Raumfahrt

Aus Schlauweb

Als Raumfahrt bezeichnet man Gehen oder Transporte in oder durch den Weltraum. Der Übergang zwischen Erde und All ist fließend und wurde durch die FAI auf eine Grenzhöhe von 100 Kilometern festgelegt. Ein Raumfähre muss zusätzlich auch noch die erste kosmische Geschwindigkeit von rund 7,9 km/s erreichen, um zu einem Erdsatelliten zu werden. Die klassische Trennung zwischen Luft- und Astronautik wird steigernd durch die technische Entwicklung der Raumfahrzeuge aufgeweicht.

Man unterscheidet zwischen

• bemannter Raumfahrt, bei der Volk die Reise in den Sphäre übernehmen - zu ihr sind augenblicklich die USA, Russland und die Volksrepublik China in der Lage.
• unbemannter Raumfahrt, die das Befördern und den Betrieb von Satelliten und Sonden im All umfasst. Zu unbemannten Starts von eigenen Trägerraketen sind derzeitig etwa zehn Länder und die ESA befähigt (siehe unten).

Geschichte

Ein chronologische Liste der bisherigen Raumfahrtmissionen ist hier erreichbar:

• Liste der unbemannten Raumfahrtmissionen
• Liste der bemannten Raumfahrtmissionen
• Siehe auch Geschichte der Raumfahrt.

Allgemeines

Trotz lange die Vorstellung von Fahren zum Mond oder anderen Planeten und Sternen bestand, wurde erst im 20. Jahrhundert mit der Entwicklung der Raketentechnik eine brauchbare und die noch einzige Methode gefunden, die ausreichend lange so hohe Beschleunigung ermöglicht, dass ein dauerhaftes Verlassen des Planeten möglich wird.

Theoretische Grundlagen und Raketen-Pioniere

Die Konzept der Astronautik wurde u. a. vom Russen Konstantin Ziolkowski (1857-1935) untersucht, der 1898 die mathematischen Grundprinzipien des Raketenantriebs formulierte (siehe Raketengrundgleichung). Auch der Siebenbürger Deutsche Hermann Oberth (1894-1989) stellte 1923 die Grundgleichung der Raketentechnik auf und zeigte wie Ziolkowski mit dem Konzept der Stufenrakete, wie man große Nutzlasten energetisch günstig in die gewünschte Flugbahn bringen kann.

Von den ersten Ingenieuren und experimentellen Wissenschaftlern sei der Bürger R. H. Goddard (1882-1945) erwähnt, der ab etwa 1910 kleine Raketenmotoren entwickelte. 1926 gelang ihm der Start der ersten Flüssigkeitsrakete. Noch früher tätig war hierin der Südtiroler Mensch und Raketenpionier Max Valier (1895-1930). Er wagte als erster Europäer Experimente mit flüssigen Treibstoffen und baute u.a. ein Raketenauto (heute Deutsches Museum). Bei einem Labortest in Hauptstadt explodierte ein Aggregat und ein Metallsplitter tötete den nur 35-Jährigen.

Diese Grundlagenforschung enthusiastischer Einzelpersonen bis Anfang der 30er Jahre war Grundstock für die Entwicklung zur Hochtechnologie, die nur in Symbiose mit militärischen Interessen und staatlicher Finanzierung möglich war. Einen großen Anteil an solchen Weiterentwicklungen hatte Wernher von Braun (1912-1977) - von Peenemünde 1934 und der A4 (dem Vorbild vieler russischer und US-Raketen) bis zur Saturn V der Mondlandungen 1969-1972.

Daneben technischen Grundlagen bilden die astronomischen Erkenntnisse der Himmelsmechanik die Voraussetzung für Astronautik an sich.

