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Eine Sojus-Raumkapsel
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die Internationale Raumstation ISS
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Raumfahrt ist die menschliche Aktivität in der raum, jenseits der irdischen Atmosphäre. Nach der Definition des amerikanischLuftwaffe Der Weltraum beginnt auf einer Höhe von 80,5 Kilometern (50 Meilen), so die Fédération Aéronautique Internationale (FAI) von dem karmanlineán in einer Höhe von 100 Kilometern.

Eine Liste der Raumfahrtthemen finden Sie unter: Raumfahrt von A bis Z

Geschichte der Raumfahrt

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Geschichten und Fantasien, in denen der Mensch die Erde verlässt und wie dies geschieht, sind sehr alt. Um das Jahr 160 veröffentlichte der Grieche Lucian von Samosate (Aletheis-Geschichte, wahre Geschichten) und der Dialog Ἰκαρομένιππος (Ikaromenippos, The Air Voyage), in dem er beschreibt, wie ein Schiff bei einem schweren Sturm vom Wind in die Luft geblasen wird und auf dem Mond landet.

In der Literatur

sehen Science-Fiction für den Hauptartikel zu diesem Thema.

Im Jahr 1865 veröffentlicht Jules Verne sein Buch De la terre a la lune (Von der Erde zum Mond), in dem er ausführlich beschreibt, wie a Raumfahrzeug wird von einer Kanone abgefeuert (in Florida, Vereinigte Staaten) und reisen zum Mond. Auffallend sind die vielen Ähnlichkeiten zwischen seinem Buch und den Apollo-Flügen zum Mond, die mehr als hundert Jahre später stattfanden. Um 1900 veröffentlichte der Schriftsteller publiceerde HG Brunnen unter anderem Der Krieg der Welten und Die ersten Menschen auf dem Mond, Geschichten, in denen die Raumfahrt eine wichtige Rolle spielt.

Begründer der modernen Raumfahrt

Sechs wichtige Begründer der modernen Raumfahrttechnologie sind die Wissenschaftler Hermann Ganswindt (1856-1934), Konstantin Tsiolkovsky (1857-1935), Robert Goddard (1882-1945), Hermann Oberth (1894-1990), Sergej Koroljow (1906-1966) und Werner von Braun (1912-1977). Sie alle hätten bestätigt, dass sie sich von den Geschichten von Schriftstellern wie Verne und Wells inspirieren ließen.

Erste Rakete

Das erste von Menschenhand geschaffene Objekt, das nach einer späteren Definition den Weltraum erreichte, war ein DeutscheV-2Rakete, bei einem Testflug im Juni 1944. Der erste erfolgreiche Flug der A4 V-2-Rakete fand knapp zwei Jahre zuvor am 3. Oktober 1942 in Peenemünde statt.

Erster künstlicher Mond

Der Erste künstlicher Mond, sowjetischer Herkunft, war der Sputnik 1 1957. Im selben Jahr wurde das erste Lebewesen ins All geschossen, der Hund laika mit dem Sputnik 2, gefolgt von Starts mit anderen Weltraumhunden. 1958 folgten die Amerikaner mit dem Entdecker I. Die Amerikaner spezialisierten sich auf den Einsatz von Affen, um die körperlichen Reaktionen auf das Weltraumleben zu testen.

Weltraumrennen

Nachdem die Amerikaner ihren ersten Affen ins All schossen, hatten auch die Sowjets den nächsten Knall: Am 12. Yuri Gagarin in eine Umlaufbahn um die Erde bringen, die erster Mensch im Weltraum.

Mondlandungen

Start der Zwillinge 11

Als Reaktion darauf und um im Weltraumrennen aufzuholen, versprach der US-Präsident beloofd John F. Kennedy in seinem Lage der Nation 1961, dass vor Ende des Jahrzehnts ein Amerikaner auf der Mond stehen würde. Bis zum NASA war dann die Vorbereitung Zwillinge-Programm gestartet, mit denen Erfahrungen gesammelt wurden mit besetzt Raumfahrt und sogar mit Weltraumspaziergänge. Es Apollo-Programm führte schließlich zu dem, was Kennedy 1969 versprochen hatte; am 21. Juli 1969 gestellt Neil Armstrong der erste Mensch, der den Mond betrat. Er sprach die berühmten Worte: Das ist ein kleiner Schritt für einen Mann, ein riesiger Sprung für die Menschheit (Dies ist ein kleiner Schritt für einen Menschen, aber ein riesiger Sprung für die Menschheit). Von da an bis 1972 landete eine Apollo-Mondlandefähre sechsmal auf dem Mond.

