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ⓘ Weltraum



                                               

Meteor (Begriffsklärung)

Meteor steht für: Meteor Webframework Meteor, Leucht- oder Wettererscheinung am Himmel Meteor Satellit, eine Reihe sowjetischer/russischer Wettersatelliten Raketen: Meteor Höhenforschungsrakete, eine polnische Höhenforschungsrakete MBDA Meteor, Luft-Luft-Rakete des europäischen Herstellers MBDA Kultur: Der Meteor, Theaterstück von Friedrich Dürrenmatt The Meteors, Psychobillyband aus Großbritannien Meteor Roman Deception Point, Thriller von Dan Brown Meteor Film, Spielfilm aus dem Jahr 1979 Sport: Meteor Pferd, Springpferd Meteor Jonglieren, Jonglierrequisite Meteor Prag, Fußballverein aus ...

                                               

Asteroid

Als Asteroiden, Kleinplaneten oder Planetoiden werden astronomische Kleinkörper bezeichnet, die sich auf keplerschen Umlaufbahnen um die Sonne bewegen und größer als Meteoroiden, aber kleiner als Zwergplaneten sind. Der Begriff Asteroid wird oft als Synonym von Kleinplanet verwendet, bezieht sich aber hauptsächlich nur auf Objekte innerhalb der Neptun­bahn und ist kein von der IAU definierter Begriff. Jenseits der Neptunbahn werden solche Körper auch transneptunische Objekte TNO genannt. Nach neuerer Definition fasst der Begriff Kleinplanet die "klassischen" Asteroiden und die TNO zusammen ...

                                               

Planet

Ein Planet ist gemäß der Definition der Internationalen Astronomischen Union ein Himmelskörper, a der sich auf einer Umlaufbahn um die Sonne bewegt, b dessen Masse groß genug ist, dass sich das Objekt im hydrostatischen Gleichgewicht befindet und somit eine näherungsweise kugelähnliche Gestalt besitzt, und c der das dominierende Objekt seiner Umlaufbahn ist, das heißt, diese über die Zeit durch sein Gravitationsfeld von weiteren Objekten "geräumt" hat. Diese umstrittene Definition geht auf einen Beschluss der IAU vom August 2006 zurück. Dies führte unter anderem dazu, dass Pluto seinen vor ...

                                               

Komet

Ein Komet oder Schweifstern ist ein kleiner Himmelskörper von meist einigen Kilometern Durchmesser, der in den sonnennahen Teilen seiner Bahn eine durch Ausgasen erzeugte Koma und meist auch einen leuchtenden Schweif entwickelt. Der Name kommt von altgriech. κομήτης komētēs ‚Haarstern, abgeleitet von κόμη kómē für ‚Haupthaar, ‚Mähne. Kometen sind wie Asteroiden Überreste der Entstehung des Sonnensystems und bestehen aus Eis, Staub und lockerem Gestein. Sie bildeten sich in den äußeren, kalten Bereichen des Sonnensystems überwiegend jenseits der Neptunbahn, wo die reichlichen Wasserstoff- u ...

                                               

Astrofotografie

Die Astrofotografie umfasst jene Methoden der Fotografie, mit denen Sterne, Nebel und andere Himmelskörper im sichtbaren Licht abgebildet und dauerhaft auf verschiedenen Medien gespeichert werden. Mit ihrer Hilfe kann man auch Objekte darstellen, die zu lichtschwach für visuelle Beobachtung sind. Fotografische Emulsionen Filme, Platten oder elektro-optische Bildsensoren können im Gegensatz zum Auge die Lichteinwirkung während langer Belichtungszeiten sammeln. Dieser Vorteil kommt v. a. bei geringer Flächenhelligkeit zum Tragen. Die Objekte der Astrofotografie reichen von den Körpern des So ...

                                               

Sex im Weltraum

Auch wenn von den Weltraumagenturen öffentlich bislang kaum thematisiert, werfen Überlegungen zu zukünftigen Langzeitmissionen im Weltraum bei der Forschung Fragen bezüglich des Geschlechtsverkehrs zwischen Astronauten auf. Eine von der NASA geplante Mission zum Mars würde für eine Mannschaft von sechs bis acht Personen etwa 30 Monate dauern. Unter solchen Umständen sind intensive Beziehungen nach Annahme der US-amerikanischen National Academy of Sciences unvermeidbar. Nach Lawrence Palinkas, einem Anthropologen der University of Southern California, sei es bei Betrachtung langandauernder ...

                                               

Satellit (Astronomie)

Ein Satellit, auch Mond oder Trabant, ist in der Astronomie ein kompaktes natürlich entstandenes astronomisches Objekt, das sich in einer Umlaufbahn um ein anderes, deutlich massereicheres Objekt befindet. Natürliche Satelliten von Planeten werden meist als Monde bezeichnet. Der Planet, den ein Mond umkreist, wird auch Mutterplanet genannt. Früher wurden die Monde von Planeten auch als Nebenplaneten bezeichnet. Die Gravitation eines Planeten macht sich auf einem ihn umkreisenden Mond als Gezeitenkräfte bemerkbar. Der Mond wird dabei leicht verformt. Dies führt dazu, dass sich die Rotation ...

