Wie baut man eine Rakete?

Am 3. Februar 2017 veröffentlicht von Erwin Völkening

Ein klassisches Alltagsproblem. Ihr wacht um drei Uhr morgens auf, schaut aus dem Fenster und seht, wie der Mond gnadenlos mit der Helligkeit von gefühlt dreißig Trillionen Sonnen durch das Fenster scheint und ihr denkt euch: Da will ich hin! Dafür braucht ihr allerdings eine Rakete. Für all diejenigen, die jetzt nicht mehr ganz auf dem Schirm haben, wie man so ein Ding baut, habe ich hier eine kleine Anleitung.
Am Anfang gilt es, einige wichtige Entscheidungen zu treffen, bei denen selbstverständlich auch Augenmerk auf das Budget zu richten ist. Welche Nutzlast soll die Rakete haben? Welchen Treibstoff verwende ich? In welcher Farbe male ich meine Rakete an? … und so weiter. Wir werden uns hier an der Bauweise der europäischen Ariane 5 Trägerrakete orientieren. Zu diesem Zweck sollten wir, bevor wir mit dem Bau beginnen, über den Daumen sechs Milliarden Euro zur Seite legen. Das entspricht in etwa den Entwicklungskosten dieses Modells. Zunächst einmal müssen wir einkaufen.

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Ihr braucht natürlich noch ein wenig mehr. Es hilft, hierfür einfach einen Blick in die Gebrauchsanleitung der Ariane 5 zu werfen. Wie die meisten Raketen, ist auch die Ariane 5 eine mehrstufige Rakete, das bedeutet: Während des Fluges wird unser Gefährt ausgebrannte Antriebsstufen abwerfen. Das ist auch der Grund, warum wir mehrere Raketentriebwerke kaufen müssen.

Booster
Als erstes stellen wir aus dem Edelstahl die beiden Booster für unsere Rakete her. Diese liefern später den nötigen Rückstoß, damit die Rakete auch wirklich fliegen kann. Sie werden etwa 130 Sekunden lang brennen, bevor sie abgeworfen werden. Die Booster sollten gut 30 Meter lang sein und einen Durchmesser von ungefähr drei Metern haben. Die Booster befüllen wir mit dem APCP (unserem Feststofftreibstoff) und basteln unten mit etwas Geschick jeweils einen der MPS-Feststoffmotoren dran. Fertig.

Hauptstufe
Als nächstes nehmen wir uns die Hauptstufe vor. Hier kommt das Aluminium ins Spiel: aus dem Leichtmetall muss ein extrem dünnwandiger Tank von 30,5 Metern Höhe und 5,4 Metern Durchmesser hergestellt werden. Dabei ist darauf zu achten, den Raketentreibstoff (170 Tonnen flüssigen Sauerstoff und Wasserstoff) in die Stufe zu füllen, bevor die Rakete zusammengesetzt und aufgestellt wird, da die sehr leichte Hauptstufe sonst unter dem Gewicht der Rakete zusammenbricht. Das nicht zu tun ist beim Raketenbau immer ein sehr ärgerlicher Anfängerfehler. Ans untere Ende der Hauptstufe bauen wir den Vulcain Raketenmotor, der mit zwei der Gasgenerator-getriebenen Turbopumpen versorgt wird. Die Hauptstufe sollte ca. 600 Sekunden lang brennen, bevor sie abgeworfen wird. Bei Sekunde sieben schaltet ihr die Booster dazu.

Obere Stufe
In die oberste Stufe setzt ihr – wenn ihr tatsächlich zum Mond wollt – ein bemannbares Raumschiff. Aber das ist jetzt vielleicht etwas viel für diese Anleitung. Wir orientieren uns lieber weiterhin an der Ariane 5. Hier bauen wir aus Aluminium die Spitze der Rakete. Ausgerüstet mit einem HM7B-Raketentriebwerk, der dritten Turbopumpe, und zirka 14,9 Tonnen flüssigem Sauerstoff und Wasserstoff können wir jetzt eine Nutzlast von sechs bis zehn Tonnen in den Erdorbit bringen.

Weiteres
Natürlich müssen wir unsere Rakete noch mit jeder Menge Elektronik, mit Steuerungssystemen etc. ausstatten aber da kommt ihr nach wenigen Jahren Raketeningenieursstudium sicherlich schnell hinter. Und schon kann die Reise ins All beginnen. Starten solltet ihr die Rakete übrigens in Äquatornähe, um so die Zentrifugalkraft der Erde beim Start auszunutzen.

In diesem Sinne: Gute Reise!

 

(c) Beitragsbild: pixabay.com

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