Theoretischer Raketenbau (100 km)

Hallo,

Nehmen wir mal an ich möchte eine Rakete bauen die 100 km hoch fliegt. Was müsste ich alles beachten? Sagen wir, die Rakete hat Kameras und macht mehrere Bilder etc. 100km da laut Definition dort der Weltraum beginnt.

Zuerst einige Fragen:
Wäre es möglich, die Rakete schwerelos zu machen? Sprich, diese auf eine Umlaufbahn zu schicken?
Ab welcher Höhe bräuchte es keine zusätzliche Energie mehr um vorwärts zu kommen so dass es einfach mit einer konstanten Geschwindigkeit in die eine Richtung fliegt?
Was kann eine Rakete destabilisieren? (evtl. Jetstreams?)
Wäre eine Höhe von 200 km bloss eine Sache von mehr Treibstoff?
Wie ist das mit Treibstoff und Sauerstoff?
Ab wann Funktionieren "konventionelle" Treibstoffe/Antriebe nicht mehr?

Zu beachten: (Bitte ergänzen)
-Isolation der Technick auf ca. -100c. Besser mehr.
-Genug Treibstoff (Treibstofftanks die abgeworfen werden)
-Notfallschirm für einen Fehlschlag.
-Elektronik fü Datenstream (Mit was wird eine derartige Kommunikation realisiert?)
-Messtechnicken (Wie misst man die Höhe ab 25km? (Ab dort versagt das GPS in etwa))
-Solarpanels für die Elektronik

Nein, wir werden dies nicht wirklich versuchen. Höchstens auf theoretischer Basis. Interessiert mich bloss.

@xotix1

xotix1 schrieb:Was müsste ich alles beachten?

Den regelmäßigen Besuch des technischen Studiums.

xotix1 schrieb:Wäre es möglich, die Rakete schwerelos zu machen? Sprich, diese auf eine Umlaufbahn zu schicken?

Nicht auf 100km.

xotix1 schrieb:Ab welcher Höhe bräuchte es keine zusätzliche Energie mehr um vorwärts zu kommen so dass es einfach mit einer konstanten Geschwindigkeit in die eine Richtung fliegt?

So ab 200 oder 250km. Das "einfach" kannst aber streichen, denn die nötigen 28000km/h sind nicht "einfach".

xotix1 schrieb:Was kann eine Rakete destabilisieren? (evtl. Jetstreams?)

Jetstreams sollten kein großes Problem sein, da die Rakete sowieso eine Lageregelung u.ä. braucht.

xotix1 schrieb:Wäre eine Höhe von 200 km bloss eine Sache von mehr Treibstoff?

Im Prinzip ja, wobei mehr Treibstoff mehr Startmasse bedeutet, was widerum ein stärkeres Triebwerk erfordert, was mehr Masse bedeutet, was mehr Treibstoff bedeutet, etc. Die Größe der Rakete wächst jedenfalls exponentiell mit der zu erreichenden Höhe. Eine Umlaufbahn zu erreichen ist dann nochmal ein ganz anderes Thema.

xotix1 schrieb:Wie ist das mit Treibstoff und Sauerstoff?

Raketen brauchen keinen Sauerstoff, die führen ihn mit. Das unterscheidet Raketen ja von Flugzeugen.
Vielleicht solltest du mal nachschlagen, was denn eine Rakete ist, bevor du einen Thread darüber eröffnest.

xotix1 schrieb:Ab wann Funktionieren "konventionelle" Treibstoffe/Antriebe nicht mehr?

Hä? Sie funktionieren, bis der Treibstoff alle ist oder irgendwas schiefgeht/explodiert.
Bist du auch ganz sicher, dass du weißt was eine Rakete ist?

xotix1 schrieb:-Isolation der Technick auf ca. -100c. Besser mehr.

Ja, sicher, wen interresiert die Triebwerkstechnik, solang die Isolation hinhaut.

xotix1 schrieb:-Genug Treibstoff (Treibstofftanks die abgeworfen werden)

ach du scheiße, du hast wirklich keine Ahnung was eine Rakete ist.

xotix1 schrieb:-Notfallschirm für einen Fehlschlag.

Klar, der Notfallschirm ist wichtig, bei einer Rakete, die Bilder machen und per Datenstream übertragen soll. Du hast schon merkwürdige Prioritäten.

xotix1 schrieb:-Elektronik fü Datenstream (Mit was wird eine derartige Kommunikation realisiert?)