Nach den ersten paar Mondlandungen 1969-1971 war die Spannung für die breite Öffentlichkeit verschwunden. Für eine Weile war die Rettungsmission für den gescheiterten dritten Schuss zum Mond, die Apollo 13, (1970) sensationell, aber am Apollo 17 (1972) war die Kritik an den vielen Milliarden, die dies kostete, zu groß geworden und das Projekt wurde gestoppt. NASA musste in den Folgejahren verstärkt um seine Existenz kämpfen und ging verschiedene internationale Partnerschaften ein.

Russische Raumfahrt

sehen Russische Raumfahrt für den Hauptartikel zu diesem Thema.

Die russische (eigentlich: sowjetische) Raumfahrt durchlief eine spezifische Weiterentwicklung. Das Prestigerennen um den ersten Mann auf dem Mond war verloren, aber mit dem sojus Raketen hatten die Sowjets eine zuverlässige Routine entwickelt. Mehr im Hintergrund waren sie geschickt darin, künstliche Monde in die Umlaufbahn zu bringen. Darüber hinaus begannen sie, Sonden zu anderen Planeten im Sonnensystem zu senden. Die Präferenz der Sowjets war Venus, wohin die Amerikaner unterwegs waren Mars mit ihnen Pionier Projekte.

Obwohl die russische Raumfahrt für die Öffentlichkeit weitgehend im Hintergrund stand, und teilweise wegen der Kalter Krieg weitgehend geheim, ergab sich ein Ziel, das die Sowjets verpflichteten: Raumstationen. Daran wird seit Anfang der 1970er Jahre gearbeitet. Die Sowjets haben große wissenschaftliche Expertise über den langfristigen Aufenthalt von Menschen im Weltraum aufgebaut.

Raumstation

Die Amerikaner Skylab tourte zwischen 1973 und 1979 um den Globus, die russische Miro von 1986 bis 1996 und seit 1998 kreist es Internationale Raumstation (ISS) über unseren Köpfen.

Space Shuttle-Programm

Der Gedanke hinter der Entwicklung des Gebäudes a wiederverwendbares Raumschiff Weltraummissionen kostengünstig und regelmäßig durchführen zu können.

Internationale Kooperation

1975 wurden ein amerikanisches Apollo-Modul und ein sowjetisches Sojus-Modul im Weltraum als Teil der Apollo-Sojus-Testprojekt.

Nach dem Fall des Sovietunion und dem Ende des Kalten Krieges 1991 fiel die staatliche Finanzierung der russischen Raumfahrt auf ein viel niedrigeres Niveau. Auch die amerikanische Raumfahrt erlitt schwere Einbußen: Nach dem Absturz des Space Shuttle-Herausforderer 1986 kam die bemannte Raumfahrt in Amerika für fast drei Jahre zum Erliegen.

NASA und Rosaviakosmos, die Raumfahrtbehörden der USA und Russlands, entschieden sich daher für eine weitreichende Form der Zusammenarbeit. Die Russen würden ihr langjähriges Projekt, die Raumstation, beenden Miro, aufgeben und gemeinsam mit den Amerikanern und der European Space Agency ESA arbeiten daran Internationale Raumstation ISS. Eine Basisversion der ISS ist seit einigen Jahren aktiv.

In letzter Zeit sind Spannungen in der Beziehung zwischen der NASA und Rosaviakosmos aufgrund der Aufnahme von Weltraumtouristen zum IS. Im Jahr 2006 haben bereits vier Touristen die ISS gegen Zahlung von 20 Millionen Dollar besucht.

