Vor sechzig Jahren war der Kosmonaut Juri Gagarin der erste Mann, der ins All ging. Nur drei Jahre zuvor starteten die Sowjets. Sputnik I der erste künstliche Satellit, der ins All geht. Innerhalb von zwei Jahren würden zehn weitere Männer und die erste Frau Kosmonautin Valentina Tereshkova ebenfalls in den Orbit fliegen.
Innerhalb eines Jahrzehnts nach Gagarins historischem Flug würden mehrere weitere Astronauten / Kosmonauten in den Weltraum fliegen, zwölf würden auf dem Mond laufen und Dutzende von Roboter-Raumschiffen würden geschickt, um Merkur, Venus, Mars und darüber hinaus zu erkunden. Das Weltraumzeitalter waroffiziell in vollem Gange, und die Dinge waren noch nie die gleichen.
Zu jedem Zeitpunkt in diesem enormen Sprung war die Wissenschaft der Raketentechnik. Während der Begriff "Raketenwissenschaft" gleichbedeutend mit Genie ist, hat er tatsächlich einige ziemlich bescheidene Ursprünge. Im Mittelalter waren Raketen im Grunde genommen Röhren, die mit Schießpulver gefüllt waren, um zu terrorisierenFeinde mit ihrer schrecklichen Kombination aus Lärm und explosiver Kraft.
Raketen sind heute für den Einsatz von Telekommunikations- und Internetsatelliten bis hin zu Astronauten und Raumstationen verantwortlich. Jenseits der Erdumlaufbahn werden sie verwendet, um Roboterforschermissionen auf jeden Planeten im Sonnensystem zu senden. Mit Blick auf die Zukunft könnten sie der Schlüssel dazu seinunsere "interplanetare" Zukunft oder ganz ersetzt werden!
So ist die Natur von Raketen. Sie sind ein Lieferfahrzeug, und sie liefern unsere Spezies an eine völlig neue Entwicklungsphase. Was wir mit ihnen machen, wenn wir dort ankommen Wiederverwendung, Wiederverwendung oder Wegwerfen, bleibt zugesehen werden.
frühe Raketen
Die Verwendung von Schießpulverraketen geht wahrscheinlich auf die Song-Dynastie des China des 13. Jahrhunderts zurück, und die Idee wurde möglicherweise Mitte des 13. Jahrhunderts von den mongolischen Invasionen nach Europa und in den Nahen Osten exportiert. Von nun an würden Raketen eingesetztvon Militärs für verschiedene Zwecke, z. B. zur Belagerung von Befestigungen und ummauerten Städten sowie für Feuerwerkskörper.
Der Name "Rakete" leitet sich vom italienischen Wort ab Rocchetta "kleine Spindel", die sich auf ihre Ähnlichkeit in der Form mit der Vorrichtung bezog, mit der das Gewinde von einem sich drehenden Rad gehalten wurde. Der Begriff wurde ins Französische übernommen Roquette Mitte des 16. Jahrhunderts und seit Anfang des 17. Jahrhunderts in englischen Texten.
Bis zum Ende des 18. Jahrhunderts entwickelte das Königreich Mysore heutiges Südindien die "Mysoreische Rakete", die die Briten im frühen 19. Jahrhundert übernahmen. Mit komprimiertem Schießpulver und Eisengehäusen vergrößerten diese Konstruktionen die Reichweite des MilitärsRaketen von 100 bis 2000 Yards ~ 90 bis 1830 Meter.
1861 schlug der schottische Astronom, Mathematiker und Kirchenminister William Leitch als erster vor, Raketen für die Raumfahrt einzusetzen. In einem Buch mit dem Titel " Gottes Herrlichkeit im Himmel , "erläuterte er den Glauben, dass das ultimative Schicksal der Menschheit im Weltraum liegt :
"Versuchen wir jedoch, aus den engen Grenzen unseres Globus zu entkommen und es, wie andere es sehen, aus einem anderen Blickwinkel zu betrachten. Lassen Sie uns andere Kugeln und Systeme näher betrachten und sehen, was passiertEindruck, den sie erzeugen, verglichen mit dem Eindruck, den sie von der Plattform der Erde erhalten haben. Aber welches Fahrzeug können wir für unseren Ausflug nutzen? ... Die einzige Maschine, die wir uns unabhängig von der Atmosphäre vorstellen können, wäre eines der Prinzipien der Rakete. "
Tsiolkovskys "Raketengleichung"
Es war auch im 19. Jahrhundert, als Wissenschaftler begannen, die Grundprinzipien der Raketentechnik ernsthaft in eine mathematische Formel umzuwandeln. Dies wurde als "Raketengleichung" oder ideale Raketengleichung bekannt, die tatsächlich mehrere Autoren hatte - allevon denen angenommen wird, dass sie es unabhängig voneinander abgeleitet haben.
