‚‚Dem Raketenantrieb liegt das Rückstoßprinzip zu Grunde, das heißt der Antrieb der Rakete beruht auf dem Gesetz von der Erhaltung des Schwerpunkts, wie es im Impulssatz der Physik ausgedrückt wird. Wo immer auch das Prinzip des Rückstoßes auftritt und beobachtet wird zeigt sich stets, dass der Wirkung einer mechanischen Kraft eine Gegenwirkung entspricht.
Den Grundsatz von Wirkung und Gegenwirkung (actio gleich reaktio) hat Isaac Newton (1643 - 1727) vor fast 300 Jahren in seiner fundamentalen Bedeutung erkannt und als eines der Grundgesetze der Physik formuliert.“1
(Rückstoßprinzip einer Rakete / Quelle : www.apolloprojekt.de) (Isaac Newton / Quelle : www.physorg.com)
"Dieses Gesetz begleitet uns auch im Alltag, zum Beispiel auf einem See, wo sich ein Schlauchboot nach vorne in Bewegung setzt sobald man nach hinten ins Wasser abspringt. Oder aber bei einer Qualle, die das Meerwasser durch ihre Muskeln presst und somit nach vorne gestoßen wird.
Der Vortrieb ist dabei umso größer je mehr Wasser, Luft oder Gas pro Zeiteinheit in Bewegung gesetzt wird. Diesen mathematischen Ausdruck findet man im Impulserhaltungssatz wieder, der folgendermaßen lautet :
m1 x v1= -m2 x v2 (m = Masse in kg ; v = Geschwindigkeit in m/s)
(Actio et Reactio am Beispiel des Ruderbooters / Quelle : www.geocities.com)
Die actio bei der Rakete bildet das Triebwerk, welches die Masseteilchen mit hoher Geschwindigkeit entgegen der Flugrichtung ausstößt. Dadurch entsteht in Flugrichtung eine genauso große Kraft die für die Beschleunigung der Rakete sorgt (reactio).
Der Rückstoß der Gase sorgt also dafür, dass die Rakete abheben kann. Der Impulssatz zeigt, dass der Raketenvortrieb von der Geschwindigkeit und Masse der Ausströmgase abhängt.
Somit muss versucht werden für jede Rakete den richtigen Treibstoff zu finden, der eine hohe Ausströmgeschwindigkeit gewährleistet. Durch eine gute Düsenkonstruktion lässt sich die Ausströmgeschwindigkeit steigern, diese hängt zudem von der Wärme ab, die bei der Treibstoffverbrennung entsteht. Nicht selten herrscht eine Temperatur von über 5000°C, was eine enorme Belastung an das Material darstellt.
Da es aber nicht nur auf den Energiegehalt, sondern auch auf das Gewicht des Materials ankommt, wird ein Treibstoff gesucht, der die größte Verbrennungsgasgeschwindigkeit erreicht und in den Tanks einen möglichst kleinen Raum einnimmt.
Den größten Teil einer Rakete nimmt der Energieträger, der Brennstoff ein, da die Geschwindigkeiten für die Beförderung in den Weltraum sehr hoch sind. Eine ebenfalls wichtige Rolle nimmt die Brennkammer ein, dort findet die Verbrennung des Treibstoffs statt. Für den Flug durch die Atmosphäre besitzt die Rakete Stabilisierungsflossen. Da diese im Vakuum jedoch nicht funktionieren baut man in die Düse Steuerungsorgane ein, die auf den Strom der verbrannten Gase reagieren."2
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1) Zitat / Textquelle : Raketen - Die auftregende Geschichte einer Erfindung, 19-21
2) Diesen Text habe ich aus einem anderen Buch zusammengefasst vgl. Raketen - Die erregende Geschichte einer Erfindung, 19-25