Aufgrund der Katastrophe mit dem Space Shuttle Columbia 2003 war die Versorgung und der Abbau der ISS gefährdet. Neue ISS-Module sind den Russen zu groß sojus und muss unbedingt mit dem Space Shuttle angehoben werden. Um die ISS fertigstellen zu können, muss das Space Shuttle etwa 10 Jahre halten. Um die Versorgung nicht zu gefährden, beschlossen die Russen, vorerst keine Touristen mehr mitzunehmen. Erst 2005 ging der dritte Weltraumtourist zur Station.

Präsident George W. Bush kündigte 2004 ein Programm zum Bau einer Mondbasis an und schickte dann Astronauten nach Mars senden. Da sich alle NASA-Projekte auf dieses Ziel konzentrieren mussten, wurde die US-Unterstützung für die ISS auf ein absolutes Minimum reduziert. Rosaviakosmos hat sich daher für einen eigenständigen Ausbau der ISS und eine engere Zusammenarbeit mit der ESA entschieden. Auf der ISS wird demnächst ein ESA-Roboterarm montiert.

Private Initiativen

2004 gewonnen Skalierte Verbundwerkstoffe geführt von Burt Rutan und Paul Allen das Ansari X-Preis für das erste private Unternehmen, das innerhalb von drei Tagen zweimal ein Raumschiff versendet, SpaceShipOne, konnten über 100 Kilometer weit kommen und sie sicher zur Erde zurückbringen. Das Design wurde vom britischen Geschäftsmann gekauft Richard Branson der mit seiner firma Jungfrau Galaktik entwickelt zu RaumschiffTwo wird diese Geräte bedienen.

Unternehmen SpaceX und Blauer Ursprung den Markt für orbitale oder sogar interplanetare Flüge anvisieren und die Raumfahrt durch Wiederverwendbarkeit und andere Innovationen billiger machen. Beide Unternehmen sind in der Lage, Raketenstufen vertikal zu landen. Diese Unternehmen, wie Virgin Galactic, werden die NewSpaceBewegung gezählt.

Weltraummechanik, Ablauf einer Weltraummission

Die Art und Weise, wie sich ein Raumfahrzeug bewegt und gesteuert wird, ist anders als auf der Erde üblich.

gemäß Isaac Newton Kann sich ein Körper bewegen, indem er sich gegen etwas anderes drückt? Impulserhaltung. Der Vergleich dazu ist:

EIN Wagen beginnt sich zu bewegen, indem er Asphalt nach hinten drückt. Die Straße klebt an der Erde und die Erde hat einen sehr großen Masse. Dadurch wird sich die Erde kaum bewegen und das Auto umso mehr.

EIN Flugzeug beginnt sich zu bewegen, indem Luft nach hinten geblasen wird. Dafür wird viel Luft benötigt, aber an Luft mangelt es nicht. Es wird nur relativ wenig Brennstoff benötigt, um den Prozess am Laufen zu halten. Wenn das Flugzeug eine Masse von 1000 kg hat und 10 kg Luft mit einer Geschwindigkeit von 100 m/s wegbläst, hat das Flugzeug selbst eine Geschwindigkeit von 1 m/s. Das ist nicht viel, aber das Flugzeug kann immer mehr Luft ansaugen und ausblasen, um seine Geschwindigkeit zu erhöhen.

Das große Problem bei der Raumfahrt ist, dass es im Weltraum keine Materie gibt. Ein Raumschiff reist im Vakuum. Wenn die Geschwindigkeit oder der Kurs eines Raumfahrzeugs von seiner Schwerkraft abweichen muss, kann dies nur mit a Reaktionsmotor bereits an Bord des Raumschiffs befindliche Materie auswerfen. Alle diese Materialien müssen daher bei der Abreise mitgenommen werden. Dadurch ist die Masse eines Raumschiffs beim Abflug besonders groß und es ist noch schwieriger, das Raumschiff in Bewegung zu bringen, was wiederum zusätzlichen Treibstoff benötigt. Das erklärt, warum ein Raumschiff mit einem gestartet werden muss Raketenschiff das ist 100 m hoch oder mehr, während nur die Kapsel mit den Astronauten, nicht viel größer als ein Auto, zurückkehrt.

