Warum fliegt ein Spaceshuttle nicht einfach wie ein Flugzeug ins Weltall,sondern mit Raketen?
Eine interessante Frage: Ein Spaceshuttle muss ja senkrecht mit Raketen starten, um ins Weltall zu gelangen.
Aber warum startet es nicht einfach wie ein normales Flugzeug auf einer Startbahn und fliegt einfach immer höher un höher und höher? Ich habe mal was gehört, man bräuchte um die Erde zu verlassen den Raketenabtribe, um der ERDANZIEHUNGSKRAFT zu entkommen. Aber moment: Flugzeuge entkommen ihr doch auf eine gewisse Höhe auch ohne Raketen?! ;) Und je weiter vom Boden weg, umso weniger stark die Anziehungskraft, also müsste doch ein Spaceshuttle dann einfach nur noch immer weiter steigen, bis es im Weltall angelangt ist? :D
16 Antworten
Es ist wahrscheinlich Kostenärmer und weniger Zeitintensiv sie gerade in den Himmel zu schießen, da ein Flugzeug ja nur verhältnismäßig langsam steigt.
Ein Shuttle, dass wie ein Flugzeug startet müsste eine enorme Strecke zurücklegen um die benötigte Höhe zu erreichen.
Im Weltall selber braucht man ein Raketentriebwerk, da ein normales Triebwerk vorne Luft saugt und sie hinten wieder ausgibt (Im All existiert aber keine Luft).
Raketentriebwerke entgegen kommen voran, indem sie Treibstoff verbrennen und somit Schub erzeugen.
Das Spaceshuttel ist ein lausiges Flugzeug. Die Tragflächen sind nicht sonderlich brauchbar, um mit einer kurzen Startstrecke und ankzeptablen Brennstoffverbrauch abzuheben. Wie solche Tragflächen aussehen, das kann man an den modernen Verkehrsflugzeugen sehen.
Dann braucht die Spaceshuttle eine Menge Brennstoff, um eine Geschwindigkeit von 8 km/s (knapp 30.000 km/h) zu erreichen. Wie viel, das kann man gut daran erkennen, was außer der Spaceshuttle selbst beim Start in die Luft geschossen wird. Dies müsste sie mitschleppen und ebenfalls über den Auftrieb der Tragflächen in die Luft wuchten.
Wobei die Tragflächen dann den Wiedereintritt in die Atmosphäre wahrscheinlich nicht überstehen...
weil es so mit weniger kraftstoff auskommt. die erdanziehungskraft ist viel grösser als du denkst, der mond wird dadurch bei der erde gehalten...
Der kürzeste Weg ist der direkte: um die Atmosphäre zu verlassen (die neben der Erdanziehungskraft auch Luftwiderstand bedeutet) führt der schnellste Weg nach oben...
Da leere Tanks spätestens beim Wiedereintritt in die Atmosphäre Probleme verursachen würden (Gewicht, Widerstand) müssten sie ohnehin vorher "entsorgt" werden - da ist es einfacher, das ganze gleich in zwei unabhängigen Teilen zu bauen (Rakete und Shuttle).
Hallo,
das ist im Prinzip ganz einfach. Würde das Shuttle wie ein Flugzeug starten, also waagerecht, müsste man irgendwann die Nase hochnehmen, um eine Umlaufbahn zu erreichen. Abgesehen davon, dass man trotzdem ein Raketentriebwerk braucht - ist ja klar wegen der fehlenden Atmosphäre für luftatmende Triebwerke - würde das Shuttle kaum Nutzlast in den Orbit befördern können.
Es gab tatsächlich schon solche Überlegungen: Start von einem Flugzeug, einem Zeppelin aus oder mit einem Katapult oder mit einem zweistufigen Raumtransporter (s. Konzept von Eugen Sänger aus Mittzwanziger Jahren des letzten Jahrhunderts) mit einer luftatmenden ersten Stufe. Es gab von der Fa. MBB sogar nochmal eine Studie in den Sechziger Jahren, genannt "Sänger" oder in den USA das Projekt "Dyna Soar". Aber alle Projekte erwiesen sich einer senkrechtstartenden Rakete unterlegen.
Das ist auch verständlich, wenn Du Dir einen Gravitationsturm vorstellst. Warum soll man Treibstoff mitschleppen, der doch die Nutzlast schmälert? Deshalb macht es Sinn, nicht langsam wie ein Flugzeug zu steigen, sondern möglichst schnell und den Treibstoff in Bodennähe zu verbrennen.
Jule Verne hatte das schon erkannt und deshalb in seinem Roman "Von der Erde zum Mond" die Mondfahrer per Kanone zum Mond geschickt. Eine Kanone setzt ja praktisch verzugsfrei die gespeicherte chemische Energie in Bewegung um und das Mondgeschoss käme ohne lange Beschleunigungsphase aus. Die Beschleunigung wäre aber so hoch, dass sie weder für Mensch noch Material überlebbar wäre. Es gibt aber Überlegungen für ein elektromagnetisches Katapult auf dem Mond.
Eine Rakete ist also ein Kompromiss aus überlebbarer Beschleunigung und noch sinnvoller Nutzlast. Sie "verlängert" praktisch das Kanonenrohr und hält damit die Belastung in Grenzen. Die Nutzlast lässt sich noch steigern, wenn man für die Landung keinen Treibstoff mehr braucht. Das erreicht man in einer Atmosphäre ballistisch (per Fallschirm - Sojus, Apollo, Gemini etc.) oder aerodynamisch (Spaceshuttle). Ballistische Flugkörper gehen verloren, aerodynamische wären wiederverwendbar. Leider müssen die Tragflächen erst auf Kosten der Nutzlast mit in den Orbit, wo sie aber völlig wirkungslos sind. Forschungflüge mit Auftriebskörpern erwiesen sich als unbeherrschbar (OK, heute per Computersteuerung vielleicht eher möglich).
Für die Ingenieure geht es also darum, ein Optimum zu entwickeln und sie arbeiten daran, bessere - und damit billigere Geräte - zu verwirklichen (s. einstufiges Projekt "Skylon" von Reaction Engines aus UK mit Unterstützung der ESA).
Auch Flugzeuge könnten optimaler fliegen, nämlich möglichst schnell möglichst hoch steigen und dann mit Triebwerken im Leerlauf den Zielflughafen anfliegen (also einen kontrollierten Segelflug machen). Nur macht da die Flugsicherung nicht mit, weil die Fleiger zweimal die Verkehrswege der querenden Flugzeuge kreuzen würden. Nachts oder in Gegenden mit wenig Verkehr macht man das aber auf der Kurzstrecke schon mal, hat mir mal ein LH-Copilot erklärt.
So aber kämpft das Flugzeug auf seinem gesamten Weg gegen die Schwerkraft und den Luftwiderstand an, obwohl es energetisch eben andersherum besser wäre. Für eine sinnvolle Raumfahrt ist das Flugzeugprinzip also so nicht - oder nur eingeschränkt - brauchbar.