Militär und Industrie entdecken die Raumfahrt

Dieser Prozess setzte zunächst im Deutschen Reich ein, das in der neuen Technologie eine Möglichkeit erkannte, die Bestimmungen des Versailler Vertrags zu umgehen. Bis zum Eruption des Zweiten Weltkrieges entstand so der Forschungs- und Produktionskomplex Peenemünde unter Wernher von Braun, der schließlich die A4/V2-Rakete hervorbrachte. Diese erste Großrakete der Welt wurde als verheerende Fernwaffe zu Beginn gegen London und Antwerpen eingesetzt. Dank der relativen Treffungenauigkeit und dem außerordentlich schlechten Verhältnis aus Kosten und Zerstörungswirkung war dieser Raketentyp militärökonomisch eine Fehlentscheidung. Die Militärstrategen und Persönlichkeit der Sowjetunion und der USA erkannten das Anlage der Raketentechnik, das zuerst darin lag, dass Raketen praktisch nicht abgefangen werden konnten und versuchten, aus dem besetzten Deutschland nicht nur Geräte und Blaupausen, anstelle auch Know-How zu erbeuten. Damit begann schon in den letzten Tagen des Zweiten Weltkrieges ein Rennen zwischen den beiden Staaten, der Jahrzehnte fortdauern sollte. Nach dem Bewaffnete Auseinandersetzung wurden als auch vollständige Raketen, wie Produktionsanlagen und etliche Person und Techniker in die USA und die SSSR verbracht und bildeten dort die Grundlage der Raketenentwicklung für die nächsten Jahrzehnte.

Meilensteine der Raumfahrt

• 4. Oktober 1957: Sputnik 1, der erste von Menschenhand gebaute Satellit (Sowjetunion)
• 3. November 1957: Sputnik 2, brachte mit der Hündin Laika das erste Organismus ins All (Sowjetunion)
• 19. August 1960: Sputnik 5, zum ersten Mal landeten zwei Organismus (Die Hündinnen Strelka und Belka) nach einem Raumflug sicher auf der Erde (Sowjetunion)
• 12. April 1961: Wostok 1, Juri Alexejewitsch Gagarin fliegt als erster Mensch in das Weltall. (Sowjetunion)
• 11. August/12. August 1962: Wostok 3 und Wostok 4, Andrijan Nikolajew und Pawel Popowitsch (beide Sowjetunion) starten zum ersten Weltraumrendezvous. Zum ersten Mal befinden sich zwei Volk im Weltraum, die Raumschiffe nähern sich bis auf 5 km
• 16. Juni 1963: Wostok 6, Walentina Wladimirowna Tereschkowa fliegt als erste Frau in den Weltraum. Stelldichein mit Waleri Bykowski (Wostok 5) alle beide Raumschiffe nähern sich bis auf 5 km.
• 12. Oktober 1964: Woschod 1 Das erste mehrsitzige Flugmaschine ist im All. Besatzung: Wladimir Komarow, Boris Jegorow und Konstantin Feoktistow (alle Sowjetunion). Mit Feoktistow und Jegorow flogen zum ersten Mal Forscher ins All.
• 18. März 1965: Woschod 2, Der erste Mensch Alexei Leonow verlässt ein Luftfahrzeug und schwebt frei im Weltraum. Befehlshaber ist Pawel Beljajew (beide Sowjetunion)
• 21. Dezember 1968: Apollo 8, erste bemannte Mondumrundung. Frank Borman als Kommandant. James Lovell, William Anders (alle USA)
• 16. Juli 1969: Apollo 11, Start zur ersten Mondlandung. Neil Armstrong betritt am 20. Juli 1969 als erster Mensch den Mond, gefolgt von Edwin Aldrin. Michael Collins (alle USA) fliegt das Apollo-Mutterschiff (Rückkehrkapsel)

Der Wettlauf ins Weltall im Kalten Krieg

Im nun einsetzenden Kalten Krieg kam der Astronautik erstens eine massenpsychologische und propagandistische Bedeutung zu. Daneben dem offensichtlichen militärischen Wert wurde sie von den Zeitgenossen als Messlatte für die Leistungsfähigkeit und Fortschrittlichkeit der beiden konkurrierenden Systeme wahrgenommen.