Das erste aufgezeichnete Beispiel war der britische Mathematiker William Moore, der die Gleichung in einer Studie 1810 und dann als Teil eines Buches mit dem Titel " veröffentlichte. Eine Abhandlung über die Bewegung von Raketen "1813. Allerdings wäre es Konstantin Tsiolkovsky der russische / sowjetische Physiker und "Vater" des sowjetischen Raumfahrtprogramms, dem die Gleichung gutgeschrieben würde.
1903 veröffentlichte er eine Abhandlung mit dem Titel " Erforschung des Weltraums mit Reaktionsmaschinen , " in dem er argumentierte, dass die Entwicklung der Rakete es dem Menschen ermöglichen würde, eine weltraumtaugliche Spezies zu werden. Er präsentierte nicht nur eine mathematische Formel für die Funktionsweise eines Raketentriebwerks, sondern seine Schaltpläne wurden auch zur Grundlage moderner Raketendesigns.Wie er es beschrieben hat :
"Stellen Sie sich das folgende Projektiv vor: eine längliche Metallkammer die Form des geringsten Widerstands, die mit elektrischem Licht, Sauerstoff und Mitteln zur Absorption von Kohlendioxid, Gerüchen und anderen Tiersekreten ausgestattet ist; kurz gesagt eine Kammer, die nicht schützen sollnur verschiedene physikalische Instrumente, aber auch ein menschlicher Pilot ...
"Die Kammer ist teilweise von einem großen Vorrat an Substanzen besetzt, die beim Mischen sofort eine explosive Masse bilden. Dieses Gemisch strömt bei kontrollierter und ausfallgleichmäßiger Explosion an einem ausgewählten Punkt in Form heißer Gasedurch Röhren mit aufgeweiteten Enden, die wie ein Füllhorn oder eine Trompete geformt sind. Diese Röhren sind in Längsrichtung entlang der Wände der Kammer angeordnet.
"Am schmalen Ende des Rohrs werden die Sprengstoffe gemischt: Hier werden die dichten, brennenden Gase gewonnen. Nach intensiver Verdünnung und Abkühlung explodieren die Gase mit einer enormen Relativgeschwindigkeit am anderen, aufgeweiteten Ende nach außen in den Weltraumunter bestimmten Bedingungen wird ein solches Projektiv eindeutig wie eine Rakete aufsteigen. "
Der amerikanische Physiker Robert Goddard entwickelte 1912 auch unabhängig eine Raketengleichung, als er mit der Erforschung der Raketentechnik für Raumfahrtanwendungen begann. Es folgten der französische Ingenieur Robert Esnault-Pelterie und der deutsch-österreichische Physiker Hermann Oberth, die 1913 und 1920 dieselbe Gleichung ableiteten, beziehungsweise.
Tsiolkovsky, Goddard, Esnault-Pelterie und Oberth gelten zusammen als die "Väter" der modernen Raketentechnik und Astronautik. Diese Auszeichnung wird jedem von ihnen verliehen, weil sie alle diese Forschung unabhängig voneinander durchgeführt und eine zentrale Rolle gespielt habenRolle bei der Entwicklung der Astronautik in ihren jeweiligen Nationen.
Im Kern ist die Raketengleichung eine einfache Sache der Analysis und kann ausgedrückt werden als :
Δv = v e 1n m 0 / m f = I sp g 0 1n m 0 / m f
Wo Δv Delta-V ist die maximale Geschwindigkeitsänderung, v e ist die effektive Geschwindigkeit der Abgasmasse, 1n ist die logarithmische Standardfunktion I sp ist der Wirkungsgrad, bei dem Treibmittel in Abgas umgewandelt wird auch bekannt als der spezifische Impuls in Bezug auf die Zeit, g 0 ist die Standardschwerkraft m 0 ist die anfängliche Gesamtmasse einschließlich Treibmittel , m f ist die endgültige Gesamtmasse sobald das gesamte Treibmittel verbraucht ist.
Diese Gleichung und Variationen davon würde zusammen mit Tsiolkovskys Designspezifikationen die Entwicklung moderner Raketen im weiteren Verlauf des 20. Jahrhunderts beeinflussen - und dies auch heute noch!
Die Geburt moderner Raketen
1926 baute Goddard die erste moderne Rakete, indem er von festem auf flüssiges Treibmittel umstellte und eine Überschalldüse von Laval an einer Hochdruckbrennkammer anbrachte. Diese Düsen verwandeln Kraftstoffabgase in hochgerichtete Gasstrahlen, wodurch der Motorwirkungsgrad drastisch gesteigert wirdSchub, Beschleunigung der Rakete auf Überschallgeschwindigkeit.