                                               

Rakete

Eine Rakete ist ein Flugkörper mit Rückstoßantrieb. Er kann auch während des Betriebs unabhängig von externer Stoffzufuhr sein und daher auch im luftleeren Raum beschleunigen. Raketen werden insbesondere als militärische Waffe, in der Raumfahrt, als Signal und als Feuerwerkskörper eingesetzt. Raketen, die eine sehr umfassende Eigensteuerung haben und zum Beispiel beweglichen Zielen folgen, werden auch als Lenkflugkörper eingeordnet. Im Gegensatz zu Geschossen haben Raketen lange Beschleunigungsphasen. Wegen der dadurch deutlich geringeren Belastungen kann die Struktur der Rakete sehr leich ...

                                               

Raumschiff

Als Raumschiffe oder Raumfahrzeuge werden im Allgemeinen alle Fahrzeuge bezeichnet, die zur Fortbewegung im Weltraum geschaffen wurden. Teile dieser Raumschiffe, die über eine Atmosphäre im Inneren verfügen, und die nicht mit aerodynamischen Steuerlementen für den Eintritt in eine Atmosphäre vorgesehen sind, werden auch Raumkapsel genannt.

                                               

Cygnus (Raumtransporter)

Cygnus ist ein unbemanntes, nicht wiederverwendbares Versorgungsraumschiff, welches von der Firma Orbital Sciences Corporation im Rahmen des COTS-Projekts der NASA entwickelt wurde. Im Wechsel mit den Dragon-Raumschiffen von SpaceX versorgt es im Auftrag der NASA die Internationale Raumstation mit Frachtgütern. Die NASA erreichte damit einige Jahre nach Einstellung der Space-Shuttle-Flüge wieder Unabhängigkeit von den Versorgungsschiffen ihrer internationalen Partner. Cygnus ist das lateinische Wort für Schwan und für das gleichnamige Sternbild.

                                               

Dragon (Raumschiff)

Dragon ist ein Raumschiff des US-amerikanischen Unternehmens SpaceX, das mit der Falcon-9-Rakete gestartet wird. Die erste Version der Dragon-Kapsel ist nur zum Transport von Fracht geeignet. Sie ist seit Dezember 2010 im Einsatz und soll im April 2020 ausgemustert werden. Das Nachfolgemodell Dragon 2 wird auch bis zu vier Personen zur Internationalen Raumstation befördern können. Im unter Druck stehenden Teil der Kapsel stehen 10 Kubikmeter Volumen für mehr als 3000 kg Nutzlast zur Verfügung. Während des Wiedereintritts und der Wasserung kommen ein ablativer Hitzeschild und Fallschirme zu ...

                                               

Dragon 2

Die Dragon 2 oder auch Dragon V2 ist ein wiederverwendbares Raumschiff des US-Raumfahrtunternehmens SpaceX und das zweite Modell der Dragon-Serie. Es werden zwei Varianten des Raumschiffs gebaut: Die Crew Dragon, welche zukünftig Astronauten zur Internationalen Raumstation transportieren soll, und die Cargo Dragon 2 für Fracht. Als Trägerrakete dient die Falcon 9. Am 2. März 2019 erfolgte der erste Testflug zur ISS mit einer noch unbemannten Crew Dragon. Als nächster großer Meilenstein ist der erste bemannte Flug SpX-DM2 geplant.

                                               

Apollo (Raumschiff)

Apollo war ein Raumschiff, das Mitte der 1960er im Rahmen des Apollo-Programms von North American Aviation entwickelt wurde. Es bestand aus zwei Komponenten: dem Kommandomodul und dem Servicemodul. Die Kombination wurde erst kurz vor dem Wiedereintritt in die Erdatmosphäre getrennt. Nur das CM mit den drei Astronauten an Bord war mit einem Hitzeschild ausgestattet und für einen Wiedereintritt in die Erdatmosphäre und eine Wasserung ausgerüstet. Das Raumschiff Apollo CSM wurde von Saturn-Trägerraketen in eine Erdumlaufbahn gebracht.

                                               

Versorgungsraumschiff

Ein Versorgungsraumschiff ist ein Raumfahrzeug, das in wesentlicher Funktion für den Gütertransport zu Raumstationen vorgesehen ist. Im Zusammenhang mit der Internationalen Raumstation werden Versorgungsraumschiffe pauschal auch als Raumtransporter bezeichnet. Im engeren Sinne gelten nur wiederverwendbare Transportraumschiffe als Raumtransporter.

                                               

Buran 1.01

Buran 1.01 war die einzige für einen Orbitalflug eingesetzte Raumfähre aus dem gleichnamigen sowjetischen Raumfährenprojekt des Buran-Programms. Die Raumfähre ähnelte dem US-amerikanischen Space Shuttle, aber sie hatte z. B. keine eigenen Triebwerke wie das Space Shuttle. Um letztendlich einen Orbit zu erreichen, wurden am Ende des Starts ähnlich wie bei dem US-Shuttle die OMS-Triebwerke eingesetzt. Das Shuttle sollte außerdem mit Strahl-Triebwerken ausgestattet werden, die während des Landeanfluges die Raumfähre in der Atmosphäre gezielt auf einen Stützpunkt in der Sowjetunion hätten zurü ...