Als Folge des so genannten Sputnikschocks im Okt. 1957 wurde der amerikanischen Öffentlichkeit überraschend bewusst, dass die SU den technologischen Rückstand fast vollständig aufgeholt hatte. Von diesem Zeitpunkt an wurde die Astronautik auch in den USA nach Kräften gefördert, und es kam zu einem regelrechten Wettlauf. Die sowjetische Raumfahrt erbrachte dabei mehrere bedeutende Erstleistungen. Sie brachten einen Monat nach dem Start von Sputnik 1 das erste Lebewesen, die Hündin Laika in den Weltraum. Am 12. April 1961 umkreiste Juri Gagarin als erster Mensch im Kosmos die Erde und die Sonden Lunik 2 und Luna 9 führten 1959 und 1966 zum ersten Mal auf dem Mond eine harte bzw. weiche Landung durch. Dagegen konzentrierten sich die Anstrengungen der USA unter Präsident Kennedy auf die bemannte Mondlandung, die am 20. Juli 1969 mit einer halben Milliarden TV-Zuschauern das vielleicht größte Aufsehen zur Zeit des Kalten Krieges war.

Dennoch die zivile Raumfahrtbehörde NASA im Mittelpunkt der Öffentlichkeit stand und steht, wurde die Entwicklung der Astronautik abseits der öffentlichkeitswirksamen Prestigeprojekte ausschließlich von militärischen Erwägungen bestimmt. Etwa drei Viertel aller Satellitenstarts bis zum heutigen Tag dienten militärischen Zwecken. Die USA verfügten seitdem 1959 über Aufklärungssatelliten, seither 1960 über Wetter-, Navigations- und Frühwarnsatelliten.

Das beiderseits stetig anwachsende Atomwaffenarsenal mündete schließlich im nuklearen Patt. Dieser höchst bedrohliche Aspekt der Raumfahrt, der sich ab den 70er Jahren auch in einer immer stärker werdenden Friedensbewegung niederschlug, hatte eine Reihe von Abrüstungsverträgen (START-Verträge) und Abkommen zur Begrenzung strategischer Waffensysteme (ABM-Vertrag) zur Folge.

Die SSSR führte ihre schon in den 60er Jahren begonnenen Forschungen an Kopplungsmanövern, Langzeitflügen und Weltraumausstiegen von Kosmonauten über die erste Raumstation "Saljut 1" weiter so weit wie gemeinsamen Kopplungsmanövern mit den USA 1975 und schließlich zur permanent bemannten Raumstation Mir.

Ab den 70er Jahren spielte die Kommerzialisierung der Astronautik bzw. aus der Raumfahrtforschung hervorgegangener Technologien eine immer größere Rolle. Beispiele sind Nachrichten- und TV-Satelliten, CD-Spieler und zahllose mikroelektronische und informatische Anwendungen bis hin zu GPS und Digitalfotografie.

Kooperation und Globalisierung der Raumfahrt

Schon während der MIR-Ära konnte man eine verstärkte Kooperationsbereitschaft zwischen den USA und Russland beobachten. So dockte der Space Shuttle verschiedene Mal an der alternden Raumstation an und trug damit wesentlich zum Bewahrung bei.

Die gemeinsamen Bemühungen mündeten schließlich in der Planung und dem Bau der Internationalen Weltraumstation (ISS). Nach dem Absturz der Raumfähre Columbia und einer Strategieänderung bei der NASA ist die Futur der ISS nach 2010 aber nimmer gesichert, da man in den USA ab diesem Zeitpunkt mit dem Zwischenraumtaste Shuttle die ISS nicht länger bedienen will.

Und so beschleunigt Russische Förderation nun den Bau des neuen Allround-Raumschiffes Kliper. Es soll vorbehaltlich der Finanzierung etwa im Jahr 2012 fertig sein. Russlands neuer Kosmosagentur-Chef Anatoli Perminow hat deshalb die europäische Weltraumorganisation ESA aufgefordert, sich an dem nach eigenen Daten 350-Millionen-Dollar-Projekt zu beteiligen.

