Dazu gehören Erdsatelliten, Raumsonden und Raumschiffe der unbemannten und bemannten Raumfahrt.
„Sputnik 1“, der erste künstliche Satellit, Modell im National Air and Space Museum, Washington, D.C., Vereinigte Staaten
© Wikipedia: NSSDC / NASA, 2004
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Als Raumflugkörper werden alle von Menschenhand geschaffenen Objekte (Flugkörper) im Weltraum bezeichnet, im Einzelnen:
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| Ein Satellit ist in der Raumfahrt ein künstlicher Raumflugkörper, der einen Himmelskörper auf einer elliptischen oder kreisförmigen Umlaufbahn zur Erfüllung wissenschaftlicher, kommerzieller oder militärischer Zwecke umkreist. Künstliche Gerätschaften, welche die Erde umkreisen, werden im deutschen speziell Erdsatellit genannt. Künstliche Satelliten, die einen anderen Körper als die Erde umlaufen und erforschen, werden hingegen als Orbiter bezeichnet, wobei beispielsweise ein die Sonne umkreisender Flugkörper bisweilen auch „Sonnensatellit“ genannt wird. Künstliche Satelliten, die aus einer Parkbahn um die Erde in den interplanetaren Raum gelangen, können sinngemäß als „künstliche Planetoiden“ bezeichnet werden, man spricht von Raumsonde. Dazu gehören naturgemäß auch diejenigen, die dann als Orbiter am Ziel in eine Umlaufbahn eintreten. Man bezeichnet Flugkörper nur dann als Satelliten, wenn sie die Erde im Weltraum umkreisen. Einem Satelliten fehlt – auch nach Erreichen seiner Laufbahn – ein Eigenantrieb, was ihn vom Raumschiff unterscheidet. Einfache Bremsraketen, die zu einem kontrollierten Absturz führen, reichen im fachsprachlichen Sinne nicht aus, einen Satelliten zum Raumschiff zu machen. Der erfolgreiche Start des sowjetischen Satelliten „Sputnik 1“ 1957 überraschte die Weltöffentlichkeit und führte im Westen zu einem regelrechten Sputnikschock. Die Funksignale von Sputnik gaben codiert an, ob der Satellit von Materie getroffen wurde. Der erste US-amerikanische Satellit „Explorer 1“ folgte 1958 und erbrachte den Nachweis des Van-Allen-Strahlungsgürtels zum Beginn der Erforschung der Ionosphäre. Trotzdem stand die Entwicklung von Satelliten lange Zeit unter dem Einfluss des Kalten Krieges. Im Bereich der internationalen Telekommunikation haben Nachrichtensatelliten ab den 1970er Jahren die Bedeutung anderer Datenverbindungen wie des Transatlantischen Telefonkabels verringert. Ebenso wichtig wurden die Erdbeobachtungs- und Wettersatelliten, während schon seit den 1960ern Forschungssatelliten für Astronomie, Geodäsie und Kartografie entwickelt wurden. Raumstationen sind ebenfalls Erdsatelliten, die primär wissenschaftlichen Zwecken dienen. Darüber hinaus gibt es Rundfunksatelliten, Navigationssatelliten und militärische Satelliten. Das Büro der Vereinten Nationen für Weltraumfragen verwaltet seit 1962 ein Verzeichnis aller Satelliten, die in den Weltraum transportiert werden (Index of Objects Launched into Outer Space). 2016 betrug die Anzahl der bekannten aktiven Satelliten über 1.400. Darüber hinaus befinden sich mehrere tausend weitere künstliche Objekte (ausgediente Satelliten, Teile von Raketen und anderer Weltraummüll) im Erdumlauf: 1996 sollen es nach ESA-Daten rund 8.500 Stück „Weltraummüll“ (ab ca. 10 cm Größe) gewesen sein. Das Joint Space Operations Center des United States Strategic Command weiß 2009 von über 18.500 vom Menschen hergestellten Himmelskörpern. Trotz der großen Anzahl sind Zusammenstöße äußerst selten. [2] |
Ein globales Navigationssatellitensystem oder GNSS ist ein System zur Positionsbestimmung und Navigation auf der Erde und in der Luft durch den Empfang der Signale von Navigationssatelliten und Pseudoliten (terrestrische Sender für Signale, welche diejenigen eines Satelliten nachahmen).