Während des Zweiten Weltkriegs wurden Raketen aufgrund des Einsatzes als Artillerie erheblich weiterentwickelt. Beispiele hierfür sind: sowjetische Katyusha und der Amerikaner T34 Calliope Raketenwerfer. Aber der beeindruckendste war der Vergeltungswaffe-2 V-2, die weltweit erste ballistische Lenkwaffe. Diese Waffe wurde von einem deutschen Raketenwissenschaftler entwickelt. Wernher von Braun der von Oberth inspiriert wurde.
Mit der Niederlage von Nazideutschland nahmen sowohl die westlichen Alliierten als auch die Sowjets eine große Anzahl von Raketenwissenschaftlern von denen viele freiwillig kamen und beträchtliche Mengen an Forschung gefangen. Mit den nach dem Krieg wachsenden Spannungen zwischen den beiden Mächten begannen beide Seiten, sich zu engagierendie Technologie, die sie erworben hatten, um ihre eigenen ballistischen Raketen zu entwickeln.
Der Hauptzweck dieser Forschung war die Entwicklung von Raketensystemen, die Atomsprengköpfe liefern konnten, die ebenfalls von beiden Seiten entwickelt wurden das "Wettrüsten". Es dauerte nicht lange, bis die Amerikaner und Sowjets das Potenzial für erkanntenwissenschaftliche Forschung in großer Höhe und auch Weltraumforschung, was zu einer Parallele führte " Weltraumrennen . "
Abgesehen davon, dass sie für militärische Zwecke wie den Einsatz von Spionagesatelliten und Atomwaffen im Orbit Zugang zum Weltraum erhielten, waren die Amerikaner und Sowjets auch von dem Wunsch nach Prestige motiviert. In der Atmosphäre des Kalten Krieges ging es ebenso um IdeologieAls Waffen hatte man das Gefühl, dass jeder, der "seinen ersten" bekam, einen massiven Propagandasieg über den anderen erzielen würde.
Weltraumtaugliche Raketen
Während der Dauer des Weltraumrennens waren alle Entwicklungen in der Raketentechnik letztendlich mit der Entwicklung ballistischer Raketen verbunden. Dies galt nicht nur für die Vereinigten Staaten und die Sowjetunion, sondern für alle anderen Nationen, die eigene Weltraumprogramme aufstellen würden.
In den Vereinigten Staaten wurde die weltraumbezogene Forschung und Entwicklung in den späten 1940er und frühen 50er Jahren von der Nationales Beratungsgremium für Luftfahrt NACA und bestand hauptsächlich aus Höhenflügen mit Überschallflugzeugen.
In der Zwischenzeit forschte die Sowjetunion unter der Führung von Sergei Korolev 1907–1966, der bis zu seinem Tod ihr Hauptdesigner blieb, im Weltraum. Mit Unterstützung des deutschen Raketenwissenschaftlers Helmut Gröttrup Die Sowjets begannen mit der Entwicklung einer eigenen Version der V-2-Rakete, was dazu führte, dass R-1 1951
Wie die V-2 war die R-1 eine einstufige Rakete, die sich auf eine einzige stützte RD100 Motor eine Anpassung des V-2-Motors, der Ethanol als Kraftstoff und flüssigen Sauerstoff LOX als Oxidationsmittel verwendete. Dieses Design wurde jedoch von Korolev abgelehnt, der eine ballistische Rakete mit größerer Reichweite und Fähigkeit wünschte.
Diese Bemühungen führten zu Entwicklung der R-7 Semyorka bis 1957 eine zweistufige ballistische Rakete, die Ziele erreichen kann über eine Entfernung von 8.000 km. Die erste Etappe beruhte auf einem Kern. RD-108 Motor und vier Strap-On-Booster mit einem RD-107 Motor mit LOX und Kerosin betrieben, während die zweite Stufe auf einem einzigen RD-108 beruhte.
Während die R-7 schnell durch ausgefeiltere Interkontinentalraketen ICBMs ersetzt werden würde, würde sie das Arbeitstier der sowjetischen und später russischen Raumfahrtprogramme bleiben und viele Variationen durchlaufen. Mit dieser Rakete erhielten die Sowjets einefrühe Führung im Weltraumrennen und schaffte es zweimal vor den Amerikanern, "zuerst dorthin zu gelangen". Tatsächlich waren 50 Jahre später noch von R-7 abgeleitete Raketen im Einsatz und halfen beim Aufbau der ISS.
Am 4. Oktober th 1957 starteten die Sowjets den ersten künstlichen Satelliten ins All, bekannt als Sputnik-1 Russisch für "Mitreisender" oder Satellit im astronomischen Sinne.Seit 22 Tagen Sputnik-1 sendete ein einfaches Funksignal und absolvierte 144 Umlaufbahnen, blieb dann außer Betrieb, bis es genau drei Monate nach dem Start in der Erdatmosphäre verbrannte.
