Geschichtliches

Erfunden wurde die Feststoffrakete Anfang des 13.Jahrhunderts von den Chinesen. Der erste militärische Einsatz von Raketen soll 1232 bei der Belagerung einer Stadt in China stattgefunden haben. Über die Araber wurden sie im 13.Jahrhundert auch in Europa bekannt. Allerdings wurden sie nicht nur zu militärischen Zwecken verwendet. Im 17.Jahrhundert dienten kleinere Ausführungen als Feuerwerkskörper.

Zu Beginn des 18.Jahrhunderts entwickelte der britische Artillerieoffizier William Congreve eine nach ihm benannte Feststoffrakete, die eine Reichweite von etwa 2000 Metern hatte. Dieser Typ enthielt einen Blechzylinder, in dem eine drei Kilogramm schwere Ladung explosiven Materials befördert wurde. Der zur Flugstabilisierung verwendete Stock war vier Meter lang, und das Gesamtgewicht lag bei rund 14 Kilogramm.

In den darauf folgenden Jahrzehnten stellte man in einigen Armeen Raketenbrigaden auf. Diese verloren allerdings mit der technischen Weiterentwicklung und Verbesserung der Artillerie an Bedeutung. Die meisten dieser Brigaden wurden bereits um 1870 wieder aufgelöst. In der Folgezeit blieben die Raketen nur in den Bereichen Feuerwerkskörper, Seenot (Signalraketen) und im Walfang von Bedeutung.

Gegen Ende des 19. Jahrhunderts nahm das Interesse an Raketen wieder zu. Im Mittelpunkt stand dabei die theoretische und experimentelle Raketenforschung. Einige Wissenschaftler, wie z.B. der russische Physiker Konstantin Eduardowitsch Ziolkowskij, schlugen vor, Raketen als Weltraumfahrzeuge zu nutzen.
Im 1. Weltkrieg verwendete man Raketen in erster Linie zur Signalgebung. Sie wurden außerdem von Flugzeugen auf militärische Aufklärungsballons abgeschossen. Zu jener Zeit experimentierte der amerikanische Physiker Robert Goddard mit Feststoffraketen und entwickelte eine Ausführung, die wissenschaftliche Messungen in den oberen Schichten der Atmosphäre vornehmen konnte. Diese Höhen ließen sich mit einem herkömmlichen Ballonen nicht erreichen.

In den Vereinigten Staaten war Robert Goddard der erste Pionier auf dem Gebiet des Raketenantriebs. Anfang der zwanziger Jahre begann er mit flüssigen Treibstoffen für Raketen zu experimentieren. Am 16. März 1926 schoß er erfolgreich die erste mit flüssigem Treibstoff angetriebene Rakete ab. Etwa im gleichen Zeitraum wurden in verschiedenen Teilen der Welt Experimente mit Raketenantrieben durchgeführt. Zwischen 1881 und 1885 entwarf beispielsweise der deutsche Erfinder Hermann Ganswindt sein feststoffgetriebenes „Weltenfahrzeug“. Dieses Fahrzeug sollte sich im luftleeren Raum mit Hilfe von Dynamit fortbewegen. Konstantin Ziolkowskij, ein russischer Lehrer, veröffentlichte 1903 das Buch Eine Rakete in den Weltraum, in dem er den Einsatz flüssiger Treibstoffe für Raumschiffe vorschlug. 1923 erschien das Buch Die Rakete zu den Planetenräumen des deutschen Mathematikers und Physikers Hermann Oberth. Dieses Werk wurde von Walter Hohmann, einem deutschen Architekten, ergänzt, der 1925 Die Erreichbarkeit der Himmelskörper veröffentlichte, ein Buch, das die ersten detaillierten Berechnungen interplanetarer Umlaufbahnen enthielt.