                                               

Wostok (Raumschiff)

Wostok war der Name der ersten Generation bemannter sowjetischer Raumschiffe. Von 1961 bis 1963 startete die UdSSR insgesamt sechs bemannte Raumschiffe dieser Serie. An Bord von Wostok 1 gelangte am 12. April 1961 mit Juri Gagarin der erste Mensch in eine Erdumlaufbahn, am 16. Juni 1963 flog mit Walentina Tereschkowa mit Wostok 6 die erste Kosmonautin. Die einsitzigen Wostok-Raumschiffe wurden mit den namensgleichen Wostok-Raketen gestartet und flogen auf einer relativ niedrigen Umlaufbahn. Sowohl die maximale Missionsdauer als auch die Steuermöglichkeiten des Piloten waren sehr begrenzt. ...

                                               

Woschod (Raumschiff)

Woschod war das Nachfolgeprojekt der Wostok-Flüge im Rahmen der sowjetischen Raumflüge der frühen 1960er Jahre. Das Raumschiff wurde durch das OKB-1 Koroljow aus dem einsitzigen Vorläufer Wostok entwickelt.

                                               

Hermes (Raumfähre)

Hermes war ursprünglich ein Projekt der französischen Weltraumorganisation für eine bemannte Raumfähre zu Versorgungsflügen in den LEO. Aufgrund steigender Entwicklungskosten wurde das Projekt 1987 durch die Europäische Weltraumorganisation weitergeführt. Das Projekt wurde im November 1992 eingestellt, nachdem sich die finanziellen und politischen Voraussetzungen geändert hatten. Hermes sollte an der Spitze einer Ariane 5 ins All gestartet werden und bestand aus zwei Modulen: dem Ressourcenmodul, das vor dem Wiedereintritt in die Atmosphäre abgetrennt wird, und der Raumfähre selbst, die an ...

                                               

Gemini-Programm

Das Gemini-Programm war nach dem Mercury-Programm das zweite bemannte Raumfahrtprogramm der Vereinigten Staaten. Ziel des Gemini-Programms war das Entwickeln von Verfahrensweisen und Technologien für das Apollo-Programm. In seinem Rahmen fanden 1965 und 1966 zehn bemannte Raumflüge statt, bei denen Astronauten unter anderem die ersten Kopplungsmanöver im Weltraum sowie die ersten amerikanischen Weltraumausstiege durchführten.

                                               

Kliper

Kliper war ein Konzept der russischen Weltraumagentur Roskosmos für ein teilweise wiederverwendbares Raumschiff in Tragrumpf-Bauweise für niedrige Umlaufbahnen.

                                               

Raumfähre

Eine Raumfähre ist ein wiederverwendbares Transportfahrzeug für die Raumfahrt, das nach einer Weltraummission wie ein Flugzeug landend zum Erdboden zurückkehrt. Raumfähren sind durch ihre Wiederverwendbarkeit und ihren steuerbaren Gleitflug deutlich 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.

                                               

Orion (Raumschiff)

Das Orion MPCV bezeichnet) ist ein US-amerikanisches bemanntes Raumfahrzeug der NASA, das in Zusammenarbeit mit der ESA gebaut wird. Dieses wurde im Rahmen des Constellation-Programms und der Studie ESAS zuerst unter dem Namen Crew Exploration Vehicle und dann Orion CEV konzipiert und teilweise entwickelt und soll zum Transport von Fracht und Personen zur ISS, zum Mond und zum Mars dienen. 2010 wurde das Constellation-Programm samt dem Orion-Raumschiff gestrichen, 2011 jedoch wurde bekannt gegeben, dass das Raumschiff unter seinem jetzigen Namen wieder für ISS-, Mond-, Mars- und Asteroiden ...

                                               

Progress

Progress ist ein russischer, von Sojus abgeleiteter unbemannter und nichtwiederverwendbarer Raumtransporter, der Mitte der 1970er-Jahre vom OKB-1 Koroljow zur Versorgung von Raumstationen der Saljut-Serie entwickelt wurde. Später wurde mit Progress auch die Raumstation Mir angeflogen. Heutzutage starten die Progress-Transporter zur Internationalen Raumstation. Als Träger dient die Sojus-Rakete. Die ersten 134 Starts bis einschließlich Progress M-11M am 21. Juni 2011 verliefen ausnahmslos erfolgreich. Seitdem Stand Dezember 2016 hat es bei 21 weiteren Starts insgesamt drei Totalverluste geg ...

                                               

Sojus (Raumschiff)

Sojus ist der Name einer Reihe von bemannten sowjetischen, später dann russischen Raumschiffen für Besatzungen von bis zu drei Personen. Das während der 1960er-Jahre im Experimental-Konstruktionsbüro-1 unter Leitung von Sergei Koroljow bzw. seit 1966 in der Nachfolgeorganisation, dem Zentralen Konstruktionsbüro für Experimentalen Maschinenbau unter Wassili Mischin entwickelte und anschließend mehrfach modifizierte Sojus-Raumschiff wurde zu einer bemannten Fähre für die Raumstationen der Saljut-Reihe, später für die Mir und derzeit für die Internationale Raumstation. Das Sojus-Raumschiff is ...