Als Antwort unterschrieb Eisenhower das Nationales Luft- und Raumfahrtgesetz am 28. Juli 1958. Dieses Gesetz Gründung der NASA, die die Forschung der NACA übernahm und mit der Entwicklung des amerikanischen Weltraumprogramms beauftragt wurde. Mit Unterstützung von Braun entwickelte die NASA die einstufige ballistische Redstone-Rakete, die später zu einer Trägerrakete namens umgebaut werden sollte. Quecksilber-Redstone .
Die Apollo-Ära Human Spaceflight
Mit künstlichen Satelliten im Weltraum konzentrierten sich die USA und die Sowjetunion auf die Entwicklung von Crew-fähigen Raumfahrzeugen, die die ersten Astronauten / Kosmonauten in den Weltraum schicken könnten. Dabei handelte es sich ausnahmslos um größere, leistungsstärkere Fahrzeuge, die auf flüssigen Oxidationsmitteln und verschiedenen Formen vonbrennbare Treibmittel, um mehr Schub zu erzeugen.
Die Quecksilber-Redstone wäre der erste NASA-Booster, der Astronauten in den Weltraum schicken kann. Diese einstufige Rakete stützte sich schließlich auf a Rocketdyne A-7 Motor und war in der Lage, eine Mannschaftskapsel in suborbitale Höhen zu bringen. Die Rakete wurde im November 1960 erfolgreich im Flug getestet, und die NASA schien bereit zu sein, den ersten Astronauten in den Weltraum zu schicken.
Leider haben die Sowjets wieder ihre erste bekommen! Mit dem Erfolg des Sputnik-Programms hat die Sowjetunion bemannte Missionen ins Visier genommen, was dazu führte, dass Wostok-Programm . Für dieses Programm entwickelten die Sowjets die Wostok-Raumkapsel, die auf einer R-7 starten sollte, die modifiziert wurde, um sie zu tragen Wostok-K .
Am 12. April th , 1961, Yuri Gagarin wurde der erste Mann, der als Teil des ins All ging Wostok-1 Mission. Es folgte Valentina Tereshkova die erste Frau geht an Bord ins All Wostok-6 1963 Dies führte dazu, dass die NASA beschleunigte Projekt Quecksilber was sieben Astronauten in den Weltraum schicken würde das " Merkur Sieben " zwischen dem 5. Mai th 1961 bis 15. Mai th , 1963.
Diese Missionen stützten sich auf die Quecksilber-Redstone und leistungsfähiger Atlas-Merkur , eine Variante der Atlas ICBM, das die letzten vier Missionen mit Besatzung gestartet hat. Die Atlas-Merkur Rakete war ein "anderthalbstufiges" Fahrzeug, bestehend aus zwei externen Boostern, die sich auf a stützten Rocketdyne XLR-89-5 Motor und eine mit a ausgestattete Kernstufe Rocketdyne XLR-105-5 .
NASA folgte mit Projekt Zwillinge 1961-66, ein bemanntes Raumfahrtprogramm zur Entwicklung von Techniken, Technologien und Fachkenntnissen, die später zur Landung von Astronauten auf dem Mond verwendet werden sollten. Für diese Missionen übernahm die NASA das zweistufige Programm. Titan II Rakete, die aus einer ersten Stufe bestand, die auf zwei beruhte LR-87-AJ7 Motoren und eine zweite Stufe, in der eine einzige verwendet wurde LR-91-AJ7 Motor.
Zwischen 1957 und 1967 begann die NASA auch mit der Arbeit an der Saturn-Raketenfamilie, die schließlich dreistufig werden sollte. Saturn V . Mit einer mit fünf ausgestatteten ersten Stufe Rocketdyne F-1 Motoren, eine zweite Stufe mit fünf ausgerüstet Rocketdyne J-2 und eine dritte Stufe, die mit einem J-2 ausgestattet war, war die Saturn V die stärkste Rakete, die jemals gebaut wurde.
Es war diese Rakete, die die Apollo-Astronauten zum Mond bringen würde. Apollo-Programm das 1960 genehmigt wurde und zwischen 1969 und 1972 insgesamt zwölf Astronauten zum Mond schickte. Der erste war der Apollo 11 Mission, wo Astronauten Neil Armstrong und Buzz Aldrin war der erste Mann, der am 20. Juli 1969 auf dem Mond wandelte.
Die Sowjets versuchten auch, den nächsten Sprung in der bemannten Weltraumforschung zu wagen. Dies führte zu Voskhod-Programm , das neu gestaltete Wostok Raumschiff Besatzungen von 2 bis 3 und die stärkere zweistufige Voskhod-Rakete . Auch abgeleitet von R-7 Booster, der Voskhod basierte auf dem früheren Molniya-Rakete die eine stärkere obere Stufe hatte, die mit einem ausgestattet war RD-0107 Motor.
