Wie hoch ist die höchste theoretische Geschwindigkeit, die ein Mensch erreichen könnte?

7 Antworten

Vom Fragesteller als hilfreich ausgezeichnet



Ohne Hilfsmittel läuft der schnellste Mensch 100 Meter in 9,6 Sekunden.

Und mit Hilfsmittel: Sieh Raketenstart:


Wie schnell muss eine Rakete fliegen, um ins All zu kommen?



Kourou heißt der

europäische Weltraumbahnhof mitten in Französisch-Guayana. Von hier aus
startet die europäische Rakete Ariane 5, um Satelliten in den Weltraum
zu befördern. Aber wie schnell muss sie eigentlich sein, um so weit zu
kommen?


Diese Frage stellte sich ein Hörer.

Der Weltraumbahnhof Kourou

liegt nur 500 km weit vom Äquator entfernt. Dieser Ort liegt strategisch
günstig: Beim Start muss die Rakete möglichst schnell werden und nimmt
die Drehenergie der Erde mit. Am Äquator dreht sich die Erde schneller
als in den nördlich oder südlich gelegenen Gebieten. Um diese
Rotationsenergie mit zu nehmen, starten die Raketen also bevorzugt in
der Nähe des Äquators und zwar Richtung Osten. So hat die Rakete beim
Start in Kourou also schon die größtmögliche Anfangsgeschwindigkeit.


Die Überwindung der Anziehungskraft


Aber dieser natürliche Schwung reicht natürlich
nicht aus. Damit die Rakete nicht unmittelbar nach dem Start wieder auf
die Erde zurückfällt, muss sie rund acht Kilometer pro Sekunde schnell
sein - auch erste kosmische Geschwindigkeit genannt. Das entspricht
28.000 Kilometer pro Stunde. Diese Geschwindigkeit benötigt die Rakete
um im Kräftegleichgewicht zu sein, d. h.
zwischen der Zentrifugalkraft, die den Körper wegfliegen lässt und der
Anziehungskraft, der Gravitationskraft der Erde. Durch die hohe
Geschwindigkeit wird das Kräftegleichgewicht hergestellt. Dafür benötigt
man extrem leistungsstarke Triebwerke. Um z. B.
zum Mond zu fliegen, muss eine deutlich höhere Geschwindigkeit
aufgebracht werden. Die so genannte zweite kosmische Geschwindigkeit,
die liegt bei 11,2 km pro Sekunde. So schnell muss eine Rakete sein,
damit sie das Schwerefeld der Erde verlassen kann, um zu anderen
Planeten zu fliegen.


Das Rückstoßprinzip


700 Tonnen wiegt die europäische Rakete Ariane 5.
Es bedarf also einer großen Wucht, um sie Richtung Universum zu
befördern. Beim Start wird das Haupttriebwerk gezündet. Dabei bilden
sich Gase, die unter hohem Druck, durch die nach unten gerichteten
Schubdüsen, entweichen. Durch den Rückstoß in Gegenrichtung bewegt sich
die Rakete nach oben und fliegt.


Rakete über Rakete


Ein einziger Schub reicht jedoch nicht aus, den
schweren Flugkörper weiterhin zu beschleunigen. Damit die entsprechende
Geschwindigkeit erreicht wird, muss die Rakete aus mehreren Teilen
gebaut werden, im Fachjargon nennt sich das Stufen. Je nachdem werden
drei bis vier Stufen oder auch Teilraketen übereinandergesetzt.
Gestartet wird mit der ersten Stufe. Die bringt die Rakete viele tausend
Meter hoch. Ist der Treibstoff verbraucht, wird die Stufe abgeworfen.
Sie fällt ins Meer oder verglüht in der Atmosphäre. Automatisch wird
daraufhin die zweite Stufe gezündet. Damit beschleunigt die Rakete noch
mehr. Aber erst mit der dritten Stufe erreicht sie die erforderliche
Geschwindigkeit. Dann ist die Erdanziehungskraft überwunden und die
Rakete gelang in die gewünschte Umlaufbahn.



Geschwindigkeit als solche gibt es nicht:

Es gibt immer nur Geschwindigkeit relativ zu einem vorher fest gewählten Bezugspunkt (bzw. einem genau identifizierten Objekt).

Wenn du daheim im Sessel sitzt, hast du den Eindruck, dich nicht zu bewegen. Doch die Erde, auf der du sitzt, bewegt sich um die Sonne - und du mit ihr. Die Sonne wiederum bewegt sich relativ zu anderen Sternen in unserer Galaxie. Unsere Galaxie bewegt sich in Richtung einer zu ihr benachbarten Galaxie (genannt Andromeda). Beide sind Teil eines Haufens von Galaxien, der sich relativ zu anderen Galaxien bewegt, usw. 

Kurz: Auf die Frage, mit welcher Geschwindigkeit du dich bewegst, wird es fast so viele unterschiedliche richtige Antworten geben, wie es Sterne im Weltraum gibt.

Viel sinnvoller wäre es, zu fragen, was in etwa die maximale Beschleunigung ist, die ein Mensch rein körperlich auszuhalten im Stande ist.

Als totes Objekt wird unser Körper natürlich sehr viel mehr Beschleunigung aushalten als unter der Nebenbedingung, dass die Beschleunigung uns nicht töten darf.

Die maximale Geschwindigkeit ist knapp Lichtgeschwindigkeit, also fast 300.000 km/sec. Um sie zu erreichen z.B. auf der Reise zu Alpha proxima, braucht man als Beschleunigungszeit ca. 1/2 Jahr. Viel früher wird der Treibstoff ausgehen. 

Die Höhe Geschwindigkeit kann allerdings schon viel früher ein Grund sein, dass man stirbt. Wenn man zufällig eine Staub- oder Gaswolke durchquert, wird man von der daraus entstehenden Strahlung getötet, ist also Glücksache.

Was möchtest Du wissen?