Weitere Raumfahrtnationen

Als Raumfahrtnation bezeichnet man ein Land, das in der Lage ist mit eigenen Trägerraketen eigene Satelliten in den Universum zu befördern. Zusätzlich werden hier Länder aufgeführt, die an Projekten eigener Trägerraketen arbeiten, jedoch noch nicht siegreich waren (z.B. Brasilien).

Brasilien

Auch Brasilien versucht im Kosmos Fuß zu fassen. Vor ... jedoch mit wenig Glück. 1997 stürzte die erste brasilianische Trägerrakete VLS-1 kurz nach dem Start in den Atlantik. 1999 musste eine Rakete kurz nach dem Feuerung zerstört werden und am 23. August 2003 forderte eine Detonation der Rakete VLS-1 auf dem Stützpunkt Alcântara im Bundesstaat Maranhao 21 Menschenleben. Bei einem Jahresetat von 30 Mio. US-Dollar ist selbst das Ziel, im Jahr 2006 nochmals einen Satelliten aus eigener Kraft zu starten, nur schwer erreichbar, alleine die Neugestaltung nach dem Unglück kostet 100 Mio. US-Dollar.

China

Seit längerem fördert die Volksrepublik China die Astronautik in verstärktem Maße. Am 15. Oktober 2003 hat es den ersten Taikonauten (Bezeichnung aus der englischen Presse für einen chin. Raumfahrer) mit einem Shenzhou-Raumschiff in die Erdumlaufbahn geschickt. Bei Russland und den USA ist Reich der Mitte somit als drittes Land in der Lage, bemannte Raumflüge durchzuführen. Der Kern des Landes liegt momentan auf der weiteren Entwicklung des Shenzhou-Programms. Geplant sind auch eine eigene Raumstation und eine unbemannte Mondlandemission bis zum Anno 2020, der erste Start einer unbemannten Mondsonde mit dem Namen Chang'e 1 soll noch im Anno 2006 stattfinden.

Zum zweiten bemannten chinesischen Raumflug sind am 12. Okt. 2005 zwei Taikonauten vom Raumfahrtbahnhof Jiuquan in der Wüste Gobi gestartet und siegreich zurückgekehrt.

Europa

Europa hat mit der Ariane-Rakete eine marktbeherrschende Stellung beim Transport von kommerziellen Satelliten in den Raum eingenommen, nachdem überwiegend in den 1960er und 1970er Jahren die Entwicklung einer eigenen Trägerrakete Europa erfolglos blieb. Nachdem die ESA in den 1980er Jahren sehr eng mit den USA zusammenarbeitete, z. B. mit dem Spacelab-Projekt, ergaben sich nach dem Fall des Eisernen Vorhangs auch sonstige Kooperationsmöglichkeiten. Erste Schritte wurden durch den Visite von europäischen Astronauten auf der Raumstation Mir vollzogen.

Indien

Auch Indien verstärkt seine Raumfahrtaktivitäten und kann schon auf zahlreiche im eigenen Land gebaute Satelliten und Trägerraketen (ASLV, PSLV, GSLV mit Ingenieurwissenschaften aus Ariane 4 Programm) verweisen. Den ersten erfolgreichen Satellitenstart führte Indien am 18. Juli 1980 aus. Nun ist für 2007 der Start einer eigenen Mondsonde angekündigt. Die internationale Kooperation, zunächst mit den USA, spielt dabei in der Taktik eine große Rolle, so werden bei der unbemannten Mondmission auch zwei amerikanische Instrumente eingesetzt werden. Andere Triebfeder der Entwicklung ist der jetzige Staatspräsident Abdul Kalam. Er war früher für die Entwicklung des Raketen- und Raumfahrtprogramms des Landes zuständig und gilt angrenzend Vikram Sarabhai als Vater der indischen Raumfahrt.

Israel

Israel führte 1988 den ersten erfolgreichen Start seiner Trägerrakete Shavit durch. Sonstige Starts mit militärischen Ofeq-Satelliten als Nutzlast folgten.