Dies wurde gefolgt von Sojus-Programm 1963, was zur Entwicklung der dreistufigen Variante des R-7 führte. Die Sojus Rakete würde sich auf vier Anschnallverstärker mit RD-107-Motoren stützen, eine erste Stufe mit einem RD-108 und eine zweite Stufe mit einem RD-0110 .
Die Sowjets versuchten auch, eine Mondrakete zu entwickeln, die als bekannt ist. N1 - L3 eine fünfstufige Rakete mit 30 NK-15 Motoren erste Stufe, 8 NK-15V Motoren Sekunde, 4 NK-21 Motoren dritter und einer NK-19 Motor vierter. Bis 1974 führten Budgetprobleme, der Tod von Korolev und eine Reihe fehlgeschlagener Startversuche dazu, dass die Sowjets die N1 und ihre Pläne für eine bemannte Mission zum Mond aufgaben.
Erster Orbitalflug der indischen GSLV Mk III. Quelle : ISRO / Wikimedia
Andere Nationen nehmen am Weltraumrennen teil
Zwischen all diesen Entwicklungen starteten eine Reihe anderer Nationen ihre eigenen Raumfahrtprogramme. So war China auch durch den Erfolg des Sowjets mit Sputnik motiviert, eigene Trägerraketen und Kapazitäten zu entwickeln. Zwischen 1958 und 1960 führte dies dazudie Entwicklung von Raketen aus der sowjetischen R-2.
Bis 1967 China begann ebenfalls, ein bemanntes Raumfahrtprogramm zu verfolgen. Dies führte zur dreistufigen Chang Zhen-1 CZ-1 , Langer 1. März 1970 und die zweistufig Feng Bao-1 Rakete 1972. Während die CZ-1 verwendet vier YF-2A Motoren erste Stufe, ein einzelner YF-2 zweite und ein einzelner GF-02 dritter, der FB- 1 verwendet vier YF-20A Motoren erste Stufe und eine YF-22/23 Motor Sekunde.
Die Entwicklung dieser und anderer Raketen wurde durch Chinas Bemühungen zur Schaffung eigener ICBMs vorangetrieben. Mit dem Tod des Vorsitzenden Mao Zedong kam der Fortschritt im chinesischen Raumfahrtprogramm bis in die 1980er Jahre zum Stillstand. Zu diesem Zeitpunkt wurden die Arbeiten wieder aufgenommen und vieles mehrRaketen wurden hinzugefügt, um Langer Marsch Familie.
Indien folgte einem ähnlichen Weg in Richtung eines bemannten Raumfahrtprogramms. 1962 befahl Premierminister Jawaharlal Nehru die Schaffung des Indisches Nationales Komitee für Weltraumforschung INCOSPAR, das später das werden würde Indische Weltraumforschungsorganisation ISRO.
Die Organisation würde sich jedoch darauf verlassen, dass die Sowjets ihre ersten Satelliten bis 1980 ins All starten. Zu diesem Zeitpunkt wurde die erste in Indien hergestellte Rakete hergestellt, die Satellitenstartfahrzeug-3 SLV-3 , der sich auf einen einzigen Festtreibstoffmotor stützte.
In den 1990er Jahren enthüllte die ISRO ihre Polar Satellite Launch Vehicle PSLV, eine vierstufige Trägerrakete, die sich auf 6 Feststoffraketen-Booster stützte, einen einzigen S139 Motor erste Stufe, eine einzelne Vikas Motor zweite, ein Feststoffraketenmotor dritte und zwei PS4-Motoren vierter.
Im Jahr 2001 enthüllte Indien die dreistufige Geosynchrones Satelliten-Trägerraketen GSLV, angetrieben von vier Umreifungs-Boostern mit flüssigem Treibstoff, einer ersten Stufe, die von einem einzelnen S139-Motor angetrieben wird, einer zweiten Stufe, die von einem Vikas angetrieben wird, und einer dritten Stufe, die von einem angetrieben wird CE-7.5 Tieftemperaturmotor
Die Nationen Europas wurden auch durch den Beginn des Weltraumrennens zwischen den beiden globalen Supermächten zum Handeln bewegt. In den 1960er Jahren führte dies zur Bildung der Europäische Weltraumforschungsorganisation ESRO, die in die reformiert werden würde Europäische Weltraumorganisation ESA 1975.
Die frühen Bemühungen der ESRO, einen Satellitenstarter zu entwickeln, führten zur Schaffung der dreistufigen Europa Rakete. Die erste Stufe dieser Trägerrakete wurde von zwei Rolls-Royce angetrieben RZ-2 Motoren, die zweite Stufe beruhte auf einem Vierkammermotor, und die dritte wurde von einem Hauptmotor mit flüssigem Treibstoff und zwei Motoren zur Einstellung der Fluglage auch bekannt als Nonius angetrieben.