Kleiner Tip: Elektronik alleine bringt recht wenig.

xotix1 schrieb:-Solarpanels für die Elektronik

Klar, wir sind mal ganz bescheiden und bauen gleich einen Satelliten, der jahrelang durchhält. Abgesehen davon ist das nicht Teil der Rakete.

xotix1 schrieb:Nein, wir werden dies nicht wirklich versuchen. Höchstens auf theoretischer Basis. Interessiert mich bloss.

Dann vergiss nicht, uns die Ergebnisse eurer theoretischen Überlegungen mitzuteilen. Bin gespannt, ob du bis dahin weißt was denn eine Rakete ist.

@MareTranquil

Die beste Aussage war

xotix1 schrieb:Wie ist das mit Treibstoff und Sauerstoff?

Also im Normalfall ist O² wenn ich mich nicht irre Teil des Treibstoffs in einem seperaten Tank.
Oder soll das für die Mannschaft sein ;)

xotix1 schrieb:Ab wann Funktionieren "konventionelle" Treibstoffe/Antriebe nicht mehr?

Ich glaube du meist was im Vakkum nicht mehr geht - wohl alles welches einen Luftstrom benötigt z.B. Flügel oder Ansaugmotor :D - Düsen funktionieren geauso wie Solarsegel - achtung - nein das sind keine Solarpanels

Morgen in der Zeitung:

Spektakuläre Explosion in der Nacht zum Mittwoch

Zwölfjähriger "Bastler" immer noch nicht gänzlich gefunden,
Eltern und Geschwister nach Hausexplosion obdachlos.
War das Internet schuld?

ne, ernsthaft... @xotix1 hast du Zugang zu Kunstdünger?

Lustiger Thread.

xotix1 schrieb:Nein, wir werden dies nicht wirklich versuchen. Höchstens auf theoretischer Basis. Interessiert mich bloss.

Wenn es Dich wirklich interessiert, solltest Du nicht "auf theoretischer Basis" spekulieren, sondern Dir die wissenschaftlichen Fakten der letzten 100Jahre Raketentechnik als theoretische Grundlage aneignen.
Dann kannst Du sinnvolle Gedankenexperimente angehen, alles andere ist kindliche Fantasie.

Vielleicht gibt es in Deiner Nähe auch einen Modellraketen-Verein, die Leute bauen legal echte Raketen.

@xotix1

Na dann fangen wir doch mal an:
1. Eine Rakete auf 100km Höhe zu bringen dürfte in etwa vergleichbar sein mit dem Bau eines autobahntauglichen Autos (komplett selber, ohne fertige Teile) mit Zulassung zum Straßenverkehr.
-> Von interessierten Laien durchaus machbar, wenn auch sehr aufwändig.

2. Eine Rakete (und wenn es nur 10kg Nutzlast sind) in eine Umlaufbahn bekommen entspricht dann eher dem Bau eines konkurenztauglichen F1-Renners unter Beachtung des aktuellen Reglements.
-> No way!

Von Theorieseite her solltest Du Dich mal mit klassischer Mechanik, Himmelsmechanik und insbesondere der Raketengrundgleichung beschäftigen. Da klären sich schon die meisten Fragen.

Im Netz gibt's dazu sehr viel: z.B. bei Bernd Leitenberger.

Mit den Infos kann man dann prima eine Exceltabelle füttern um mal mit ein paar Zahlen "spielen" zu können. Dort kann man auch prima ein bisschen numerische Integration betreiben, um den Aufstieg samt Luftwiderstand zu berechnen.

Sehr sinnvoll wäre es auch sich bei Amateurmodellraketenbauern zu erkundigen. Die bauen immerhin Raketen, die bis zu 30km hoch kommen: s. z.B. hier:
www.youtube.com/watch?v=sQw_C5KLhFM
In dem Video sieht man auch gleich in welchen Gegenden so ein Aufstieg stattfinden muss.

Gruß
DerRing

PS.: Lass uns Deinen Entwurf dann mal sehen!

Wie wärs wenn du einen Ballon mit Kamera hochsteigen lässt?
Das ist einfacher, günstiger und bringt auch tolle Bilder.