GNSS ist ein Sammelbegriff für die Verwendung bestehender und künftiger globaler Satellitensysteme wie:
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Eine Raumsonde ist ein unbemannter Raumflugkörper, der im Gegensatz zu Erdbeobachtungssatelliten und zu Weltraumteleskopen auf eine Reise zu einem oder mehreren Untersuchungsobjekten im Sonnensystem geschickt wird. In Zusammenhang mit Zielobjektbenennungen kann man auch Bezeichnungen wie „Mondsonde“ oder „Marssonde“ finden.
Insbesondere für Flüge zu Zielen jenseits von Mars und Venus erfordert der Flug von Raumsonden die Fähigkeit, große Geschwindigkeitsänderungen durchzuführen. Kurskorrekturen erfolgen nach der ersten Vermessung der Bahn sowie in verschiedenen Entfernungen vom Ziel. Aufgrund großer Signallaufzeiten für Steuerbefehle müssen Raumsonden über Systeme verfügen, die sie in gewissem Umfang von Bodenstationen unabhängig machen. Das gilt insbesondere für die Lageregelung und die Ablaufsteuerung von Bahnmanövern und Beobachtungen.
Je nach Aufgabenstellung unterteilt man Raumsonden in:
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| Ein Vorbeiflug oder Fly-by ist ein Flug einer Sonde, die einen Planeten oder einen anderen Himmelskörper erforscht, ohne dass sie in dessen Umlaufbahn eintritt oder ihre Flugbahn durch die Gravitation des Himmelskörpers signifikant verändert wird. Der Übergang zum Swing-by (Schwungholen), bei dem ebendiese Beeinflussung gewünscht ist, ist dabei fließend, Vorbeiflug ist aber auch ein Oberbegriff für beide Arten von Manöver. [5] |
| Ein Orbiter ist eine Raumsonde, die einen Himmelskörper umkreist (Orbitalflug). Die Bezeichnung ist von Orbit (Umlaufbahn) abgeleitet. [6] |
| Lander oder Landesonde ist die allgemeine Bezeichnung einer Raumsonde oder Landefähre, die auf einem Himmelskörper wie einem Planeten oder Mond landet oder landen soll. Die Landung auf einem Himmelskörper gilt als das technisch schwierigste Konzept eines Raumfahrzeugs, wobei die anschließende Rückkehr mit Proben von dessen Oberfläche oder mit gelandeten Astronauten eine weitere Steigerung des Schwierigkeitsgrades darstellt. Bei der „harten“ Landung werden keine Vorkehrungen getroffen, um das Landegerät vor dem Aufprall zu schützen (wurde in den ersten Jahren der Raumfahrt praktiziert), oder das Landegerät wird so konstruiert, dass es den Aufschlag unbeschädigt überstehen kann, wenn es in den Boden eindringt. Bei einer „weichen“ Landung hingegen werden geeignete Maßnahmen getroffen, um den Lander so sanft auf der Oberfläche des Himmelskörpers aufsetzen zu lassen, dass die Landesonde dabei voll funktionsfähig bleibt. Eine weiche Landung kann jedoch, gemessen an den für einen Menschen üblichen Maßstäben, sehr unsanft sein, z. B. wenn ein Lander mit 30 km/h Geschwindigkeit auf der Venus aufsetzt, nur gebremst durch die dichte Atmosphäre (ohne Fallschirm). [7] |
| Eine Sample return mission (Proben-Rückhol-Mission) ist eine Raumfahrtmission, bei der extraterrestrische Materialproben von astronomischen Objekten, wie Planeten, Monden oder Kleinkörpern, für Analysezwecke zur Erde zurückgebracht werden. Der größte Nachteil von Proben-Rückhol-Missionen besteht in der Gefahr der „Rückwärts-Kontamination“ (extraterrestrische Lebensformen gelangen in die Biosphäre der Erde). Ein Ansatz zur Vermeidung dieses Risikos liegt in der bislang jedoch noch nicht realisierten Untersuchung der Proben außerhalb der Erde, beispielsweise in einer Raumstation oder bereits mit Instrumenten auf der Raumsonde. [8] |
