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Eine Rakete (vom italienischen rocchetta = Spindel) ist ein Flugkörper mit Rückstoßantrieb (Raketenantrieb), der von der Umgebung unabhängig ist und daher auch im luftleeren Raum beschleunigt werden kann.
Im Gegensatz zu Geschossen haben Raketen lange Beschleunigungsphasen. Wegen der dadurch deutlich geringeren Belastungen kann die Struktur der Rakete sehr leicht gehalten werden.
Bei Raketen reichen die Größenordnungen von den allbekannten Feuerwerksraketen der Silvesternacht über militärische Raketen bis hin zu der riesigen Energija oder der Saturn V, die im Apollo-Projekt - dem bemannten Flug zum Mond - eingesetzt wurde.
Geschichte
- Hauptartikel: Geschichte der Raumfahrt
In Europa fand der erste dokumentierte Start einer Rakete 1555 im rumänischen Hermannstadt statt. Der Flugkörper verfügte bereits über ein Drei-Stufen-Antriebssystem.
1942 hob die erste Großrakete Aggregat 4 in Peenemünde ab und leitete damit die Nutzung von Raketen als Massenvernichtungswaffen ein.
1957 verließ eine leicht modifizierten Interkontinentalrakete vom Typ R-7 die Erdatmosspähre und brachte den Satelliten Sputnik in eine Umlaufbahn um die Erde.
Aufbau
Jede Rakete besteht aus den folgenden Baugruppen:
- Triebwerk (Raketentriebwerk bestehend aus Brennkammer, Düse (z.B. Aerospike-Düse), Pumpensystem und Kühlung)
- Stabilisierungs- und/oder Steuereinheit
- Nutzlast (Sprengkopf, Satellit, Mannschaft, Rückkehrmodul usw.)
Triebwerk
Für eigenstartfähige Flugkörper werden wegen des hohen Beschleunigungsbedarfs chemische Raketentriebwerke verwendet. Bereits erprobte Kernenergie-Raketentriebwerke wurden aus Sicherheits- und Umweltschutzgründen nicht eingesetzt. Elektrische Raketentriebwerke funktionieren nur im Vakuum und werden nur für bereits gestartete Raumsonden und Satelliten verwendet (Ionenantrieb).
Steuer und Lenkeinrichtungen
Ungelenkte Raketen
Ungelenkte Raketen werden durch den Abschusswinkel ausgerichtet und während des Fluges lediglich aerodynamisch stabilisiert. Dies erfolgt durch Drall, einen Stabilisierungsstab oder Leitwerke, wobei auch Leitwerke Drall erzeugen können. Die Leitwerke befinden sich dabei stets am hinteren Ende der Rakete, hinter dem Schwerpunkt.
= Beispiele
=- Feuerwerksrakete
- Modellrakete
- kleinere Höhenforschungsrakete, wie die MMR06-M
- zahlreiche militärische Raketen kürzerer Reichweite, wie die Stalinorgel, einfache Boden-Boden oder Boden-Luft-Raketen oder Geschosse von Raketenpistolen und Raketengeschützen
Gelenkte Raketen
Gelenkte Raketen unterliegen während des Fluges einer Kursüberwachung und haben die Möglichkeit, den Kurs zu korrigieren. Dabei kann die Kurskorrektur autonom oder durch eine wie auch immer geartete Leitstation erfolgen.
Die Kurskorrektur wird meist durch ein die Raumlage überwachendes Kreiselsystem eingeleitet. Dies kann durch folgende Steuerglieder erfolgen:
- Leitwerke wirken auf die umgebende Luft und können damit bei Flügen in der Atmosphäre auch nach Brennschluß genutzt werden
- Strahlruder wirken direkt im ausgestoßenen Gasstrom
- schwenkbare Expansionsdüse(n)
- Steuertriebwerke
Im militärischen Bereich werden gelenkte Raketen als Flugkörper bezeichnet.
= Beispiele
=- militärische Raketen größerer Reichweite (erste in Serie gebaute gesteuerte Rakete war die A4
- Moderne Luftabwehr- und Panzerabwehrraketen
- größere Höhenforschungsraketen
- Weltraumraketen
Hülle
Die Hülle von Raketen muss zu Gunsten des Treibstoffes und der Nutzlast möglichst leicht sein. Um nach Abbrand einer gewissen Treibstoffmenge möglichst wenig Totlast mitzuführen, werden größere Raketen mehrstufig ausgelegt. D.h. nach Brennschluss einer Stufe wird diese abgetrennt und die nächste Stufe zündet, dabei kann die Abtrennung (meist Absprengen) auch durch Zündung der nachfolgenden Stufe erfolgen.
Die Auslegung der Hülle hängt sehr stark vom Anwendungsbereich der Rakete ab. Für Flüge in der Atmosphäre muss die Hülle aerodynamisch günstig ausgelegt werden, weiterhin wirken bei hoher Geschwindigkeit erhebliche aerodynamische Kräfte auf die Hülle ein und es kann zu erheblichen thermischen Belastungen durch Reibung kommen.
Anwendungen
- als Waffe (von der Raketenpistole zur Interkontinentalrakete)
- Raumfahrt
- Höhenforschung
- Technische Experimente
- Seerettung
- Freileitungsbau (zum Schießen von Vorseilen über Täler)
- Feuerwerk
- Notsignale
- zur Simulation von Druckkräften auf die Spitze hoher Bauwerke (als 1957 die Freileitungsmaste der Leitung über die Straße von Messina fertig gestellt wurden, wurde die Eigenschwingdauer dieser Konstruktionen ermittelt, indem man an ihrer Spitze Raketen befestigte und diese zündete, Quelle Turmbauwerke, Bauverlag GmbH, Wiesbaden (Deutschland), 1966)
Trägerraketen, Höhenforschungsraketen und militärische Raketen
Für mehr Informationen zu Trägerraketen siehe den Hauptartikel Trägerrakete
(Auswahl, siehe auch Liste der Raketentypen)
- USA: Aerobee, Vanguard, Thor, Atlas, Redstone, Saturn, Scout, Titan, Delta, Pegasus, Space Shuttle, Booster von Trägerraketen
- Russland/Sowjetunion/GUS: MMR06, R-7, Sojus, N1, Zyklon, Zenit, Kosmos, Proton, Energija, Angara, Wolna
- Europa: Ariane 1-3, Ariane 4, Ariane 5, Cirrus, Meteor, Europa, Vega, Monica, Zenit (Schweizer Höhenforschungsrakete)
Raketenunfälle
Hauptartikel: Katastrophen der Raumfahrt
Obwohl bei der Entwicklung und Erprobung von Raketen sich viele Explosionen ereigneten, gab es, da im Regelfall sehr strenge Sicherheitsmaßnahmen angewandt wurden, nur wenige Raketenunfälle mit Personenschaden.
"Rakete"