Abfahrt

Um die Erde ohne weiteren Schub zu umkreisen, muss ein Raumfahrzeug eine hohe Geschwindigkeit haben. Für eine niedrige Umlaufbahn um die Erde (aber über der Atmosphäre ist eine Höhe ab etwa 200 km geeignet) wird die meiste Energie nicht benötigt, um diese Höhe zu erreichen, sondern um die erforderliche Geschwindigkeit von etwa 8 km/s zu erreichen. Für eine weiter von der Erde entfernte Reise ist es am vorteilhaftesten, sobald wie möglich nach dem Start von der Erde oder aus der Erdumlaufbahn die Geschwindigkeit so zu erhöhen, dass das Ziel ohne weiteren Schub erreicht werden kann; zum Mond oder weiter, die erforderliche Geschwindigkeit liegt dann in der Nähe des Fluchtgeschwindigkeit von etwa 11 km/s. Diese Geschwindigkeit ist an der Erdoberfläche aufgrund des Luftwiderstands nicht möglich. Es ist also undenkbar, wie Jules Verne schrieb, dass ein Raumschiff mit einer Kanone beschossen wird. In Wirklichkeit hat die Rakete bereits eine Höhe von Dutzenden von Kilometern erreicht, wenn sie auf Geschwindigkeit ist.

Während des Ausflugs

Wenn der Raketenmotor ausgeschaltet ist (Brennschluss) beginnt für die Astronauten der Zustand von Schwerelosigkeit / freier Fall. Das Raumschiff folgt nun einer durch die Schwerkraft bestimmten Umlaufbahn. Eine Abweichung davon im freien Raum außerhalb einer Atmosphäre wird als Bahnmanöver bezeichnet. Dafür (also auch für Bremse) muss ein Reaktionsmotor verwendet werden, was wiederum Reaktionsmasse bedeutet oder Delta v Kosten. Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass sie unabhängig von der Masse ist (die im Verlauf der Mission durch den Verbrauch an Reaktionsmasse abnimmt) und (sofern keine Raketenstufe oder sonstiges Modul dazwischen abgeworfen wird) delta-vWerte für verschiedene Landebahnmanöver aufsummieren und aus dem Ergebnis dann die erforderliche Reaktionsmasse im Verhältnis zur Endmasse berechnen. Auch das Einrichten oder Stoppen der Rotation eines Raumfahrzeugs um seine Achse kostet einige Delta v.

Manchmal wird während einer Weltraumfahrt ein Andocken an ein anderes Raumfahrzeug durchgeführt und/oder eine Landung auf einem anderen Himmelskörper durchgeführt, und möglicherweise hebt ein Raumfahrzeug (das gelandete Raumfahrzeug oder ein Teil davon) wieder von diesem anderen Himmelskörper ab. Natürlich muss das Raumfahrzeug vor dem Andocken nicht nur konvergieren, sondern auch exakt die gleiche Geschwindigkeit (sowohl in Größe als auch in Richtung) haben.

Manchmal während eines Fluges a Weltraumspaziergang gemacht. Es gab auch Moonwalks und bemannte und unbemannte Bewegungen in/von einem separaten Fahrzeug auf einem anderen Himmelskörper.

Rückkehr zur Erde

Ein kleines Raumfahrzeug verglüht ohne Vorkehrungen in der Atmosphäre, wenn es an Höhe verliert (ob absichtlich oder nicht). Bei größeren (unbemannten) Raumfahrzeugen besteht die Gefahr, dass Trümmer auf die Erde fallen, und ein kontrollierter Abstieg in einen sicheren Bereich ist wünschenswert.

Die bemannte Raumfahrt oder die Rückkehr von Weltraummonstern (und in der Vergangenheit auch Filmkassetten) erfordert eine sanfte Landung mit Bremsung im Atmosphäre ohne zu verbrennen oder zu verdampfen. Nur mit einem Reaktionstriebwerk zu bremsen ist nicht machbar, da das Raumschiff in dieser Flugphase kaum noch Treibstoff hat. Wenn das Raketentriebwerk auf der Erde landen sollte, dann müsste die Masse des Raumschiffs im Weltraum aufgrund des dafür benötigten Treibstoffs um ein Vielfaches größer sein als heute, so dass die Masse der Rakete beim Start ebenfalls um ein Vielfaches größer. sehen Eintritt in die Atmosphäre.