Nach dem 2. Weltkrieg wurden Feststofftriebwerke für unterschiedliche Anwendungen entwickelt. Meist dienten sie zu militärischen Zwecken, z.B. als Starttriebwerke für Lenkraketen. Als Hauptbauteile einer Feststoffrakete sind vor allem die Nutzlast und das Triebwerk zu nennen, wobei letzteres auch die Brennkammer beinhaltet. In der Brennkammer befindet sich der feste oder pastöse Treibstoff. Zur Flugstabilisierung sind einige Modelle mit Flügeln ausgestattet.

Heutige Feststoffladungen sind sehr groß. So beträgt z.B: Das Startgewicht einer Trident-II D5 etwa 59 t. Allein ein Startaggregat der Raumfähre Spaceshuttle wiegt mehr als 500 t.

Zu den modernen festen Treibstoffkomponenten gehören bestimmte Kunststoffe (z.B. Polyurethane), die als Binder und gleichzeitig als Brennstoff fungieren. Diese werden mit dem Oxidator, z.B. Ammoniumperchlorat, vermischt. Zur Leistungssteigerung und für einen günstigeren Abbrand sind dem Binder und Oxidator pulverförmige Metalle (z.B. Aluminium) beigemengt.

Die Rakete

Die Rakete ist ein Flugkörper, der durch den Ausstoß von Gasen, die in einer Brennkammer erzeugt werden, angetrieben wird). Raketen sind in der Lage, sich unabhängig von der atmosphärischen Luft fortzubewegen, denn sie führen den zur Verbrennung notwendigen Sauerstoff in Form des so genannten Oxidators meist Sauerstoff mit sich. Der Ausstoß der bei der Verbrennung entstehenden Gase erzeugt den zum Antrieb erforderlichen Rückstoß, den man auch als Schub bezeichnet.

Der Antriebsschub dieser Flugkörper beruht auf dem dritten Newtonschen Axiom . Demzufolge erzeugt jede Wirkung eine gleich starke Gegenwirkung, actio = reactio. Das Prinzip eines Raketentriebwerkes läßt sich mit dem Beispiel eines geschlossenen, mit Druckgas gefüllten Behälters verdeutlichen. In diesem Behälter übt das Gas an jedem Punkt seiner Wände den gleichen Druck aus. Wird jedoch in den Boden des Behälters ein Loch gestanzt, entweicht das Gas durch diese Öffnung, und der Druck auf das Oberteil des Behälters wird nicht länger ausgeglichen. Als Reaktion auf den entweichenden Strahl schiebt der Innengasdruck den Behälter nach oben. Die von dem Triebwerk entwickelte Schubkraft hängt von mehreren Faktoren ab:

Einige davon sind:

• Die Geschwindigkeit mit der die verbrennenden Gase die Brennkammer verlassen .
• von der Menge der verbrennenden Gase
• Von der Form der Triebwerksglocke
• Vom Treibstoff
• Von der Art des Antriebes
• wie zum Beispiel :
  • Feststoffantriebe
  • Flüssigantriebe
  • Elektrische Antriebssysteme

Raketen lassen sich im Prinzip in zwei Hauptgruppen unterteilen, in Feststoffraketen und in Flüssigkeitsraketen.

In einer Flüssigkeitsrakete werden die Treibstoffe in separaten Tanks befördert und bei Bedarf an das Triebwerk abgegeben. Bei Feststoffraketen ist die Treibstoffladung im Triebwerk untergebracht und wird dort verbrannt.
Feststoffraketen

Die ersten Feststoffraketen der Geschichte wurden durch die Verbrennung einer besonderen Mischung angetrieben, die im Wesentlichen aus Schwarzpulver bestand. Allerdings waren die Mischungsverhältnisse anders. Herkömmliches Schwarzpulver wird aus etwa 75 Gewichtsprozent Kalisalpeter (Kaliumnitrat), 10 Gewichtsprozent Schwefel und 15 Gewichtsprozent Kohlenstoff hergestellt. Die damaligen Raketenladungen bestanden meist aus 60 Gewichtsprozent Kalisalpeter, 15 Gewichtsprozent Schwefel und 25 Gewichtsprozent Kohlenstoff. Aufgrund der anderen Zusammensetzung verbrannte die Treibladung deutlich langsamer als herkömmliches Schwarzpulver – das verringerte die Gefahr der Zerstörung beim Start.