                                               

100 Year Starship

Das 100 Year Starship ist ein Förderungsprojekt der Defense Advanced Research Projects Agency und der NASA, das sich mit der erforderlichen Forschung, möglichen Technologien und Maßnahmen für bemannte, interstellare Raumflüge in den nächsten hundert Jahren befasst. Das Projekt wurde im Oktober 2010 von Pete Worden vorgestellt. Jährlich finden Veranstaltungen statt, die 100 Year Starship Symposia. 2012 übernahm Mae Jemison die Projektleitung.

                                               

Federazija (Raumschiff)

Federazija oder Orel, vorher "Bemanntes Transportschiff neuer Generation", davor "Perspektivisches Bemanntes Transportsystem" ist ein in Entwicklung befindliches bemanntes russisches Raumschiff. Es ist für Flüge in niedrigen Erdumlaufbahnen – einschließlich Zubringerflügen zur ISS – und zum Mond vorgesehen.

                                               

Shenzhou

Shenzhou ist die Bezeichnung für das erste bemannte chinesische Raumschiff und das dahinterstehende Programm des Büros für bemannte Raumfahrt.

                                               

Raumsonde

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 ersichtlichem Zusammenhang mit Weltraumforschung kann der Begriff auch zu "Sonde" abgekürzt werden und so Komposita mit Zielobjektbenennungen bilden, beispielsweise "Mondsonde" oder "Marssonde". Insbesondere für Flüge zu Zielen jenseits von Mars und Venus erfordert der Start von Raumsonden ein großes Delta v. Kurskorrekturen erfolgen nach der ersten Vermessung der Bahn sowie ...

                                               

Satellit (Raumfahrt)

Ein Satellit, früher auch Kunstmond, ist in der Raumfahrt ein künstlicher Raumflugkörper, der einen Himmelskörper auf einer elliptischen oder kreisförmigen Umlaufbahn zur Erfüllung wissenschaftlicher, kommerzieller oder militärischer Zwecke umkreist.

                                               

Wettlauf ins All

Als Wettlauf ins All wird die in den 1950er und 1960er Jahren zwischen den Vereinigten Staaten und der Sowjetunion wettkampfartig inszenierte technische Entwicklung der Raumfahrt bezeichnet. Im Kalten Krieg fanden die politisch-ideologischen Gegensätze der beiden konkurrierenden Systeme verbunden mit dem Wettrüsten einen weiteren Schauplatz: den Weltraum. Von den Massenmedien wurde dafür die Bezeichnung "Wettlauf ins All" engl. "Space Race" geprägt. Von der Öffentlichkeit weitgehend unbeachtet, begann dieser inszenierte "Wettlauf" im Jahr 1955 mit der Ankündigung von US-Präsident Eisenhowe ...

                                               

Raumfahrt

Als Raumfahrt werden Reisen oder Transporte in oder durch den Weltraum bezeichnet. Der Übergang zwischen Erde und Weltraum ist fließend, er wurde von der US Air Force auf eine Grenzhöhe von 50 Meilen und von der Fédération Aéronautique Internationale auf eine Grenzhöhe von 100 Kilometern festgelegt. Beide definierten Höhen liegen in der Hochatmosphäre. Während die Theorie der Raumfahrt bereits um 1900 von Konstantin Eduardowitsch Ziolkowski mit der Formulierung der Raketengleichungen entwickelt wurde, gab es die ersten Feststoffraketen bereits seit vielen Jahrhunderten. Die ersten Flüssigk ...

                                               

Astronautik

Der Begriff Astronautik oder Kosmonautik umschließt die Fachgebiete der Wissenschaften und Technik, die Voraussetzung erfolgreicher Raumfahrt und der Erforschung der Hochatmosphäre sind. Konkret befasst sich die Astronautik vor allem mit Konstruktion, Bau und Betrieb von Raketen und ihren Nutzlasten und der Planung des Ablauf der Raumfahrtmissionen. Sie kann auch als Überbegriff der Raketen- und Satellitentechnik verstanden werden. Bedeutender wissenschaftlicher Ableger ist aber beispielsweise auch die Raumfahrtmedizin, also die Untersuchung des Menschen unter den Bedingungen, die Raumfahr ...

Weltraum
                                     

ⓘ Weltraum

Der Weltraum bezeichnet den Raum zwischen Himmelskörpern. Die Atmosphären von festen und gasförmigen Himmelskörpern haben keine feste Grenze nach oben, sondern werden mit zunehmendem Abstand zum Himmelskörper allmählich immer dünner. Ab einer bestimmten Höhe spricht man vom Beginn des Weltraums.

