Warum starten Raketen schräg?

Der schräge Start: Warum Raketen nicht senkrecht in den Himmel schießen

Raketenstarts sind imposante Spektakel. Doch wer genau hinsieht, bemerkt ein Detail: Die Raketen starten nicht senkrecht nach oben, sondern in einem schrägen Winkel. Dieser scheinbar unscheinbare Aspekt ist jedoch von entscheidender Bedeutung für den Erfolg einer Mission und beruht auf einem cleveren Zusammenspiel aus Physik und Erdrotation. Es geht dabei nicht nur um Ästhetik, sondern um Effizienz und Wirtschaftlichkeit.

Die intuitive Annahme, eine Rakete solle direkt nach oben starten, um den kürzesten Weg ins All zu nehmen, ist zwar verständlich, aber falsch. Der entscheidende Faktor ist die Erdrotation. Unsere Erde dreht sich mit beachtlicher Geschwindigkeit von West nach Ost. Diese Rotation wirkt sich auf jeden Punkt auf der Erdoberfläche aus, inklusive der Startrampe. Stellen Sie sich einen Ball vor, den Sie auf einem sich drehenden Karussell werfen. Der Ball erhält nicht nur die Kraft Ihres Wurfes, sondern zusätzlich die Geschwindigkeit des Karussells. Ähnlich verhält es sich mit einer Rakete.

Durch den schrägen Start, meist in östlicher Richtung, nutzt die Rakete die mitrotierende Geschwindigkeit der Erde. Diese “mitgeschleppte” Geschwindigkeit, die je nach Breitengrad unterschiedlich hoch ist, wirkt als zusätzlicher Impuls. Die Rakete benötigt folglich weniger Treibstoff, um die benötigte Geschwindigkeit für den Eintritt in die Erdumlaufbahn zu erreichen. Ein direkter senkrechter Start würde hingegen den immensen Aufwand bedeuten, diese Geschwindigkeit komplett selbst zu generieren, was zu einem deutlich erhöhten Treibstoffverbrauch und damit höheren Kosten führen würde.

Der genaue Startwinkel hängt von verschiedenen Faktoren ab, darunter die geografische Breite des Startplatzes, das Ziel der Mission (geostationäre Umlaufbahn, niedrige Erdumlaufbahn etc.) und die Eigenschaften der Rakete selbst. Ein Start in Äquatornähe ist beispielsweise besonders effizient, da hier die mitrotierende Geschwindigkeit am höchsten ist.

Zusätzlich zum Treibstoffeinsparungseffekt bietet der schräge Start weitere Vorteile. Die Flugbahn kann so optimiert werden, um beispielsweise bestimmte Regionen der Erde zu vermeiden oder um einen effizienteren Eintritt in die gewünschte Umlaufbahn zu gewährleisten. Auch die aerodynamischen Kräfte während des Aufstiegs werden durch den Winkel beeinflusst und können durch eine angepasste Steigung minimiert werden.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der schräge Start von Raketen kein Zufall, sondern das Ergebnis einer cleveren Nutzung der Erdrotation ist. Er optimiert die Flugbahn, minimiert den Treibstoffverbrauch und erhöht die Effizienz und Wirtschaftlichkeit von Raumfahrtmissionen. Der scheinbar einfache Schrägschuss ist somit ein wichtiger Bestandteil der Raketentechnik, der uns den Weg ins All ebnet.