Zu den modernen festen Treibstoffkomponenten gehören bestimmte Kunststoffe (z.B. Polyurethane), die als Binder und gleichzeitig als Brennstoff fungieren. Diese werden mit dem Oxidator, z.B. Ammoniumperchlorat, vermischt. Zur Leistungssteigerung und für einen günstigeren Abbrand sind dem Binder und Oxidator pulverförmige Metalle (z.B. Aluminium) beigemengt.

Flüssigkeitsraketen

In der Zeit zwischen 1920 und 1930 begann man mit der Entwicklung von Flüssigkeitsraketen. Die erste flugfähige Flüssigkeitsrakete baute der Amerikaner Goddard. Sie wurde 1926 gestartet. Fünf Jahre später folgte die erste, ebenfalls privat gebaute, deutsche Flüssigkeitsrakete. Nach vielen Vorversuchen entwickelte Wernher von Braun mit ehemaligen Mitgliedern des Vereins für Raumschifffahrt (Berlin) beim deutschen Heereswaffenamt in Peenemünde die erste große Flüssigkeitsrakete, die in der Praxis funktionierte. Am 3. Oktober 1942 wurde die A-4 (Aggregat Nr.4; Propagandaname: V-2) erstmalig von der Forschungsstation auf der Insel Usedom gestartet.

Aufbau:

In den ersten Flüssigkeitsraketen brachte man die Nutzlast in der Raketenspitze unter. Im angrenzenden Abschnitt befanden sich normalerweise Navigationssysteme (z.B. Kreiselkompass) und automatische Lenkvorrichtungen. Anschließend folgten zwei Haupttanks, wobei einer den flüssigen Treibstoff ( eine bestimmte Sorte von Alkohol ).

Der andere den flüssigen Oxidator ( Sauerstof )enthielten. Bei verhältnismäßig kleinen Flüssigkeitsraketen ließen sich sowohl der Treibstoff als auch der Oxidator in das Triebwerk hineinpressen, indem man mit einen Überdruck in den Tanks erzeugte . Bei großen Modellen war diese Methode nicht anwendbar, weil durch dieses Verfahren die größeren Tanks übermäßig schwer geworden wären. Auch heute wird bei großen Flüssigkeitsraketen der erforderliche Druck durch Pumpen erzeugt, die zwischen den Tanks und dem Triebwerk eingebaut sind. Weil sehr große Mengen an Treibstoff und Oxidator in die Brennkammer hineingepumpt werden müssen (die V-2 verbrannte mehrere Kilogramm Treibstoff pro Sekunde), handelt es sich bei der erforderlichen Pumpe um eine Hochleistungszentrifugalpumpe. Diese wird über eine Gasturbine angetrieben.

Die zweite Generation von Flüssigkeitsraketen entstand mit dem Beginn des bemannten Raumfluges. Als Beispiele seien die Aggregate der Mercury-, Gemini-, Apollo- und Sojus-Programme genannt weiters hierzu siehe später ( 2. Abschnit ).

Flüssige Treibstoffe

Die Suche nach einem Ersatz für den flüssigen Sauerstoff als Oxidator führte mehr oder weniger zufällig zu einer Gruppe flüssiger Treibstoffe, die als Hypergole (selbstentzündliche Treibstoffe) bezeichnet werden. Die beiden Komponenten (Brennstoff und Oxidator) dieser Treibstoffsorte entzünden sich bei Kontakt von selbst. Ein hypergolischer Treibstoff besteht beispielsweise aus Salpetersäure als Oxidator und entweder Anilin oder einem Hydrazin als Brennstoff. Besonders geeignet für die selbsttätige Entzündung ist das unsymmetrisch gebaute Dimethylhydrazin.