Im Weltraum herrscht ein Hochvakuum mit niedriger Teilchendichte. Er ist aber kein leerer Raum, sondern enthält Gase, kosmischen Staub und Elementarteilchen, außerdem elektrische und magnetische Felder, Gravitationsfelder und elektromagnetische Wellen Photonen. Das fast vollständige Vakuum im Weltraum macht ihn außerordentlich durchsichtig und erlaubt die Beobachtung extrem entfernter Objekte, etwa anderer Galaxien. Jedoch können Nebel aus interstellarer Materie die Sicht auf dahinterliegende Objekte auch stark behindern.

Der Begriff des Weltraums ist nicht gleichzusetzen mit dem Weltall, welches eine eingedeutschte Bezeichnung für das Universum insgesamt ist und somit alles, also auch die Sterne und Planeten selbst, mit einschließt. Dennoch wird das deutsche Wort "Weltall" oder "All" umgangssprachlich eigentlich inkorrekt mit der Bedeutung "Weltraum" verwendet.

Die Erforschung des Weltraums wird Weltraumforschung genannt. Reisen oder Transporte in oder durch den Weltraum werden als Raumfahrt bezeichnet.

                                     

1. Übergang zum Weltraum

Der Übergang zwischen der Erdatmosphäre und dem Weltraum ist fließend. Die Fédération Aéronautique Internationale FAI definiert die Grenze zum Weltraum bei 100 Kilometern Höhe über dem Meeresspiegel, der Kármán-Linie. In dieser Höhe ist die Geschwindigkeit, die benötigt wird, um Auftrieb zum Fliegen zu erhalten, gleich hoch wie die Umlaufgeschwindigkeit eines Satelliten, so dass man oberhalb dieser Linie nicht mehr sinnvoll von Luftfahrt sprechen kann. Auch die NASA schließt sich der 100-Kilometer-Definition an. Davon abweichend definiert die US Air Force bereits die Höhe von 50 Meilen circa 80 km als Beginn des Weltraums. Beide als Grenzen vorgeschlagenen Höhen liegen in der Hochatmosphäre. Eine völkerrechtlich verbindliche Höhengrenze zum Weltraum gibt es nicht.

Eine andere Höhendefinition, die diskutiert wird, ist die niedrigstmögliche Perigäumshöhe eines Erdsatelliten, da die dünne Atmosphäre auch oberhalb von 100 Kilometern noch eine nicht zu vernachlässigende Bremswirkung hat. Bei einem die Erde elliptisch umkreisenden Raumflugkörper mit Antrieb liegt die niedrigstmögliche Perigäumshöhe bei etwa 130 Kilometern. Bei einem Raumflugkörper ohne Antrieb liegt sie bei ungefähr 150 Kilometern. Aber selbst in 400 Kilometern, der Flughöhe der Internationalen Raumstation, ist noch eine Bremswirkung der Atmosphäre spürbar, durch die ISS ständig leicht an Höhe verliert und immer wieder von angedockten Raumschiffen auf eine höhere Umlaufbahn zurückgeschoben werden muss.

Die Kármán-Linie der Venus befindet sich bei ungefähr 250 Kilometern Höhe, die des Mars bei etwa 80 Kilometern. Bei Himmelskörpern, die keine oder fast keine Atmosphäre haben, wie etwa dem Merkur, dem Erdmond oder Asteroiden, beginnt der Weltraum direkt an der Oberfläche des Körpers.

Beim Wiedereintritt von Raumflugkörpern in die Atmosphäre wird für die Berechnung der Flugbahn eine Wiedereintrittshöhe so festgelegt, dass bis zum Wiedereintrittspunkt der Einfluss der Atmosphäre praktisch vernachlässigbar ist; ab diesem Punkt muss er einkalkuliert werden. Üblicherweise ist die Wiedereintrittshöhe gleich oder höher der Kármán-Linie. Die NASA verwendet bei der Erde als Wiedereintrittshöhe den Wert von 400.000 Fuß ca. 122 Kilometer.

                                     

2.1. Bereiche Erdnaher Weltraum

Der erdnahe Weltraum, englisch Geospace genannt, wird vom Erdmagnetfeld und nicht vom Magnetfeld der Sonne dominiert. Er reicht von den oberen Regionen der Atmosphäre bis an die Grenze der irdischen Magnetosphäre. Diese misst auf der Sonnenseite etwa zehn Erdradien etwa 60.000 km, auf der Nachtseite in Form eines langen Schweifs etwa hundert Erdradien 600.000 km. Die irdische Magnetosphäre lenkt den von der Sonne abströmenden Sonnenwind um die Erde herum ab und schützt sie so vor dem größten Teil des für Lebewesen gefährlichen Teilchenstroms. Nur ein kleiner Teil des Sonnenwinds gelangt in Polnähe in die Erdatmosphäre und wird dort als Polarlicht sichtbar.

Veränderungen des interplanetaren Mediums im erdnahen Raum werden als Weltraumwetter bezeichnet. Hauptsächliche Ursachen sind Veränderungen im Sonnenwind und der kosmischen Strahlung der Milchstraße. Durch diese Einflüsse gelangen in unregelmäßigen Abständen verstärkt Materie, Teilchen- und Strahlungsströme in das Umfeld der Erde.

Nicht alle Himmelskörper haben solche Magnetfelder. So ist zum Beispiel der Mond dem Sonnenwind schutzlos ausgesetzt.