Alos am besten mal die RAketengrundgleichung schnappen.

und schon mal ne Grobe Berechung machen wie groß das Teil wird.

dann müsstest du nach den richtigen Treibstoff/Stützmasseverhältnis suchen.

die Praxis zeigt uns aber (Mil Raketen undco das du für 100 Km schon ordentlich was brauchst.


achja wie ich las, lern erstmal was eine Rakete ist und nach welchem Prinzip sie Funktioniert (nein kein angepitztes Flugzeug)

@xotix1

Also, joa, also ... Öhm.

Ich empfehle hier mal einfach das "Spiel" Orbiter.

Da kann man zumindest in Umlaufbahnen aufsteigen, die ISS anfliegen oder zum Mond,Mars,Jupiter etc.

Ist recht realistisch gehalten das ganze, kenne selbst keine bessere Simulation für den Weltraumflug. Man muss sich allerdings schon ein bisschen intensiver damit auseinander setzen um Orbits zu treffen oder gar einen anderen Planeten zu erreichen und zu landen.

Aber ich glaub bei deinem Kenntnisstand macht das mehr Sinn und Spaß für dich wenn du dich für das herumfliegen im All interessiert.

Den theoretischen Flug einer Rakete in einen LEO zu berechnen sollte man lieber Leuten überlassen die da Ahnung von haben und zumindest mal nen Physik LK besucht haben.

Soll nicht böse klingen, aber ich denke vom alter biste wohl vom Physik LK, geschweige denn nem Studium etwas weiter entfernt und somit ist eigentlich jegliche überlegung zu diesem Thema ziemlich sinnfrei.

Ansonsten, falls du es doch machen willst, lese dir mal was über die Dynamik, den werten Herrn Newton und allgemein was zu Raketen und deren Antriebstechnik durch. Wenn du nen paar monate reinsteckst und dich mit der doch recht anspruchsvollen notwendigen Mathematik vertraut machst, sollte das so halbwegs brauchbare ergebnisse bringen.... Aber mir persönlich wäre der Aufwand deutlich zu hoch, ich mein vieles wüsste ich zwar zu berechnen, aber um wirklich alles mit einzubeziehen braucht man da sicherlich mehr als nen paar semester mathe und Mechanik ;)

Achja, der Link zu Orbiter ! (kann das wirklich empfehlen, macht schon spaß und ist sehr komplex. Und das beste ist es ist Umsonst, ganz legal)

http://orbit.medphys.ucl.ac.uk/

Viel Spaß, JimmyWho

Ich glaube, er unterschätzt das was?
Führen wir es ihm mal bildlich vor Augen:

Eine Silvesterrakete bringt es auf ca 100m
Wenn du auf 1000m willst, brauchst du 10 Raketen.
Auf 100km brauchts du 1000 Rakten des Typs.

Aber moment. Deine ersten Rakte muss erstmal die restlichen 999 Raketen auf die ersten 100m bringen! Da reicht also eine Silvesterrakete nicht aus. Du brauchst hier schon fast tausend gleichzeitige Raketen. Und dann hört das Spielchen nicht auf, denn von 100m musst du die 998 Raketen auf 200m bringen, usw usf!

Eine beschäftigung mit der Mathematik, insbesondere mit den Folgen und Reihen, wird dir hier die Grenzen aufzeigen. Du wirst zum Ergebnis kommen, dass du mit herkömmlichen Mitteln (Schwarzpulver) es nie schaffen wirst.

Du brauchts zwangsläufiger mehr Rückstoss pro Kilogramm und hier beginnt schon die Millitärtechnik und diese wirst du nicht im nächsten Baumarkt bekommen, weil man damit nämlich prima Sprengstoffe herstellen kann :D

Also bleibt dir als Hobby-von-Braun nur ein paar Hundert Meter mit Schwarzpulver oder du weichst auf Heliumballons aus, so wie es die anderen tun. Umweltfreundlicher ist es auch noch.
Alternativ kannst du Düsenantriebe aus dem Modellbau verweden, aber ab einer gewissen Höhe streiken die auch.

Atalan schrieb:Eine Silvesterrakete bringt es auf ca 100m
Wenn du auf 1000m willst, brauchst du 10 Raketen.
Auf 100km brauchts du 1000 Rakten des Typs.

Das muss man nicht verstehen oder ? :)

Ich weiß zwar was du meinst, aber das steht da nicht. Damit verwirrst du den armen Jungen doch, der verpulvert nun bestimmt sein Weihnachtsgeld von Omma und Oppa und bindet 10000 Raketen zusammen und Jagd das Nachbarshaus damit in die Luft.

