Wie funktioniert eine ballistische Rakete?
Eine ballistische Rakete ist eine Art große und leistungsstarke Rakete, die entwickelt wurde, um einen Gefechtskopf über große Entfernungen zu einem vorbestimmten Ziel zu befördern. Ballistische Flugkörper folgen suborbitalen Flugbahnen, erreichen Höhen über 100 km und verlassen die Erdatmosphäre. In einigen Fällen fliegen sie mit interkontinentalen ballistischen Flugkörpern bis zu 1.200 km über die Oberfläche. Solche Flugkörper werden als "ballistisch" bezeichnet, da der Rest des Kurses nach einer anfänglichen Boost-Phase in der Regel ballistisch bestimmt wird. Eine glatte Parabellinie.
Ballistische Raketen gibt es in vielen Formen und Größen. In den Vereinigten Staaten werden ballistische Flugkörper in vier Entfernungsklassen unterteilt:
- Interkontinentalrakete (ICBM) - über 5500 Kilometer
- ballistische Mittelstreckenrakete (IRBM) - 3000 bis 5500 Kilometer
- ballistische Mittelstreckenrakete (MRBM) 1000 bis 3000 Kilometer
- ballistische Kurzstreckenrakete (SRBM) bis zu 1000 Kilometer
Bei einer Reichweite von weniger als 350 km verlässt die ballistische Rakete niemals die Erdatmosphäre. Beachten Sie, dass die einzigen drei ballistischen Raketen, die jemals im Kampf eingesetzt wurden, nur aus kurzer Reichweite stammten und konventionellen Sprengstoff enthielten. Die meisten heute existierenden ballistischen Raketen sollen nukleare Sprengköpfe tragen, obwohl noch keine im Krieg eingesetzt wurden.
Bei ballistischen Flugkörpern wird entweder ein fester oder ein flüssiger Brennstoff verwendet. Die älteren Raketen, wie die von Nazi-Deutschland im Zweiten Weltkrieg eingesetzte V2-Rakete und die ersten von den USA gebauten ballistischen Raketen, verwendeten alle flüssigen Brennstoff. In vielen Fällen ist der Treibstoff in einem flüssigen ballistischen Flugkörper flüssiger Wasserstoff, wohingegen das Oxidationsmittel flüssiger Sauerstoff ist. Die beiden müssen bei kryogenen Temperaturen gehalten werden oder sie kehren in eine Gasphase zurück. Während des Starts werden die beiden Gase bei Vorhandensein eines Funkens schnell aus den Speicherkammern gepumpt, was die Mischung entzündet und die Rakete vorwärts treibt. Das Nebenprodukt des brennenden Brennstoffs ist Wasserdampf.
Die flüssigen Phasen dieses Wasserstoffs und Sauerstoffs sind wegen ihrer gegenüber der Gasphase verbesserten Energiedichte für die Raketentechnik wünschenswert. Ein weiterer Vorteil ist, dass bei ballistischen Flugkörpern mit Flüssigkeitsantrieb die Triebwerke nach Bedarf gedrosselt, ausgeschaltet oder neu gestartet werden können. Ein Nachteil ist, dass die Lagerung derartiger Flugkörper problematisch ist, da der Kraftstoff eine konstante Kühlung benötigt, um startbereit zu sein.
Eine andere Vielzahl von flüssigen Treibmitteln sind hypergolische Treibmittel. Hypergolische Treibmittel entzünden sich bei Kontakt und benötigen keine Zündquelle. Dies ist nützlich für häufiges Starten und Neustarten von Anwendungen zum Manövrieren im Weltraum. Die beliebteste Version verwendet Monomethylhydrazin (MMH) als Brennstoff und Stickstofftetroxid (N2O4) als Oxidationsmittel.
Moderne ballistische Flugkörper verwenden feste Brennstoffe, da sie leichter zu lagern und zu warten sind. Das Space Shuttle verwendet zum Beispiel zwei wiederverwendbare feste Booster, die jeweils mit 1,1 Millionen Pfund (453.600 kg) Treibmittel gefüllt sind. Der in Aluminiumpulver (16%) mit Eisenpulver (0,07%) als Katalysator und Ammoniumperchlorat (70%) als Oxidationsmittel verwendete Kraftstoff.
Die meisten ballistischen Flugkörper erreichen ihr Ziel in 15 bis 30 Minuten, auch wenn sich das Ziel auf der anderen Seite der Welt befindet. Weil sie für die nationale Sicherheit so wichtig sind, gehören sie zu den am sorgfältigsten gebauten Maschinen auf dem Planeten.