Raket

De Raket

Je kunt een raket vergelijken met een luchtballon. Als je een ballon hebt opgeblazen, drukt de lucht binnenin even hard naar alle kanten tegen de binnenkant van de ballon. Maar als je het tuitje loslaat, vliegt de ballon weg.
Een raket werkt net zo.

De geschiedenis van de raket.

Al meer dan 4000 jaar geleden werden er al vuurpijlen gebruikt om de Chinese mandarijn Wan Pu met zijn stoel omhoog te brengen. Het lukte Wan Pu inderdaad om in de lucht te komen, maar niemand zag hem ooit terug want hij ontplofte. Maar hij was niet in de ruimte geweest. Die begint pas zo’n 100 kilometer boven de aarde. Maar de echte ruimtevaart hebben we te danken aan de pioniers. Bijvoorbeeld de Rus Konstantin Tsiolkovsky. Al in 1898 schreef hij dat je voor de ruimtevaart geen vuurpijlen moest gebruiken maar raketten. Ook moesten die raketten werken op vloeibare brandstoffen. Ook bedacht hij dat twee of drie raketten aan elkaar veel beter zouden werken als een grote raket.
De Amerikaan R.H. Goddard heeft veel uitvindingen gedaan, die later erg belangrijk waren voor de bouw van raketten. Goddard was de eerste die een raket op vloeibare brandstof bouwde en lanceerde. Dat was op 16 maart 1926. De raket werkte op zuurstof en kerosine en kwam maar 13 meter hoog.

Hoe werkt een raket?

Een vliegtuig vliegt door de motor. Die motor heeft zuurstof uit de lucht nodig. Een raket vliegt ook wel door de lucht, maar dat is maar een klein poosje. Na ongeveer een minuut, is hij al zo hoog, dat er bijna geen lucht meer is. Een raket moet dus zelf zijn zuurstof meenemen. De verbrandingsmotor van een raket kun je vergelijken met een opgeblazen ballon. De straalpijp aan de onderkant van de raket is dan het tuitje. De raketbrandstof is meestal vloeibare waterstof en zit in een grote tank. In een andere tank zit vloeibare zuurstof, die net zo als de waterstof naar de verbrandingskamer van de raket wordt gepompt en daar onder zeer hoge druk wordt ingespoten. Zodra de waterstof en de zuurstof bij elkaar komen, ontstaat er een mengsel dat vanzelf ontbrand. De hete verbrandingsgassen die daardoor ontstaan, willen naar buiten, door de straalpijpen onder aan de raket, net zoals de samengeperste lucht in de ballon. Het gevolg daarvan is dat de raket vanzelf omhoog wordt geduwd, net als de wegvliegende ballon.

Hoe vliegt een raket?

Of je nu vloeibare brandstoffen of vaste gebruikt, in beide gevallen krijg je heel veel heet gas. Dat gas drukt in de motor. Er is maar één plek waar het uit kan, en dat is de opening van de raketmotor. Omdat het gas daar kan ontsnappen duwt de motor als het ware zichzelf voort. Een raket moet ook snel gaan. Daarom zit er een vernauwing in de raketmotor. Het gas moet door een nauwere opening en gaat daardoor sneller stromen. Op de plek waar een raket vliegt is geen lucht. Je kunt dus niet als bij een vliegtuig met de kleppen van de vleugels sturen. Een raket heeft daarom ook geen vleugels. Daarom is er wat anders voor bedacht. In veel gevallen kunnen de motoren ene beetje bewegen. Naar links, rechts, naar voren en naar achteren. Op die manier is de raket heel goed te sturen. Soms gebruikt men ook kleine raketmotoren aan de zijkanten van de raket, die met straaltjes gas de raket in de goede positie houden. Ook proberen de geleerden de raket zo licht mogelijk te maken maar dat is heel duur.

De wetten van Newton.

De bewegingswetten van newton zijn van toepassing op de raketvoortstuwing.
Actie is Reactie: alle motoren zorgen ervoor dat er iets gaat draaien. Zo gaat bij een auto bijvoorbeeld de wielen draaien. Volgens newton vindt op elke actie een reactie plaats. Als je op een skateboard gaat staan en je gooit een zware steen naar voren, dat is de actie, zul je automatisch naar achteren rollen, dat is de reactie. Als je naar een opgeblazen ballon kijkt en die laat je los zul je deze zien wegvliegen. De lucht die in de ballon zit wordt door de druk naar buiten geperst. Deze lucht veroorzaakt een actie en als de reactie zal de ballon de andere kant op vliegen. Dit is in principe hetzelfde bij ene raketmotor.de grootte van de kracht is afhankelijk van de hoeveelheid en de snelheid van de uitgestoten massa, de actie is het uitstoten van de massa. De reactie is het bewegen van de raket in tegenovergestelde richting.

Volgens newton is kracht hetzelfde als massa maal versnelling. Als je veel massa hebt dan heb je ook een grote kracht. Als je een grote versnelling hebt is er ook een grote kracht. Een raketmotor maakt vooral gebruik van het eerste, een grote massa. Een raketmotor stoot een grote hoeveelheid gas naar buiten dat in vloeibare vorm in reservoirs zit, als tegenreactie wordt de raket dan naar voren gestuwd. Het verbranden van het gas zorgt ervoor dat de massa een grote snelheid krijgt. Hierdoor wordt de kracht dus ook groot. Het maakt niet uit dat de vloeistof, of een vaste stof die als brandstof wordt gebruikt, bij de verbranding gasvormig wordt want één kilo brandstof zorgt voor één kilo reactieproduct.

Wat gebeurt er met de raket voor de lancering?

Alles moet ook getest zijn voordat het de ruimte in gaat. Dus ze moeten kijken of de motoren goed werken en de apparatuur aan bord moet getest worden in een tank waar geen lucht is. Ook laat men alles trillen om de toestand aan boord van de raket na te spelen. Er mag niets stuk gaan, want door één onderdeeltje kan de hele lancering van een raket mislukken. Een raket bouwen kost heel veel geld met de lancering erbij kost het zo’n 300 tot 400 miljoen gulden. Eigenlijk is een raket maken zonde van het geld want na 10 minuten is er niks meer van over. Alle delen die laag genoeg zijn vallen terug in de atmosfeer en verbranden daar. Andere delen blijven soms voor eeuwig n de ruimte zweven. Maar ja, een raket is de enige manier om een satelliet in de ruimte te brengen.

De Space Shuttle.