Theoretisch ist flüssiger Wasserstoff der wirkungsvollste Treibstoff, allerdings ist seine Handhabung recht schwierig und gefährlich. Deshalb ist der technische und insbesondere der sicherheitstechnische Aufwand bei der Anwendung von flüssigem Wasserstoff sehr hoch.

Hybridraketen

Beim Hybridtriebwerk werden flüssige und feste Treibstoffkomponenten miteinander kombiniert. Raketentreibstoffe für Hybridtriebwerke bezeichnet man auch als Lithergole. Als feste Treibstoffkomponente (Brennstoff) dient z.B. Polyethylen oder Polystyrol mit Metallzusätzen (u.a. Magnesium- oder Aluminiumpulver), und als Oxidator nutzt man beispielsweise flüssigen Sauerstoff oder Salpetersäure. Ein Druckbehälter enthält den flüssigen Oxidator und befindet sich oberhalb der Brennkammer mit dem festen Brennstoff. Der flüssige Oxidator wird über ein Regelventil und eine Einspritzdüse in die Brennkammer eingespritzt. Mit diesem System werden die Vorteile der festen Treibstoffe (einfache Handhabung) mit denen der Flüssigkeiten vereint. Mit Hilfe des Regelventils läßt sich die Flüssigkeitszufuhr und damit das Verbrennungstempo regulieren oder sogar stoppen, wenn es erforderlich ist.

Raketendüsen

Um eine möglichst hohe Schubleistung und damit hohe Geschwindigkeit zu erreichen, benötigt man weit auslaufende Düsen. Die Brennkammer ist der eigentlichen Düse direkt vorgeschaltet. Die Mündung der Brennkammer verjüngt sich zur Düse hin, d.h. sie wird schmaler. Die Düse selbst wird zum Ende hin immer breiter. Dadurch kann der Durchmesser des Düsenendes das Vier- bis Fünffache des Durchmessers der Brennkammer betragen.

Ein ernsthaftes Wärmeübertragungsproblem erzeugen die Hochgeschwindigkeitsgase an der Düsenwand, besonders wenn die Startzeit mehrere Minuten und nicht nur Sekunden beträgt . Am größten ist dieses Problem in dem Bereich zwischen Brennkammer und Düse. Hier wendet man häufig die so genannte regenerative Kühlung an. Beispielsweise kann in einem Triebwerk mit flüssigem Wasserstoff und flüssigem Sauerstoff der extrem kalte Wasserstoff (unter –250 °C) durch ein System von schmalen Leitungen in der Düsenwand zur Brennkammer hochgepumpt werden. Mit dieser Verfahrensweise gelingt die Kühlung der problematischen Stellen .Dadurch entsteht natürlich auch die Gefahr, daß bei einem Leck in diesem System , der extrem entzündliche Wasserstoff sofort mit der Triebwerksflamme in Berührung kommt. .Welches in den meisten fällen ein Aufschmelzen der unmittelbaren Tankwandung zur folge hat( Explosion ) .

Zur Erhöhung der Endgeschwindigkeit verwendet man anstelle von Einstufenraketen so genannte Mehrstufenraketen. Jede Stufe stellt eine selbständige Einheit dar, die nach Verbrauch des Treibstoffes eine ihr eigene Endgeschwindigkeit erreicht. Weil diese Geschwindigkeit bereits die Startgeschwindigkeit für die nachfolgende Stufe darstellt, addieren sich die Endgeschwindigkeiten der einzelnen Stufen. Um beispielsweise aus der Erdumlaufbahn zu gelangen, benötigt die Rakete eine Fluchtgeschwindigkeit von etwa elf Kilometern pro Sekunde.