| Als Raumschiffe oder Raumfahrzeuge werden im Allgemeinen alle Fahrzeuge bezeichnet, die zur Fortbewegung im Weltraum (Raumfahrt) geschaffen wurden. Teile dieser Raumschiffe, die über eine Atmosphäre im Inneren verfügen, und die nicht mit aerodynamischen Steuerelementen für den Eintritt in eine Atmosphäre vorgesehen sind, werden auch Raumkapsel genannt. Ein Raumfahrzeug, mit dem Transport- und Versorgungsflüge zu Raumstationen unternommen werden, bezeichnet man als Raumtransporter oder Versorgungsraumschiff. Bei allen bisher entwickelten Raumtransportern handelte es sich um unbemannte Raumfahrzeuge. „Raumschiffe“ sind umgangssprachlich und im engeren Sinne Raumfahrzeuge, die im Rahmen der bemannten Raumfahrt für den Personen- oder Frachttransport im Weltraum gebaut wurden. Aber auch modular aufgebaute Systeme, die aus Antriebseinheit, Landekapsel und unter Druck stehenden Sektionen für Fracht (Nutzlast) und Besatzung bestehen, werden als Raumschiff bezeichnet. In der Fachliteratur spricht man heute vorzugsweise von bemannten „Raumfahrzeugen“. Zu den bemannten Raumfahrzeugen gehören die wiederverwendbaren Raumfähren und Raumflugzeuge sowie die nur bedingt wiederverwendbaren Raumkapseln. Da die ersten bemannten Raumflugkörper wie Wostok und Mercury noch keine Bahnänderungen erlaubten, stellen sie noch keine Raumfahrzeuge im eigentlichen Sinne dar. Manches gelandete Raumschiff (z. B. Space Shuttle), bzw. dessen Rückkehrkapsel wird nach Abschluss von Beforschung nach dem Flug als Ausstellungsobjekt gezeigt. [9] |
| Eine Raumfähre ist ein wiederverwendbares Transportfahrzeug für die Raumfahrt, das nach einer Weltraummission wie ein Flugzeug landend zum Erdboden zurückkehrt. Raumfähren sind von den mit Landekapseln (z. B. der Kapsel des Apollo-Programms oder der Sojus-Landekapsel) ausgestatteten Raumschiffen zu unterscheiden. Die Landekapseln lassen sich beim Durchfliegen der Atmosphäre nur bedingt steuern. Die sowjetische Raumfähre Buran wurde 1976 genehmigt und ab 1980 entwickelt. Der „Buran 1.01“ wurde 1988 von einer Energija-Rakete zu seinem ersten und einzigen Flug in den Orbit gebracht. Da der Buran über keine Lebenserhaltungssysteme verfügte, war der Flug unbemannt. Er dauerte etwa 3,5 Stunden. Mit der zweiten sowjetischen Raumfähre „Ptitschka“ sollte ab 1991 der reguläre Flugbetrieb aufgenommen werden. Nach dem Zerfall der Sowjetunion 1991 wurde das Projekt jedoch zu teuer. Das russische Raumfähren-Programm wurde 1993 offiziell eingestellt. Die Europäische Weltraumorganisation (ESA) plante mit dem Raumgleiter Hermes ein dem Buran ähnliches System, für das die „Ariane 5“ als Trägerrakete vorgesehen war. Anders als beim sowjetischen System sollte Hermes nicht huckepack auf der Trägerrakete (in Parallelstufung), sondern an der Spitze (in Tandemstufung) sitzen. Mit dieser Konfiguration wäre das gesamte Trägersystem weniger fehleranfällig gewesen, da beim Start abfliegende Teile die Außenwand des Shuttles nicht beschädigt hätten (was der Auslöser der Columbia-Katastrophe im Jahre 2003 war). Wegen der hohen Kosten wurde die Entwicklung 1992 eingestellt. Der Dream Chaser basiert auf dem Konzept eines Tragrumpfs. Das private US-Raumfahrtunternehmen SpaceDev entwickelte den Raumgleiter. 