Man liest aus deiner Aufstellung raus das 2 Raketen gleichen Typs Doppelt so hoch fliegen würden wenn man Sie zusammen bindet. Ist ja aber Mumpitz weil sie ja auch doppelt so schwer sind usw.

Und noch eine Frage, ist das Batman mit den Zeichen der türkischen Flagge auf der Brust auf deinem Avatar Bildchen ?

@JimmyWho

Ich wollte ihm nur seine Grenzen aufzeigen, die er mit verfügbaren Mitteln hätte. Mehr nicht ;)

Das ist Batman und es sind zwei Symbole. Einerseits türkisch auf der Brust und noch ein geheimes auf der Stirn. Wer es knackt, kann mich per PN anschreiben. Aufklären werd ich es nicht.

JimmyWho schrieb:Man liest aus deiner Aufstellung raus das 2 Raketen gleichen Typs Doppelt so hoch fliegen würden wenn man Sie zusammen bindet. Ist ja aber Mumpitz weil sie ja auch doppelt so schwer sind usw.

Die Annahme wird ja auch ab

Atalan schrieb:Aber moment.

verworfen. Du hast also 2/6 Abschnitte gelesen, vorm Antworten.
Besser als der Allmy-durchschnitt schaetze ich:)

@fisted
Ja er korrigiert die Aussage, aber es bleibt trotzdem ziemlich unverständlich was er nun meint, für mich zumindest.

Der TE soll es ja verstehen, also die zusammenhänge zwischen Antrieb, Masse, Treibstoffmenge usw. deswegen fand ich die Aussage mit den 999 Raketen die eine auf 100m hebt auch irgendwie etwas Wirr.

Ich befürchtete da nämlich das der TE daraus liest das er einfach nur genügend Silvesterraketen und Klebeband braucht.

Der TE soll es ja verstehen, also die zusammenhänge zwischen Antrieb, Masse, Treibstoffmenge usw. deswegen fand ich die Aussage mit den 999 Raketen die eine auf 100m hebt irgendwie etwas Wirr.

Die Schubkraft, die du mit herkömmlichen Mitteln erreichen könntest, wird nicht ausreichen, die Rakete auch nur 1km aufsteigen zu lassen. Du brauchst stärkeres und im günstigsten Fall sind dass Zutaten für eine Feststoffrakete und diese bekommst du nur bei den Millitärs und deren Zuliefer. Das wollte ich damit ausdrücken.
Du kannst es natürlich auch beri MERCK versuchen und dich als Chemiker vorstellen. 1-2 kg liefern sie dir evtl auch :D

@xotix1
Habe mal nach der "kleinsten" Rakete gesucht. Also ist jetzt die mit der geringsten Nutzlast geworden.... 20kg konnte Sie ins Weltall befördern... der Hauptantrieb allein wiegt übrigens schon knapp 30 Tonnen.

Geht Heute sicherlich auch etwas effizienter.

Hier mal nen Artikel dazu:

http://www.bernd-leitenberger.de/juno-vanguard.shtml

Es gibt ja durchaus Leute die ernsthaft an sowas basteln, und dafür auch Teile aus dem Baumarkt verwenden und keine "Militättechnik"

Allerdings erreichen die 8 km und würden sich über 16km freuen.

http://www.spiegel.de/wissenschaft/weltall/geglueckter-start-daenische-baumarktrakete-fliegt-acht-kilometer-in-den-himmel-a-766572.html

http://www.copenhagensuborbitals.com/

Wie gesagt hätten wirs bloss theoretisch gemacht. Mein Post war wohl etwas blöd. Generell ging es darum uns so tief wie für uns möglich damit auseinanderzusetzen. Dafür braucht man kein grosses Vorwissen.

Trotzdem danke.

Ziemlich agressiver Ton hier teilweise...

Die Raketengleichung wurde in dem Thread hier ja schon erwähnt. Das ist sicher ein guter Einstieg in diese Thematik. Aber natürlich ist die Raketengleichung eigentlich (viel) zu simpel, da der Luftwiderstand völlig vernachlässigt wird und die Erdanziehung als konstant angenommen wird.

Emodul

@xotix1 ist in Wahrheit M.T. Keshe und er will jetzt Langstreckenraketen bauen ;)