Das Programm konnte keine funktionierende Trägerrakete produzieren, aber nach 1979 nutzte die ESA das Europa-Programm, um die Entwicklung des zu informieren. Ariane Raketenfamilie. Diese bestand aus der zweistufigen Ariane 1-3 Raketen 1979-1989, die von vier Wikinger-Triebwerken mit flüssigem Kraftstoff erste Stufe und einem einzigen Wikinger zweite Stufe angetrieben wurden.
Die Ariane 2 mit einer verlängerten zweiten Stufe, während die Ariane 3 zwei zusätzliche Feststoffraketenmotoren mitgeführt, um die Leistung zu steigern. Die dritte Stufe verwendet a kryogen befeuert HM7B Motor, brennend flüssiger Wasserstoff in flüssiger Sauerstoff . Auf einigen Flügen a Magier 2 Kickmotor wurde als vierte Stufe geflogen. 1988 enthüllte die ESA die dreistufige Ariane 4, die eine Reihe von Varianten hatte. Es enthielt vier Viking 2B Motoren erste Stufe, eine Viking 4B zweite und eine HM-7B dritter.
Die Ära des Space Shuttles
Mit dem Ende der Apollo-Ära begannen die Vereinigten Staaten und die Sowjetunion darüber nachzudenken, was als nächstes kommen würde. Nachdem beide Nationen bewiesen hatten, dass sie Personal in den Weltraum schicken konnten, konzentrierte sich ihr Fokus auf die Entwicklung von Technologien, die den Weltraum zugänglicher machen undLangzeitaufenthalte möglich.
Für die NASA führten diese Bemühungen zur Gründung der Space Shuttle bestand aus dem wiederverwendbaren Orbiter-Fahrzeug OV, zwei wiederherstellbar Feststoffraketen-Booster SRBs und ein externer Verbrauchstank ET. Das SSO war mit drei ausgestattet Aerojet Rocketdyne RS-25 Motoren, die zusammen mit den Boostern feuern würden, um in den Weltraum zu gelangen.
Während des Starts würden die SRBs fast 75% des Gesamtschubs liefern, dann abbrechen und abfallen, nachdem sie ihr festes Treibmittel verbraucht haben. Sie würden dann Fallschirme einsetzen, um eine sanfte Landung im Ozean zu machen, wo sie geborgen würdenfür die spätere Verwendung. Der ET würde unterdessen die Triebwerke des SSO auffüllen und abnehmen, um im Orbit zu verbrennen.
Das erste Shuttle Unternehmen , wurde 1976 enthüllt und diente als Testumgebung für die Technologie, obwohl sie nie in die Umlaufbahn flog und von einer modifizierten Boeing 747 aus gestartet wurde. Insgesamt wurden zwischen 1976 und 1991 fünf vollständig umlaufende Shuttles gebaut, darunter das Space Shuttle Columbia , Herausforderer , Entdeckung , Atlantis , und Bemühen . Vor der Pensionierung im Jahr 2011 würden zwei Shuttles verloren gehen, die Herausforderer 1986 und Columbia im Jahr 2003.
Die Sowjets bauten auch ein wiederverwendbares Raumschiff, um mit dem zu konkurrieren Space Shuttle was das ergab Buran "Schneesturm". Das Orbiter-Element dieses Systems stützte sich auf Triebwerke, die nur für Orbitalmanöver vorgesehen waren. Die Energia Schweres Startsystem, das allein für das Erreichen der Umlaufbahn verantwortlich war, stützte sich auf vier RD-170 Strap-On-Booster und vier RD-0120 Motoren im Zentralblock.
Leider gingen dem Programm nach einem einzigen Flug im Jahr 1988 die Mittel aus und das Programm wurde nach 1991 abgesagt. Danach würde sich die russische Raumfahrtagentur Roscosmos weiterhin auf ihre Sojus-Raketen und andere Modifikationen der R-7 verlassenStartdienste zu erbringen. Nach der Pensionierung der Space Shuttle einschließlich NASA-Astronauten, die für die Internationale Raumstation ISS bestimmt sind.
Während dieser Zeit wurden Raumfahrtprogramme in anderen Ländern der Welt weiterentwickelt und gereift. 1996 enthüllte China die dreistufig Langer 3. März der sich auf vier externe Booster stützte YF-25 , vier YF-21C Motoren in der ersten Stufe, eine einzige YF-24E oder a YF-22E Haupt und YF-23F Nonius-Motor für die zweite Stufe und zwei YF-75 für den dritten.
Eine optionale vierte Stufe könnte angebracht werden: die Yuanzheng wiederverwendbare obere Stufe, angetrieben von einem einzelnen YD-50D-Motor. Zwischen 1988 und 2006 stellten die Chinesen ihre Langer 4. März eine dreistufige Rakete, die auf denselben Motoren wie die basiert Langer 3. März für die erste Stufe. Die zweite und dritte Stufe wurden mit einer einzigen aufgerüstet YF-24C und zwei YF-40 s.