Der innere Bereich der irdischen Magnetosphäre ist die von relativ kühlem Plasma erfüllte torusförmige Plasmasphäre in der nebenstehenden Grafik rot eingezeichnet. Ebenfalls befindet sich in der irdischen Magnetosphäre ein torusförmiger Strahlungsgürtel, der Van-Allen-Gürtel. In diesem Teil des erdnahen Weltraums herrscht eine harte ionisierende Strahlung.

                                     

2.2. Bereiche Interplanetarer Raum

Der interplanetare Raum ist der vom interplanetaren Staub, vom Sonnenwind und dem Magnetfeld der Sonne erfüllte Raum in unserem Sonnensystem. Das Magnetfeld der Sonne interagiert mit dem Sonnenwind und bestimmt maßgeblich seinen Fluss. Umgekehrt leitet und verstärkt aber auch der Sonnenwind als elektrisch leitendes Plasma das Magnetfeld der Sonne.

Der interplanetare Raum ist der Raum innerhalb der Heliosphäre bis zur Grenzschicht der Heliopause. Die Heliosphäre hat einen geschätzten Radius von etwa 110 bis 150 AE und schützt das Sonnensystem und die Planeten wiederum vor sehr energiereichen Teilchen der kosmischen Strahlung.

                                     

2.3. Bereiche Interstellarer Raum

Der interstellare Raum bezeichnet den Raum zwischen den Astropausen der Sterne innerhalb einer Galaxie. Er ist von der interstellaren Materie und vom galaktischen Magnetfeld erfüllt. Die interstellare Materie spielt eine wesentliche Rolle in der Astrophysik, da aus ihr Sterne entstehen, die mit Sternwinden und Supernovae auch wieder Materie in den interstellaren Raum abgeben.

Es gibt im interstellaren Raum Regionen mit höherer Teilchendichte, die interstellare Wolken genannt werden. Man unterscheidet nach ihrer Dichte, Größe und Temperatur verschiedene Typen solcher Wolken: in H-I-Gebieten liegt der Wasserstoff neutral atomar vor, in H-II-Gebieten ionisiert atomar ein Plasmazustand aus einzelnen Protonen, und in Molekülwolken als molekularer Wasserstoff H 2. Durch gravitative Zusammenziehung entstehen aus Molekülwolken neue Sternensysteme. Auch unser Sonnensystem ist aus einer solchen Wolke entstanden, der Urwolke.

Die Materiedichte im interstellaren Medium kann stark variieren. Im Durchschnitt beträgt sie etwa 10 6 Teilchen pro Kubikmeter, aber in kalten Molekülwolken kann sie 10 8 bis 10 12 Teilchen pro Kubikmeter betragen. Riesenmolekülwolken können die millionenfache Masse der Sonne haben und machen einen erheblichen Anteil der Masse im interstellaren Medium aus.

An den Grenzen der Astropausen können, wenn die Geschwindigkeit des Sterns relativ zum interstellaren Medium groß genug ist, Stoßfronten englisch bow shocks auftreten. Im Fall der Sonne ist die Geschwindigkeit hierfür vermutlich zu gering, so dass statt einer Bugstoßwelle nur eine relativ sanfte Bugwelle angenommen wird.

Am 12. September 2013 verkündete NASA, dass die Raumsonde Voyager 1 am 25. August 2012 die Heliosphäre verlassen habe, als sie einen plötzlichen Anstieg der Plasmadichte registrierte. Voyager 1 hat demnach als erstes menschengeschaffenes Objekt den interstellaren Raum erreicht. Die Schwestersonde Voyager 2 verließ die Heliosphäre als zweites Objekt am 5. November 2018.

Die Sonne durchquert seit ca. 100.000 Jahren die Lokale Flocke, eine Region im interstellaren Raum mit höherer Dichte als ihre Umgebung, und wird diese voraussichtlich in 10.000 bis 20.000 Jahren wieder verlassen. Die Lokale Flocke befindet sich innerhalb der Lokalen Blase, einer Region der Milchstraße mit niedrigerer Dichte.



                                     

2.4. Bereiche Intergalaktischer Raum

Der intergalaktische Raum ist der Raum zwischen Galaxien. Der größte Teil des Universums ist intergalaktischer Raum. Das intergalaktische Medium besteht hauptsächlich aus ionisiertem Wasserstoff-Gas/-Plasma HII, also gleichen Mengen freier Protonen und Elektronen.

Das intergalaktische Medium zwischen den Galaxien ist nicht gleichförmig verteilt, sondern liegt in fadenförmigen Verbindungen, den Filamenten, vor. In deren Knotenpunkten befinden sich Galaxienhaufen und Superhaufen. Zwischen den Filamenten gibt es riesige Leerräume mit sehr viel geringerer Materiedichte, genannt Voids. Die Voids enthalten nur wenige Galaxien. Die Filamente und Voids sind die größten zur Zeit bekannten Strukturen im Universum.

