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Wie funktionieren konventionelle Trägerraketen?
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Im 17. Jahrhundert erkannte Isaac Newton, dass ein Körper nur beschleunigt werden kann, wenn ein anderer Körper in entgegengesetzter Richtung beschleunigt wird.
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Von Aktion und Reaktion
Nur aus diesem Grund können Raketen funktionieren, bei der sich die Rakete vom austretenen Gas "abdrückt".
Newton nannte diese Beziehung "actio = reactio". Von ihr ist der Impulserhaltungssatz abgeleitet:
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Ein chemischer Raketenantrieb verbrennt Treibstoff. Die durch diesen Prozess entstehenden Verbrennungsgase werden dann mit hohem Druck ausgestoßen. Ist der Schub stark genug, das Gewicht der Rakete und der Nutzlast nach oben zu drücken, hebt die Rakete ab. Der Schub einer Rakete wird im äquivalentem Gewicht - anstatt in Newton - angegeben. So beträgt der Startschub einer Ariane 5-Rakete 1188 t, dies entspricht 11660 kN.
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Flüssigkeits-Antrieb
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Einen Flüssigkeits-Antrieb bezeichnet man als Zweistoffsystem (Diergol), da der Treibstoff aus zwei flüssigen Komponenten besteht. Der Brennstoff (z.B. flüssiger Wasserstoff) und der Oxidator (z.B. flüssiger Sauerstoff) lagern in zwei unterschiedlichen Behältern. Bei der Zündung werden beide Stoffe von Turbopumpen in die Brennkammer gepresst. Das Gemisch wird daraufhin gezündet und reagiert spontan.
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Bei der heftigen Reaktion entstehen Gase von mehreren Tausend Grad und einem Druck von 200 bis 300 bar, was eine hohe Schubkraft zur Folge hat. Doch birgt der Flüssigkeitsantrieb auch Nachteile, wie die Lagerung der Treibstoffe und eine komplizierte Technik.
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