Elektrischen Raketen

Bei elektrischen Raketen nutzt man entweder eine leistungsstarke Energieversorgung, in den meisten Fällen Solarenergie ( da der Mensch vor den Vorteilen der Kernenergie zuviel Angst hat ). Mit den Triebwerken elektrischer Raketen lassen sich zwar hohe Ausströmgeschwindigkeiten erreichen, aber aufgrund des ebenfalls hohen Energiebedarfs bleibt die Schubleistung gering. Man unterscheidet den elektrothermischen Antrieb vom elektrostatischen Antrieb. In elektrothermischen Raketen wird der Treibstoff (z.B. Ammoniak oder Wasserstoff) über ein Pumpensystem in die Brennkammer gefördert und durch ein Widerstandselement (Resistojet) oder einen Lichtbogen (Arcjet) gezündet. Bei elektrostatischen Raketen beschleunigt man elektrisch geladene Teilchen, in erster Linie Ionen, in einem elektrischen Feld (Ionentriebwerk). Als Brennstoffe werden beispielsweise Cäsium oder Quecksilber verwendet. Diese Antriebsvariante ist technisch am weitesten entwickelt worden.

Elektromagnetischen Triebwerk

Im elektromagnetischen Triebwerk (auch Plasmastrahltriebwerk) beschleunigt man ein Plasma (Gemisch aus freien Elektronen, Ionen und Neutralteilchen eines Gases) durch elektromagnetische Felder.

Photonentriebwerk

Das hypothetische Photonentriebwerk würde einen Strahl von Photonen oder leichten Teilchen mit Lichtgeschwindigkeit ausstoßen und auf diese Weise den notwendigen Schub erzeugen .Versuche mit dem „Kernenergietriebwerk“ wurden wieder eingestellt. Da hierbei zu viele für den Menschen gefährliche Strahlungen frei wurden.

Andere Raketenanwendungen

Neben der Nutzung in der bemannten Weltraumfahrt und bei Waffensystemen werden Raketen auch für andere Zwecke eingesetzt. So wurden beispielsweise wissenschaftliche Instrumente zur Erforschung kosmischer Strahlen von Forschungsraketen in große Höhen transportiert. Bei bestimmten flugmedizinischen Tests und in der ballistischen Forschung treibt man z.B. schlittenähnliche Testfahrzeuge mit kleineren Raketen an

Weltraumforschung

Weltraumforschung, Wissenschaft und Technik des bemannten und unbemannten Raumfluges. Als Wissenschaft ist die Weltraumforschung interdisziplinär angelegt, da sie auf Erkenntnisse aus Mathematik, Physik, Astronomie, Chemie, Biologie, Medizin, Elektronik und Meteorologie zurückgreift.
Verschiedene Raumfahrtunternehmungen lieferten zahlreiche wissenschaftliche Daten und Erkenntnisse über das Wesen und den Ursprung des Sonnensystems und des Universums . Satelliten in der Erdumlaufbahn haben größtenteils militärische Aufgaben. Daneben fördern sie auch die zivile Kommunikation, ermöglichen bessere Wettervorhersagen und sind äußerst nützliche Navigationshilfen (z.B. GPS, siehe unten). Außerdem erkundet man mit Satelliten die Erdoberfläche. Dies erleichtert beispielsweise das Auffinden von Bodenschätzen. Militärischen Zwecken dienen u.a. Spionagesatelliten.
Das Weltraumzeitalter und die praktische Raumfahrt begannen mit dem Start von Sputnik 1 durch die damalige Union der Sozialistischen Sowjetrepubliken (UdSSR) im Oktober 1957. Der erste amerikanische Satellit, Explorer1, startete im Januar 1958. In den darauf folgenden zwei Jahrzehnten flogen mehr als 1600 Raumflugkörper ins All. Die meisten davon wurden auf eine Erdumlaufbahn gebracht. Zwölf Astronauten betraten die Mondoberfläche und kehrten nach den Mondexpeditionen wieder zur Erde zurück. 1986 umkreisten mehrere tausend Raumfahrtobjekte die Erde zumeist verbrauchte letzte Stufen von Trägerraketen und nicht mehr aktive Raumfahrzeuge. Die Zahl der noch funktionstüchtigen Raumschiffe lag damals bei etwa 300.