Auch 1996 hatte die ESA Premiere Ariane 5 schwere Trägerrakete. Dieses Fahrzeug bestand einer Kernstufe mit dem neuen Vulcain-Motor und zwei Feststoffraketen-Booster, die jeweils von einem Festtreibstoff angetrieben werden EAP P238 Motor .
Zwischen 2016 und 2019 führte China eine Reihe von Starts mit ihren Langer 5. März Rakete, eine zweistufige Trägerrakete, die für ihre Zukunftspläne im Weltraum von zentraler Bedeutung ist. Diese schwere Rakete wird von vier Boostern angetrieben, die mit zwei kryogenen Treibmitteln ausgestattet sind. YF-100 Motoren pro Stück, eine erste Stufe mit zwei YF-77 s, eine zweite Stufe mit YF-75D s und optional Yuanzhenge angetrieben von zwei YF-50Ds.
Die Ära des Space Shuttles endet
Im Jahr 2004 enthüllte die Bush-Regierung ihre " Vision für die Weltraumforschung "das beinhaltete unter anderem die Pensionierung des Space Shuttle bis 2011 und die Schaffung einer neuen Familie von schweren Trägerraketen. Dies führte zu Konstellationsprogramm 2005-2010, das Entwürfe für zwei neue Raketen produzierte - die Ares I und Ares V - um bis 2020 zum Mond zurückzukehren.
Die Ares I war eine zweistufige Rakete, mit der Besatzungen gestartet werden sollten, um den Mond und darüber hinaus zu umkreisen. Das Design sah eine erste Stufe vor, die auf einem Feststoffraketenverstärker beruhte, und eine zweite Stufe, die auf zwei beruhte. Rocketdyne J-2X Motoren. Ein Prototyp, der Ares IX erfolgreich vom Kennedy Space Center an gestartet 28. Oktober th , 2009 .
Die Ares V war der Frachtwerfer des Programms, bestehend aus einer zweistufigen Rakete mit zwei Feststoffraketen-Boostern - der gleiche Typ, der vom Space Shuttle verwendet wurde. Die erste Stufe sollte mit 5 oder 6 ausgerüstet werden Aerodyne Rocketjet RS-68B Motoren oder 5 RS-25 auch vom Space Shuttle verwendet.
Das Programm wurde jedoch im Februar 2010 von der Obama-Regierung aufgrund der damals stattfindenden globalen Finanzkrise abgesagt. Bis April hatte die Obama-Regierung eine neue Politik in Form von angekündigt. NASA Authorization Act 2010 der den Rücktritt des Space Shuttles bis 2011 vorschrieb und die Entwicklung des Space Shuttles grünes Licht gab Space Launch System SLS.
Das Design des SLS wurde von den Ares-Raketen informiert und forderte eine schwere Trägerrakete, die sowohl Fracht als auch Besatzungen in den Weltraum befördern kann. Sie würde aus einer zweistufigen Rakete mit zwei Feststoffraketen-Boostern, vier RS-25, bestehen.und eine zweite Stufe, angetrieben von entweder Aerodyne Rocketjet RL10 Motor.
Nach seiner Fertigstellung wird der SLS die leistungsstärkste Trägerrakete der Welt seit dem Saturn V sein. Es sieht sich jedoch bereits eine ziemlich harte Konkurrenz durch andere Raumfahrtagenturen und eine neue Klasse von Konkurrenten an - den gewerblichen Raumfahrtsektor!
NewSpace Aszendent
Wenn es eine Sache gibt, die das moderne Weltraumzeitalter charakterisiert, dann ist es die Art und Weise, wie kommerzielle Raumfahrtunternehmen auch bekannt als NewSpace ihre Präsenz spürbar gemacht haben. Während kommerzielle Hersteller dies mögen Lockheed Martin , Boeing und Northrop Grumman waren seit den Anfängen des Weltraumzeitalters beteiligt, dies waren hauptsächlich Verteidigungs- und Luftfahrtunternehmen, die Regierungsaufträge ausgeführt haben.
In diesen Tagen hat sich NewSpace als eigenständige Branche für die Erforschung des Weltraums etabliert, die Startdienste für Regierungsbehörden, private Unternehmen, Forschungsinstitute und andere Auftragnehmer bereitstellt. Unter ihnen sind Handelsführer wie Blauer Ursprung , SpaceX und United Launch Alliance ULA.
In allen Fällen wurden diese Unternehmen mit der Vision gegründet Verbesserung des Zugangs zum Weltraum durch Nutzung des technologischen Fortschritts - wiederverwendbare Fahrzeuge, neue Materialien, neue Herstellungsverfahren usw. - um die Kosten für den Start von Nutzlasten und Besatzungen in den Weltraum zu senken.