Landekapseln sind daher mit einem Hitzeschild - ein sehr wesentlicher Teil. Beim Wiedereintritt hat die Kapsel eine hohe Geschwindigkeit - etwa 8 km/s oder mehr. Die Schwerkraft macht diese Geschwindigkeit noch größer. Aufgrund der Kompression der Atmosphäre infolge des Eintritts in die Atmosphäre mit dieser Geschwindigkeit wird heiß Plasma was wiederum die Kapsel sehr heiß macht. Davor muss der Hitzeschild schützen. Durch die Kollision mit Luft wird die Kapsel aber auch langsamer. In einigen Kilometern Höhe hat die Geschwindigkeit so stark abgenommen und der Luftdruck so viel höher, dass es Fallschirme kann für den letzten Teil der Landung verwendet werden.

Die Russen landen in der Steppe von Kasachstan. Die erste amerikanische Raumfahrt endete mit einer Landung auf See, in der Kapsel. Normalerweise war das am Pazifik. Das Space Shuttles gelandet wie ein Segelflugzeug auf einen Landebahn. Dies betraf in der Regel die Start- und Landebahn der Kennedy Raumfahrtszentrum.

Kommunikation

Bei der Fernsteuerung von Raumfahrzeugen und Instrumenten sowie bei der Kommunikation mit Astronauten ist es wichtig, dass sich die Signale mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten. Das bedeutet beispielsweise, dass die Übertragung eines Signals von der Erde zum Mars oder umgekehrt 3 bis 22 Minuten dauert. Auf dem Mond ist dies mehr als eine Sekunde. Interstellare Raumfahrt würde Jahre dauern.

Während Wiedereintritt es gibt eine Phase, in der eine Zeit lang keine Kommunikation möglich ist. Dies kann auch der Fall sein, wenn sich ein Raumfahrzeug hinter einem Himmelskörper befindet und es an anderer Stelle kein Raumfahrzeug gibt, durch das eine Kommunikation erfolgen kann.

Erfolge der Raumfahrt

Hubble-Weltraumteleskop

Das Hubble-Weltraumteleskop, benannt nach dem amerikanischen Astronomen Edwin Hubble, wurde 1990 auf den Markt gebracht. Dieses Teleskop ist in der Öffentlichkeit für seine schönen Bilder von fernen Sternen und Galaxien bekannt. Ein spektakulärer Erfolg war die Reparatur des Hubble-Teleskops, nachdem festgestellt wurde, dass die Spiegel nicht richtig geschärft waren, wodurch die Bilder sehr verschwommen waren. Bei einer Reihe von Weltraumspaziergängen erhielt der Hubble einen neuen Spiegel, eine Art Brille, mit der er scharf fotografiert werden konnte.

Voyager

Es Voyager-Programm mit den Raumsonden Voyager 1 und Voyager 2 war die erste Mission zum äußeren Rand des Sonnensystems. 1977 befanden sich alle Planeten in einer so günstigen Position, dass diese Raumsonden die Schwerkraft und die Umlaufgeschwindigkeit dieser Planeten durch "Swing-by"-Manöver nutzen konnten, um zusätzliche Geschwindigkeit zu gewinnen, um weiter zu den äußeren Planeten zu fliegen. Das Voyager 2 wurde 1977 auf den Markt gebracht und machte beispiellos scharfe Fotos von Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun. Beide Raumsonden haben eine Goldplatte (Voyager Goldene Schallplatte) am Bord. Es enthält Zeichnungen und Klänge aus der Erde.

Verschiedene Weltraumorganisationen

europäisch

ESA Die Europäische Weltraumorganisation, wörtlich European Space Agency, abgekürzt ESA, wird auf Niederländisch als . bezeichnet Europäische Weltraumorganisation.

ESTEC, ein europäisches Zentrum für Weltraumforschung und -technologie, in der Gemeinde Noordwijk (Südholland) etabliert. , dem größten Standort der Europäischen Weltraumorganisation ESA. Das ESTEC-Besucherzentrum, Weltraumausstellung, ist eine große Weltraumausstellung.