Die Physik des Weltraumes

Der Übergang zwischen der Erdatmosphäre und dem Weltraum ist eher fließend. Die Luft in der oberen Atmosphäreschicht ist sehr dünn, da die Dichte der Luft mit der Höhe allmählich abnimmt. 30 km über dem Meeresspiegel beträgt der barometrische Druck nur 1/80 des Druckes, der auf Höhe des Meeresspiegels herrscht. In 60 km Höhe beträgt er 1/3 600 und in 90 km Höhe 1/400000. Selbst in einer Höhe von 200 km verbleibt noch ausreichend Restatmosphäre, um künstliche Satelliten durch den aerodynamischen Luftwiderstand abzubremsen. Deshalb müssen Langzeitsatelliten eine höhere Umlaufbahn haben.
Auch Physiker und Mathematiker hatten einen wesentlichen Anteil an der Schaffung der Grundlagen der Raumfahrt. 1654 bewies der deutsche Physiker Otto von Guericke, dass ein Vakuum aufrechterhalten werden kann und widerlegte damit die alte Theorie, dass die Natur ein Vakuum „verabscheut“. Ende des 17. Jahrhunderts formulierte Newton die universellen Gravitations- und Bewegungsgesetze. Die Newton’schen Bewegungsgesetze beinhalteten die wesentlichen Grundsätze, die für den Antrieb und die Umlaufbewegungen moderner Raumschiffe um einen Planeten maßgeblich sind.
Der 2. Weltkrieg lieferte den Anstoß für die Entwicklung weit reichender Raketen. So entwickelten beispielsweise die USA, die damalige UdSSR, Großbritannien und Deutschland gleichzeitig Raketen für militärische Zwecke. Bei der deutschen V-2 handelte es sich um eine Rakete mit flüssigem Treibstoff. Am Ende des Krieges nahm die US-Armee einige der V-2-Raketen mit zurück in die Vereinigten Staaten, wo man sie bei Forschungsexperimenten für vertikale Flüge einsetzte. Nach dem Krieg gingen einige deutsche Ingenieure in die UdSSR, andere, unter ihnen Walter Dornberger und Wernher von Braun in die USA.
Da die Technologie beim Bau von Trägerraketen für Raumschiffe der von ballistischen Langstreckenraketen sehr ähnlich ist, waren die Vereinigten Staaten und die Sowjetunion von 1957 bis 1965 die einzigen Länder, die über die Möglichkeit verfügten, Satelliten zu starten. In den darauf folgenden Jahren starteten auch Frankreich, Japan, Indien und China technisch immer ausgereiftere Erdsatelliten. Im Mai 1984 begann die aus 13 Mitgliedern bestehende Europäische Weltraumorganisation (ESA) ihr eigenes Raumfahrtprogramm. Das Raumflugzentrum der ESA befindet sich in Kourou (Französisch-Guayana).

Start und Wiedereintritt

Raumflugkörper startet man von einer eigens dafür konstruierten Abschussrampe. Die Kapsel und die dazugehörige Trägerrakete werden vor dem Start eingehend inspiziert. Den gesamten Vorgang überwachen Ingenieure und Techniker im nahe gelegenen Kontrollzentrum. Sind alle Vorbereitungen abgeschlossen, werden die Raketentriebwerke gezündet und die Trägerrakete hebt mit dem Raumschiff ab.
Beim Wiedereintritt in die Atmosphäre muß das zurückkehrende Raumschiff vor dem Verglühen geschützt werden. Bei den Raumflügen im Rahmen der US-Programme Mercury, Gemini und Apollo löste man dieses Problem durch einen speziell dafür entwickelten Hitzeschild. Der Schild war an der Vorderseite der Landekapsel angebracht und bestand aus Metallen, Kunststoffen und keramischen Werkstoffen. Beim Wiedereintritt in die Atmosphäre schmolzen und verdampften diese Substanzen, wodurch die Hitze abgewehrt bzw. abgeleitet wurde. Der zum Schutz des Spaceshuttles entwickelte Schild ist im Prinzip eine Verkleidung des Fahrzeugrumpfes mit keramischen Fliesen. Vor der Entwicklung des Spaceshuttles, der auf einer Rollbahn landet erfolgte die Landung aller bemannten US-Raumschiffe mit Hilfe von Fallschirmen im Meer. Die Astronauten und die Kapsel wurden per Hubschrauber geborgen und an Bord wartender Marineschiffe gebracht. Russische Raumschiffe landeten ebenfalls mit Hilfe von Fallschirmen, allerdings an Land – meist an verschiedenen Orten Sibiriens.