2008 wurde SpaceDev von der Sierra Nevada Corporation übernommen. Sie führt das Projekt unter dem bemannten Commercial-Crew-Development-Programm (seit 2010) und dem unbemannten Commercial-Resupply-Services-Programm der NASA fort. Ab 2023 soll der Dream Chaser regelmäßig als unbemanntes Versorgungsraumschiff die Internationale Raumstation (ISS) anfliegen. Das US-amerikanische Space Shuttle ist der bislang einzige Raumfährentypus, der tatsächlich zu bemannten Missionen im Weltraum eingesetzt wurde. Zunächst wurde zur Erprobung der Flugeigenschaften in der Erdatmosphäre das Test-Shuttle „Enterprise“ gebaut. Seit den 1970er Jahren wurden fünf raumflugtaugliche Exemplare geschaffen („Columbia“, „Challenger“, „Discovery“, „Atlantis“ und „Endeavour“), die es zusammen auf 135 Starts brachten. Zwei der fünf Raumfahrzeuge, die Challenger und die Columbia, sind in den 30 Dienstjahren verunglückt. [10] |
| Nach dem letzten Flug eines Apollo-Raumschiffs 1975 war das Shuttle ab 1981 das Arbeitspferd der NASA. Zu den wichtigsten Erfolgen gehören das Aussetzen mehrerer Raumsonden sowie des Hubble-Weltraumteleskops, diverse Flüge mit eingebauten Laboratorien sowie die Flüge zur Raumstation Mir und zur ISS. Das Gesamtsystem aus Orbiter, Treibstofftank und Feststoffraketen wurde Space Transportation System (kurz STS) genannt. Es wurde seit den 1970er Jahren im Auftrag der US-Raumfahrtbehörde NASA entwickelt, die erste Mission STS-1 startete 1981. Durch die Wiederverwendung von Teilen des Systems sollten die Flüge in den Weltraum deutlich kostengünstiger als mit nicht wiederverwendbaren Trägerraketen werden. Diese Erwartung erfüllte sich wegen hoher Instandsetzungskosten nicht. Der letzte Shuttle-Flug STS-135 startete 2011, mit der Landung der „Atlantis“ ging die Ära der Space Shuttles zu Ende. [11] |
Die verstärkt in den 1980er Jahren und erneut zu Beginn des neuen Jahrtausends geplanten Raumflugzeuge sollen als eine Alternative zu den Trägerraketen und Raumfähren, die derzeit für den Transport von Menschen und Nutzlasten in den Weltraum zuständig sind, entwickelt werden. Von Raumflugzeugen verspricht man sich eine Senkung der Transportkosten sowie eine Steigerung der Sicherheit des Raumtransportes im Vergleich zu heutigen Systemen.
Im Unterschied zu den Raumfähren besteht die Idee des Raumflugzeugs darin, auf einer normalen Startbahn wie ein Flugzeug starten zu können, um eine Umlaufbahn zu erreichen. Der wichtigste Unterschied zu einer Trägerrakete bzw. Raumfähre besteht darin, dass ein Raumflugzeug über Staustrahltriebwerke verfügt, die Sauerstoff aus der Atmosphäre aufnehmen, so dass die Menge des mitgeführten Treibstoffes zum Erreichen des Weltraums reduziert werden kann.
Insgesamt gab es viele offiziell von den Raumfahrtbehörden betriebene Projekte für Raumflugzeuge, darunter:
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| Daten |
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Erfasst werden alle Raumflugkörper mit vorwiegend ziviler Nutzung (Satelliten, Raumsonden, Raumfähren, Raumschiffe). Anzahl: etwa ... Datensätze. |
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| Quellen und Material |
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| Wikipedia (de) – Listen |
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| Wikipedia (en) – Listen |
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