National

Die Niederlande

SRON ist das niederländische Kompetenzinstitut für die Entwicklung und den Einsatz von Instrumenten für die astrophysikalische und erdnahe Forschung aus dem All. Das SRON hat seinen Hauptsitz in den Niederlanden. Außerdem, Delfter Luft- und Raumfahrtraketentechnik (DARE), ein studentisches Team der Tu Delft, aktiv in der experimentellen Raketentechnik.

Belgien

Belgien ist hauptsächlich über die ESA im Weltraum aktiv. Belgien trägt 5,5 % zum ESA-Haushalt bei, was für ein kleines Land relativ viel ist und auch mehr als die Niederlande, die 2,2 % des ESA-Haushalts ausmachen.

Wichtige Orte in der Raumfahrt

Interstellare Raumfahrt

Es gibt zwei Funktionen Raumsonden wer ist damit beschäftigt Sonnensystem verlassen: Voyager 2 und Neue Horizonte. Voyager 1 erreicht in 2013 der ganze rand der Heliosphäre und war das erste von Menschenhand geschaffene Objekt, das das Sonnensystem verließ. Nähe zu anderen Stars unter Aufrechterhaltung der Kommunikation ist jedoch vorerst nicht machbar (aber ein Thema in theme Science-Fiction). Zum Beispiel die Sonde mit der größten Restgeschwindigkeit (d. h. die meisten spezifische Energie) in Bezug auf die Sonne hat Voyager 1 mit einer Geschwindigkeit von 17 km/s eine Strecke wie die nach . zurückgelegt Proxima Centauric, der der Sonne am nächsten liegende Stern. Die Energieressourcen der Sonden sind jedoch viel früher erschöpft, und auf dem Weg zwischen der Sonne und einem anderen Stern gibt es sehr wenig Energie mit Solarplatten fangen. Dann ist keine Kommunikation mehr möglich, und eine solche Sonde ist in dieser Entfernung auch mit Teleskopen nicht mehr zu erkennen.

Es besteht noch die Möglichkeit, dass außerirdische Lebensformen Finden Sie eine der genannten Sonden oder eines der anderen von Menschenhand geschaffenen Objekte, die das Sonnensystem verlassen haben oder verlassen. deshalb, die Goldene Schallplatte (Pionierprogramm) und der Voyager Goldene Schallplatte Mitgeschickt.

Durchbruch Starshot

Das Projekt Durchbruch Starshot untersucht die Möglichkeiten des Einsatzes einer Flotte von sehr kleinen Raumsonden von je ca. 1 Gramm entlang der Alpha Centauri-System fliegen. Eine solche Raumsonde wäre mit einem leichtes Segel von ca. 4 mal 4 Metern und aus einer Umlaufbahn um die Erde in 10 Minuten mittels sehr kraftvoller und sehr präziser Laserstrahlen von der Erde auf eine Geschwindigkeit von etwa 60.000 km/s beschleunigt und das Ziel in 20 Jahren erreicht. Vier Jahre später würden die übermittelten Ergebnisse auf der Erde eintreffen.[1][2] Die Beschleunigung würde also während dieser 10 Minuten durchschnittlich 100 km/s betragen2 (10.000 G) (wobei bei einer Masse von einem Gramm eine Kraft von 100 N erforderlich ist, und damit 15 GW Strahlung auf das Segel[3]) und finden auf den ersten 20 Millionen Kilometern der Reise statt.[4] Das Lichtsegel muss sehr gut reflektieren, sonst wird es zu heiß und schmilzt (oder verdampft) durch das Laserlicht. Ein großer Laserpark an einem hoch trockenen Ort auf der Erde (um Absorption und Ablenkung durch die Atmosphäre zu minimieren) wäre erforderlich. Das Lichtsegel würde auch in der Laserkommunikation mit der Erde verwendet werden.

Es soll einmal am Tag sein oder einmal alle paar Tage[5][6], um eine Sonde aus ihrer Umlaufbahn um die Erde zum Ziel zu schicken. Bei 1000 Sonden ergibt sich daher eine Streuung über einige Jahre. Durch die großen gegenseitigen Abstände besteht keine Gefahr einer gegenseitigen Kollision und die Energieversorgung der Laser wird erleichtert.

Siehe auch

Meilensteine

Raumfahrt und Raumfahrtprogramme

Weitere Artikel zur Raumfahrt

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