche Substanzen, die den Zerfall während der Lagerung verhindern.
    Dagegen hat eine Flüssigkeitsrakete in ihrer Hülle zwei getrennte Tanks: einen für das Oxidationsmittel Sauerstoff, der zum Verbrennen des Treibstoffs benötigt wird, und einen für den Treibstoff. Beide werden durch Pumpen in die Brennkammer gedrückt, wo sie dann miteinander reagieren und den notwendigen Schub erzeugen. Aber: Der Siedepunkt von flüssigem Sauerstoff liegt bei –183 °C, und bei dieser Kälte bricht Metall, wird Gummi spröde. Flüssiger Wasserstoff verdampft bei –253°C. Dies alles erschwert die Handhabung und macht den Treibstoff zu einem Risikofaktor, erhöht aber seinen Wirkungsgrad.

Die 110m hohe dreistufige Saturn-V-Rakete, die von 1968 bis 1972 achtmal US-amerikanische Astronauten zum Mond trug, auf ihrer mobilen Startrampe in Cape Canaveral während der Startvorbereitungen. Links oben das Ziel: der Mond
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    (c) NASA

Weltraumbahnhöfe
Bekannte Raketenstartplätze
    Raketenstartzentren werden meist als „Tore“, „Schleusen“ oder „Bahnhöfe“ ins All umschrieben, und das zu Recht. Der Start in den Weltraum erfordert zahlreiche Vorbereitungen, angefangen vom Zusammenbau des Fahrzeuges, über den Check seiner verschiedenen Bestandteile und den Transport zur Abschussrampe bis hin zum Countdown mit dem anschließenden Abheben von der Plattform. Cape Canaveral (Florida), Baikonur (Kasachstan), Kourou (Französisch-Guayana) und seit einigen Jahren auch Xichang (China): Nach mehr als 50 Jahren Raumfahrt sind die Namen dieser Raketenstartplätze heute jedem geläufig.
Tore oder Schleusen ins All
    Wie groß die Raumfahrtzentren sind, hängt vom Umfang ihrer Aufgaben und den Finanzen ihrer Betreiber ab. Manche sind kleine, andere riesige teure Anlagen, die sich über viele Hektar erstrecken. Bei einem Raketenstartplatz gruppieren sich in der Umgebung der Startrampe neben dem verbunkerten Kontrollzentrum, wo die Spezialisten der Mission den Countdown überwachen, zahlreiche Montagehallen. Weiterhin gibt es riesige Treibstofftanks, Wetterstationen, die die Wetterbedingungen vor Ort am Tag des Starts vorhersagen, und Bodenstationen, von denen aus die erste Flugphase verfolgt wird.
    Die bekanntesten Raketenstartplätze
Name
Lage
Koordinaten
Betreiber
Erster Start
Baikonur
Kasachstan
45°55’N u.