Japan

In Japan werden gleichermaßen eigene Trägerraketen, Satelliten und Raumsonden entwickelt. Angrenzend involviert sich Land der aufgehenden Sonne mit dem Kibo-Modul auch an der Internationalen Raumstation. Die sehr visionär ausgerichtete Weltraumpolitik konnte aber noch nicht vollständig in die Praxis vollzogen werden. Oft führten Rückschläge und Finanzprobleme zu Verzögerungen, dessen ungeachtet die Bevölkerung im Gegensatz zu den Europäern den Projekten aufgeschlossener gegenüber steht.

Nippon gab an, bis 2025 einen bemannten Mondflug durchführen zu wollen. Allerdings erscheinen diese Planungen auf Grund von bis dato fehlender Finanzierung äußerst fragwürdig.

Südkorea

Seitdem 2002 plante Südkorea auf der Basis der eigenständig entwickelten Höhenforschungsrakete KSR eine eigene Trägerrakete mit der Bezeichnung „KSLV-I“ zu bauen, um kleine so weit wie 100 Kilogramm wiegende Satelliten in den Sphäre transportieren zu können. Doch schon bald entschied die südkoreanische Regierung, dass Südkorea bis 2015 zu den zehn führenden Raumfahrtnationen gehören soll. Um die ehrgeizigen Pläne zu verwirklichen, war das ursprüngliche KSLV-Programm zu limitiert. Im Weiteren wurde Ende 2004 russischen Raumfahrtunternehmen GKNPZ Chrunitschew mit der Entwicklung der ersten Stufe des KSLV-I beauftragt, die nun auf der bedeutend größeren Angara beruhen soll. Der erste Start der KSLV-I soll Ende 2007 von der auf der Eiland Oenaro entstehenden Startanlage erfolgen. Südkorea will die Entwicklung weiterführen, um dann die stärkeren Nachfolgemodelle „KSLV-2“ und „KSLV-3“ zu bauen. Außerdem wird ein neues Weltraumzentrum gebaut, im Jahr 2007 ist der Flug eines südkoreanischen Astronauten zur ISS geplant.

Nichtstaatliche Raumfahrt

Am 21. Juni 2004 erreichte mit SpaceShipOne zum ersten mal ein ausschließlich von nichtstaatlichen Organisationen finanzierter bemannter Flugkörper die als Grenze zum All definierte Höhe von 100 Kilometern, ohne jedoch eine Erdumlaufbahn zu erreichen. Im Juli 2005 gründete der Entwickler Burt Rutan eine eigene private Raumfahrtorganisation.

Zukünftige Entwicklung

Technische Aspekte

Grundlagenforschung und die allgemeine technische Neuerung produzieren immer neue Materialien oder Verfahren, auf der auch neue Konzepte beruhen.

Kombinierte Luft- und Raumfahrzeuge oder der Weltraumlift sollen künftig die Startkosten weiter senken und der Astronautik zum wirtschaftlichen Fortuna verhelfen. Sonstige Techniken wie Ionentriebwerke, Lichtbogentriebwerk oder auchSonnensegel sollen es ermöglichen, schnell den interplanetaren Raum zu erreichen und eines Tages vielleicht wenn schon in alternative Sonnensysteme vorzustoßen.

Ökonomische Aspekte

Privatisierung

Große Erwartungen setzen Unternehmen der Raumfahrtindustrie in Entwicklungen wie den Weltraumtourismus und weitere Privatisierungsversuche. Größere Umsätze aus dem Weltraumtourismus sind auf Basis von der Entwicklungen in den letzten fünf Jahren wahrscheinlicher geworden. Dazu beigetragen haben zuerst die Flüge von Weltraumtouristen zur Internationalen Raumstation und des Ansari X-Prize, der von einem US-amerikanischen Unternehmen gewonnen wurde. Ab dem Jahr 2008 sollen von der Unternehmen Leertaste Adventures Oribitalflüge für 200.000 US-Dollar angeboten werden.