Blue Origin war eines der ersten Unternehmen, das im Jahr 2000 vom Gründer und CEO von Amazon, Jeff Bezos, gegründet wurde. Bisher hat sich das Unternehmen nur entwickelt. ein operatives Startsystem , bekannt als New Shepard . Dieses einstufige wiederverwendbare Fahrzeug basiert auf einem einzigen LOX / LH 2 Motor - der Blauer Motor-3 BE-3 - um suborbitale Flüge durchzuführen.
Darauf folgt das New Glenn ein zweistufiges, teilweise wiederverwendbares Orbital-Trägerraketenfahrzeug, das aus einer wiederverwendbaren ersten Stufe mit sieben besteht BE-4 Motoren mit flüssigem Sauerstoff und flüssigem Erdgas LOX / LNG und eine verbrauchbare zweite Stufe mit zwei wiederentzündbaren BE-3U-Motoren.
SpaceX, 2001 von Paypal und Tesla-Gründer Elon Musk gegründet, hat im Vergleich erhebliche Fortschritte erzielt. Zwischen 2010 und 2021 hat SpaceX erfolgreich mehrere Startsysteme getestet , im Handel erhältlich und gesichert Verträge mit Raumfahrtagenturen und große Unternehmen, um Nutzlasten zu starten und auch Astronauten Wiederherstellung der Inlandsstartfähigkeit in den USA zum ersten Mal seit 2011.
Unter diesen sind die Falke 9 eine zweistufige Trägerrakete, die 2010 debütierte und die weltweit erste wiederverwendbare Rakete der Orbitalklasse wurde. Die wiederverwendbare erste Stufe verfügt über neun Merlin-Motoren die mit Kerosin in Raketenqualität betrieben werden RP-1 und flüssiger Sauerstoff, während die zweite Stufe von einem einzigen für Vakuum optimierten Merlin-Motor angetrieben wird.
Dies wurde gefolgt von Falcon Heavy 2018 eine zweistufige, teilweise wiederverwendbare schwere Trägerrakete. Das Design umfasst zwei Falke 9 erste Stufen als Strap-On-Booster, die mit einer strukturell erweiterten Verbindung verbunden sind Falke 9 Kernstufe - alle wiederverwendbar. Diese werden von jeweils neun Merlin-Motoren angetrieben, während die zweite Stufe auf einem einzigen für Vakuum optimierten Merlin basiert.
Dann ist da noch die Raumschiff superschweres Startsystem, das derzeit ist in Entwicklung und Flugtests in Südtexas . Diese Rakete wird das erste vollständig wiederverwendbare und leistungsstärkste Startsystem sein, das jemals gebaut wurde. Raumschiff wiederverwendbares Raumschiff und das Super Heavy erste Stufe
Die Raumschiff und Super Heavy wird sich auf 28 und 41 der neuen des Unternehmens stützen Raptor-Motoren bzw., die mit einer Kombination aus flüssigem Methan und flüssigem Sauerstoff CH4 / LOX betrieben werden. Das System wird sich auch darauf verlassen Orbitalbetankung wenn sich ein separates Tankfahrzeug mit dem Raumschiff im Orbit trifft und es mit dem benötigten Treibmittel versorgt
2006 wurde ULA aus einem Joint Venture zwischen gegründet. Lockheed Martin Space und Boeing, Verteidigung, Weltraum und Sicherheit . Heute besteht ihre Flotte aus dem Atlas V 2
Rakete und Werbung Folgen Sie uns auf Bleiben Sie über die neuesten technischen Neuigkeiten auf dem Laufenden Geben Sie einfach Ihre E-Mail-Adresse ein und wir kümmern uns um den Rest : ABONNIEREN Mit Ihrer Anmeldung stimmen Sie unserer zu Nutzungsbedingungen und Datenschutzerklärung . Sie können sich jederzeit abmelden. Gesponserte Geschichten empfohlen Wissenschaft Chris Young vor 2 Wochen Innovation Brad Bergan vor 2 Monaten Kultur Christopher McFadden vor 2 Monaten Innovation Christopher McFadden vor 3 Monaten Werbung Werbung
INTERESSANTES ENGINEERING Über uns Werbung Jobs Newsletter Kontaktieren Sie uns KATEGORIEN
Innovation Wissenschaft DIY Kultur Gesundheit © Copyright 2021 | Interessante Technik | wissenschaft-x.com, Inc. | Alle Rechte vorbehalten Nutzungsbedingungen Richtlinien ×
Bleiben Sie auf dem Laufenden die neueste technische Neuigkeiten Mit Ihrer Anmeldung stimmen Sie unserer zu Nutzungsbedingungen und Datenschutzerklärung . Sie können sich jederzeit abmelden.