Das intergalaktische Medium wird in zwei Arten eingeteilt. Das Gas, das aus den Voids in den Bereich der Filamente strömt, heizt sich dabei auf Temperaturen von 10 5 K bis 10 7 K auf. Dies ist heiß genug, dass bei Kollisionen von Atomen die Elektronen von den Wasserstoffkernen getrennt werden, weshalb es als ionisiertes Plasma vorliegt. Dieses wird das Warm-Hot Intergalactic Medium warm-heiße intergalaktische Medium, WHIM genannt. Obwohl das Plasma nach irdischen Standards sehr heiß ist, wird in der Astrophysik 10 5 K oft als "warm" bezeichnet. Computersimulationen und Beobachtungen deuten an, dass bis zur Hälfte aller atomaren Masse im Universum in diesem verdünnten, warm-heißen Plasmazustand existiert.

Dort, wo Gas von den Filamentenstrukturen des WHIM in die Knotenpunkte der kosmischen Filamente strömt, heizt es sich noch weiter auf und erreicht Temperaturen von 10 7 K bis 10 8 K, manchmal auch darüber. Dieses intergalaktische Medium wird Intracluster-Medium ICM genannt. Es ist durch seine starke Emission von Röntgenstrahlung beobachtbar.

                                     

3. Temperatur des Weltraums

Dem Raum selbst lässt sich keine Temperatur zuordnen, sondern nur seiner Materie und den in ihm wirkenden Strahlungen. Die sehr dünn verteilte Materie im Weltraum kann sehr hohe Temperaturen aufweisen. Die irdische Hochatmosphäre erreicht Temperaturen von ca. 1400 Kelvin. Das intergalaktische Plasma mit einer Dichte von weniger als einem Wasserstoffatom pro Kubikmeter kann Temperaturen von mehreren Millionen Kelvin erreichen; in einem Galaxienhaufen wie dem Perseushaufen auch 100 Millionen Kelvin. Die hohe Temperatur resultiert aus der hohen Geschwindigkeit der Teilchen. Sie zeigt sich beispielsweise in einer starken Röntgenstrahlung, die von so heißem intergalaktischen Plasma ausgeht. Ein gewöhnliches Thermometer würde allerdings Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt anzeigen, da die Teilchendichte viel zu gering ist, um einen messbaren Wärmetransport zu bewirken.

Die in alle Richtungen gemessene Mikrowellen-Hintergrundstrahlung beträgt 2.725 Kelvin −270.425 °C und ist die theoretische Gleichgewichtstemperatur von Materie, wenn diese keine eigene Wärmestrahlung durch Energieumwandlung erzeugt. Wegen des Joule-Thomson-Effekts gibt es aber auch kältere Regionen. Im Bumerangnebel herrscht die kälteste natürliche Temperatur mit minus 272 Grad Celsius – nur ein Grad über dem absoluten Nullpunkt.

Festkörper im erdnahen oder interplanetaren Weltraum erfahren auf ihrer sonnenzugewandten Seite große Strahlungswärme, auf ihrer sonnenabgewandten Seite dagegen große Kälte, weil sie dort ihre Wärmeenergie selbst in den Weltraum abstrahlen. Beispielsweise wird die Oberfläche des Erdmonds auf der sonnenzugewandten Seite bis zu 130 °C heiß, auf der sonnenabgewandten Seite fällt sie auf etwa −160 °C. Ebenso wird auch beispielsweise der Raumanzug eines Astronauten, der bei der Internationalen Raumstation einen Außenbordeinsatz unternimmt, auf der sonnenzugewandten Seite etwa 100 °C heiß. Auf der Nachtseite der Erde ist die Sonnenstrahlung abgeschattet, und die schwache Infrarotstrahlung der Erde lässt den Raumanzug auf etwa −100 °C abkühlen.



                                     

4. Weltraum und Schwerelosigkeit

Entgegen einer häufigen Laienvorstellung herrscht im Weltraum keinesfalls pauschal Schwerelosigkeit. Die Gravitationskraft der gegenseitigen Anziehung von Massen wirkt überall und über weiteste Distanzen. Schwerelosigkeit tritt im Weltall immer dann auf, wenn ein Körper ausschließlich gravitative Beschleunigungen erfährt, so dass er im freien Fall ist. Gegebenenfalls führt der freie Fall den Körper auf einer Umlaufbahn um einen Himmelskörper herum.

Immer dann, wenn ein Raumflugkörper aus eigenem Antrieb beschleunigt oder bremst, ist er nicht mehr im freien Fall und es wird eine Beschleunigungskraft g-Kraft spürbar. Ein rotierender Körper erfährt außerdem eine seiner Größe und Rotationsgeschwindigkeit entsprechende Zentrifugalkraft. Beide Kräfte werden durch die Trägheit des Körpers verursacht.

Auch immer dann, wenn ein Körper in seinem Fall gehemmt wird, erfährt er durch eine Gegenkraft Schwere. Bei einem Planeten oder Mond ohne Atmosphäre etwa dem Erdmond reicht der Weltraum bis zum Boden. Alle Objekte auf der Oberfläche des Himmelskörpers befinden sich somit auch zugleich im Weltraum. Da ihr Fall durch den Boden gehemmt wird, erfahren sie keine Schwerelosigkeit, sondern die normale Schwerkraft des Himmelskörpers.

