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Vom Feuerwerk zu Raumschiffen

Feuerwerke und Raumschiffe erfüllen ja eigentlich ein ziemlich ähnliches Ziel: Einen Flugkörper so schnell wie möglich und so hoch wie möglich fliegen lassen. Bei Feuerwerk verwendet man dabei als Treibstoff Schwarzpulver, doch wie sieht es bei Raumschiffen aus?

Die Funktionsweise von Raumschiffen ist eigentlich verblüffend ähnlich zu dem eines Feuerwerkskörpers. In beiden Fällen läuft nämlich chemisch gesehen eine sogenannte RedOx-Reaktion ab. Dabei reagiert ein Treibstoff, (ein sogenanntes Reduktionsmittel, wie beispielsweise Schwarzpulver, Wasserstoff oder Kerosin) mit einem Oxidationsmittel. Das berühmteste Oxidationsmittel bildet dabei Sauerstoff. Bei diesen Reaktionen wird meistens sehr viel Energie in Form von Wärme frei. Damit ein Stoff jedoch als Treibstoff für Raketen/Feuerwerke verwendet werden kann, muss bei der Verbrennung noch dazu eine große Menge an Gasen frei werden. So reagieren Wasserstoff und Sauerstoff in einer heftigen Reaktion zu Wasser, das bei diesen Temperaturen gasförmig vorliegt.

Das Gas wird nun durch eine Düse abgeleitet und stoßen dadurch die Rakete nach oben. Dabei kann die Rakete auf eine Geschwindigkeit von bis zu 4,8 km pro Sekunde beschleunigt werden. Da sie sich also an ihren eigenen Abgasen abstößt, kann sie so auch außerhalb der Atmosphäre weiterfliegen.

Hier liegt auch der entscheidende Unterschied zwischen einem Feuerwerkskörper und einem Raumschiff. Bei einem Feuerwerkskörper reicht es, wenn man diesen mit dem Treibstoff (Schwarzpulver) befüllt. Schließlich bleibt dieser innerhalb der Atmosphäre und hat so genug Sauerstoff für die Reaktion zur Verfügung.

Dies ist bei einer Rakete nicht der Fall, da diese recht schnell die Atmosphäre und somit auch den Sauerstoff hinter sich lässt. Sie muss daher das Oxidationsmittel in einem eigenen Tank mit sich führen. Beide Tanks sind dabei meist stark gekühlt (bis zu -250°C), um sowohl den Treibstoff, als auch das Oxidationsmittel möglichst flüssig lagern zu können.

Beim Start werden nun beide Substanzen in die sogenannte Brennkammer geleitet und dort entzündet.