Hohe Kosten der bemannten Raumfahrt

Um Astronauten sicher in den All und wiederholt zurück zu transportieren, sind teure Sicherheits- und Lebenserhaltungssysteme notwendig. Aus diesem Grund streiten Raumfahrtexperten, ob der Kern der weiteren Entwicklung - wenigstens bei wissenschaftlichen Missionen - nicht eher auf unbemannte Systeme verlegt werden sollte.

Auf der anderen Seite müssen bei unbemannten wissenschaftlichen Missionen die Experimente mit weit höherem Aufwand gegen eventuelle Fehler abgesichert oder auf unerwartete Ergebnisse gewappnet werden als bei bemannten Missionen, da hier der Kosmonaut eingreifen kann.

Weitere Fernziele

Daneben dem Aspekt einer allgemeinen philosophischen Begründung definieren Wissenschaftler, Mensch und Philosophen konkrete Fernziele für zukünftige Raumfahrtaktivitäten. Solche Fernziele sind: Energiegewinnung im Weltraum, Rohstoffgewinnung außerhalb der Erde und die Kolonisierung anderer Planeten.

Die Nachforschung nach Leben außerhalb der Erde (siehe Exobiologie) rückte in den letzten Jahren immer mehr in den Fokus der Argumentationen.

Weiterführende Begriffe

• Allgemeine Begriffe: Bemannte Raumfahrt – Raumfähre – Raumfahrer – Raumflugzeug – Raumstation – Raumschiff – Satellit – Raumsonde – Rakete – Weltraumschrott
• Wichtige Raumfahrtprogramme/projekte: Apollo-Projekt – Ariane – Bemannter Marsflug – Cassini-Huygens – Galileo-Raumsonde – Gemini-Projekt – Hubble-Weltraumteleskop – Internationale Raumstation – Luna Mission – Mariner – Mars Exploration Rover: Spirit, Opportunity – Mars Express – Mars Global Surveyor – Mercury-Programm – Mars Pathfinder – Pioneer – Raumstation Mir – Sojus – Space Shuttle – SpaceShipOne – Sputnik – Surveyor – Venera-Mission – Viking – Voyager 1 – Voyager 2
• Wichtige Ereignisse: Katastrophen der Raumfahrt – Wettlauf ins All – Sputnik-Schock – Technik & Bahn der ersten Sputniks – Mondlandung
• Listen: Liste der Raketentypen – Liste der unbemannten Raumfahrtmissionen – Liste der bemannten Raumfahrtmissionen – Weltraumbahnhöfe
• Portal Astronomie & Raumfahrt

Raumfahrt-Agenturen

• Brasilianische Weltraumbehörde (INPE)
• Chinesische Raumfahrtagentur (CNSA)
• Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
• Europäische Raumfahrtagentur (ESA)
• Europäischer Weltraumrat
• Französische Raumfahrtbehörde (CNES)
• Indische Weltraumbehörde (ISRO)
• Israelische Raumfahrtbehörde (ISA)
• Italienische Raumfahrtbehörde (ASI)
• Japanische Weltraumagentur (JAXA)
• Kanadische Weltraumagentur (CSA)
• Russische Luft- und Raumfahrtagentur (Roskosmos)
• Ukrainische Raumfahrtbehörde (NSAU)
• US-Raumfahrtagentur (NASA)

Weblinks

(TID 222120)

• Raumfahrer.net - Portal für Astronomie und Raumfahrt
• Tägliche News zur Raumfahrt auf extrasolar-planets.com
• Täglicher Raumfahrt-Newsletter mit Presseschau der Bremer AG Wissenschaft
• Deutsches Museum, Raumfahrt- und Raketentechnik
• Raumfahrtgeschichte
• Telepolis Weltraum
• Astronomie und Raumfahrt für Kinder
• Encyclopedia Astronautica (engl.)
• Russische Raumfahrt (engl.)
• Verein zur Förderung der Raumfahrt e.V.
• Forschungsgemeinschaft Alternative Raumfahrt e.V.
• Internationaleraumfahrt.de
• Tägliche News aus den Bereichen Raumfahrt und Astronomie
• Wissenschaftliche Arbeitsgemeinschaft für Raketentechnik und Raumfahrt

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