                                     

5. Der Mensch im Weltraum

  • Siehe auch Weltraumhaftung, Weltraumkolonisierung, Weltraumtourismus, Weltraumtruppen, Weltraumwaffe, Weltraumzeitalter

Raumfahrt

Die Geschichte der Raumfahrt beginnt mit der Entwicklung der Rakete und der Raketentechnik, insbesondere von Raketentriebwerken. Siehe Liste der Listen von Trägerraketenstarts.

                                     

5.1. Der Mensch im Weltraum Raumfahrt

Die Geschichte der Raumfahrt beginnt mit der Entwicklung der Rakete und der Raketentechnik, insbesondere von Raketentriebwerken. Siehe Liste der Listen von Trägerraketenstarts.

                                     

5.2. Der Mensch im Weltraum Unbemannte Raumfahrt

Die ersten von Menschen geschaffenen Objekte, die Grenze zum Weltraum durchstießen, waren ballistische Artillerie-Raketenwaffen vom Typ Aggregat 4 kurz "A4", die im Zweiten Weltkrieg vom Deutschen Reich unter der Leitung von Wernher von Braun entwickelt und ab 1942 kriegerisch eingesetzt wurden. Die NS-Propaganda taufte dieses Raketenmodell im Jahr 1944 "Vergeltungswaffe 2", kurz "V2".

Mit der Operation Overcast und nachfolgender Programme wurden nach dem Zweiten Weltkrieg die führenden deutschen Raketentechniker einschließlich Wernher von Braun in die USA übersiedelt. Mit der erbeuteten Technik des A4 und den deutschen Ingenieuren begannen die US-amerikanischen Raumfahrtentwicklungen.

Die sowjetische Raumfahrt nahm ebenfalls ihren Beginn in der deutschen A4-Rakete, die nach 1945, begleitet von einer Reihe von Raketen-Ingenieuren, als Kriegsbeute in die Sowjetunion kam. Unter Sergei Pawlowitsch Koroljow wurde zunächst das A4 nachgebaut, dann ab 1950 die weltweit erste Interkontinentalrakete und Trägerrakete R-7 entwickelt und diese ab 1953 eingesetzt. Mit einer R-7 startete auch 1957 der erste künstliche Erdsatellit Sputnik 1. Dieser machte klar, dass die Sowjetunion in der Entwicklung ihrer Raumfahrt technologisch den USA mindestens ebenbürtig war "Sputnikschock".

In der unbemannten Raumfahrt werden als Raumflugkörper unter anderem Trägerraketen, künstliche Satelliten, Raumsonden und Weltraumteleskope eingesetzt.



                                     

5.3. Der Mensch im Weltraum Bemannte Raumfahrt

Die bemannte Raumfahrt begann im Zeitalter des Kalten Krieges während des "Wettlaufs ins All" zwischen den verfeindeten Supermächten USA und Sowjetunion. Der erste Mensch im Weltraum war am 12. April 1961 der sowjetische Kosmonaut Juri Gagarin. Der erste US-Astronaut im All wenige Wochen später am 5. Mai 1961 war Alan Shepard; die erste und für lange Zeit die einzige Frau im Weltraum war 1963 Walentina Wladimirowna Tereschkowa. 1965 war Alexei Leonow der erste Mensch, der in einem Raumanzug sein Raumschiff verließ und bei einem Außenbordeinsatz frei im Weltraum schwebte. Der erste Deutsche 1978 Sigmund Jähn; der erste Österreicher 1991 Franz Viehböck, und der erste und bisher einzige Schweizer 1992 Claude Nicollier.

Unter der Leitung Wernher von Brauns wurde für die zivile US-Bundesbehörde NASA im Rahmen des US-amerikanischen Apollo-Programms die Familie der Saturn-Raketen entwickelt. Mit diesen leistungsstarken Trägerraketen, deren Einsatz 1961 begann und 1975 endete, wurden zum ersten und bisher einzigen Mal Menschen weiter als in eine niedrige Erdumlaufbahn gebracht. Insgesamt wurden mit Saturn-Raketen 24 Astronauten zum Mond geflogen, von denen 12 die Mondoberfläche betraten. Das sowjetische bemannte Mondprogramm wurde nach 4 Fehlstarts der großen N1-Rakete eingestellt, ohne dass ein Kosmonaut den Mond betreten hat.

In der bemannten Raumfahrt kommen Trägerraketen, Raumschiffe, Raumfähren, Raumflugzeuge und Raumstationen zum Einsatz.

                                     

5.4. Der Mensch im Weltraum Weltraumrecht

Der Teilbereich des Rechts, der einen Bezug zu nationalen und internationalen Aktivitäten im Weltraum hat, wird Weltraumrecht genannt.

Der von den Vereinten Nationen 1967 verabschiedete Weltraumvertrag Vertrag über die Grundsätze zur Regelung der Tätigkeiten von Staaten bei der Erforschung und Nutzung des Weltraums einschließlich des Mondes und anderer Himmelskörper – Treaty on Principles Governing the Activities of States in the Exploration and Use of Outer Space, including the Moon and Other Celestial Bodies ist das grundlegende Vertragswerk des Weltraumrechts.

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