Umlaufbahnen um die Erde

Die Umlaufbahn um die Erde kann kreisförmig oder elliptisch sein. Auf einer kreisförmigen Umlaufbahn bewegt sich ein künstlicher Satellit mit gleich bleibender Geschwindigkeit. Je größer sein Abstand von der Erde ist, desto niedriger ist seine Geschwindigkeit von der Erde aus gesehen. Liegt die Flugbahn eines Satelliten 35800 km über dem Äquator, bezeichnet man diese Bahn als geostationär. Der Satellit bewegt sich auf einer Geosynchronen Umlaufbahn, wenn er zusätzlich genau dieselbe Geschwindigkeit hat wie die Erde, so daß er in einer festen Position über einer bestimmten Stelle auf dem Äquator bleibt. Die meisten Nachrichtensatelliten befinden sich auf solchen Umlaufbahnen.

Auf einer elliptischen Umlaufbahn ist die Geschwindigkeit veränderlich. Im so genannten Perigäum (Erdnähe) ist sie am höchsten und im Apogäum (Erdferne) am niedrigsten. Den Winkel zwischen der Ebene der Bahn und der Äquatorebene nennt man Bahnebenenneigung. Eine polare Umlaufbahn verläuft über Nord- und Südpol, d.h. die Satellitenbahn schneidet die Erdrotationsachse. Eine äquatoriale Umlaufbahn liegt über dem Äquator.

Unterhalb eines Satelliten, in einer polaren Umlaufbahn, dreht sich die Erde in 24 Stunden einmal um die eigene Achse. So kann ein Wettersatellit auf einer polaren Umlaufbahn an einem Tag die meteorologischen Bedingungen des gesamten Globus von Pol zu Pol beobachten. Hat die Umlaufbahn eine andere Bahnebenenneigung, so wird ein kleinerer Teil der Erde erfaßt, wobei die Gebiete um die Pole herum ausgespart bleiben.

Solange die Umlaufbahn eines Flugkörpers im Vakuum des Weltraumes verläuft, wird sich der Körper ohne Antriebskraft auf dieser Umlaufbahn weiterbewegen, da keine abbremsenden Reibungskräfte vorhanden sind. Verläuft jedoch ein Teil oder aber die gesamte Umlaufbahn durch die Erdatmosphäre, wird der Körper durch den aerodynamischen Luftwiderstand verlangsamt. Dadurch sinkt seine Umlaufbahn immer tiefer, bis der Körper wieder vollständig in die Atmosphäre eingetreten ist und schließlich wie ein Meteorit auf die Erdoberfläche herabstürzt.

Aktuelle und zukünftige Programme

Anfang der achtziger Jahre wurde das Space Transportation System (STS-Weltraumtransportsystem), besser bekannt als Spaceshuttle, zum Hauptprogramm der amerikanischen Raumfahrt. Probleme mit dem STS führten später dazu, dass für den Start von Satelliten wieder die erweiterbaren Trägerraketen verwendet wurden. Die Vereinigten Staaten hatten beabsichtigt, in den neunziger Jahren den Spaceshuttle durch ein neues Raumschiff (X-30) zu ersetzen. Angesichts finanzieller Engpässe wurde dann aber beschlossen, sich stattdessen auf eine gemeinsame Flotte aus erweiterbaren Trägerraketen und Spaceshuttles zu stützen, um im verbleibenden Jahrzehnt Nutzlasten auf Umlaufbahnen zu bringen.

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