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Der erste Raketenversuch der Neuzeit

Es war einmal, so fangen fast alle Märchen an. Ich möchte Ihnen jedoch kein Märchen erzählen, sondern Ihnen von dem ersten Raketeneinsatz berichten.

Es war einmal ein junger Pilot namens Rudolf Nebel, der 1894 in Weißenburg/Bayern geboren worden war. Er hatte bereits einige Semester Ingenieurswissenschaften an der Tu München studiert, als er mit dem Beginn des Ersten Weltkrieges als Soldat eingezogen wurde. Auf Grund seiner technischen Vorbildung wurde er ab Januar 1916 zum Jagdpiloten ausgebildet. Er diente unter Oberleutnant Hans Berr in der Jasta 5. Nach einem Luftgefecht schwer verletzt, kam Nebel in ein Lazarett. Dort hatte er Zeit um über seinen Luftkampf nachzudenken. Hatte er Fehler gemacht, was hätte er besser machen können, wie könnte er solch einer Situation beim nächsten Mal seinen Stempel aufdrücken?  Er erkannte, dass es überaus nützlich wäre, die Angriffsdistanz während eines Luftkampfes vergrößern zu können., was jedoch mit den damals üblichen Maschinengewehrwaffen nicht möglich war. So begann er über neue Waffensysteme nachzugrübeln: Dabei kam ihm wieder in den Sinn, wie sein Mathematiklehrer einst von alter chinesischer Kriegsführung mittels Raketen berichtet hatte. Demnach setzte die Chinesen Im Krieg gegen die Mongolen, in der Schlacht von Kaifeng im Jahr 1232 eine Art Rakete ein. Sie sollen eine Vielzahl simpler, von Schwarzpulver angetriebener Flugkörper auf die gegnerischen Mongolen abgefeuert haben. Eine Idee, die Rudolf Nebel faszinierte und die er ausprobieren wollte. Noch im Lazarett fertigte er Zeichnungen und Skizzen und stellte Berechnungen an. Wieder genesen und zurück bei seiner Einheit, machte er sich ans Werk. Für sein Raketenprojekt verwendete er simple Ofenrohre, die er mit Infanterie-Signalraketen bestückte. Die so hergestellten Raketenwerfer montierte er unter die Tragflächen seines Halberstadt-Doppeldeckers. Vom Zündmechanismus verlegte er ein Kabel in sein Cockpit, und installierte einen Zündschalter, an den er das Kabel anschloss.

„Die Teufelsinstrumente unter meiner Halberstadt erschien allen unheilvoll. Diese kommende Nacht konnte ich kaum schlafen“, schrieb Nebel darüber. Am folgenden Tag erhielt die Jasta 5, zu der Leutnant Nebel gehörte, den Einsatzbefehl. Folgende Schilderung von ihm über diesen Einsatz ist überliefert: „25 Flugzeuge stiegen auf. Ich achtete nicht mehr auf meine Staffelkameraden, die schneller steigen konnten, als mein Flugzeug mit seinen vier Ofenrohren. Zu Überlegungen war keine Zeit. Ich flog direkt auf einen feindlichen Verband zu und drückte automatisch auf einen kleinen Knopf am Steuerknüppel. Es war eine enorme Entfernung (über 328 Fuß =110m), verglichen mit dem üblichen Gefechtsbereich. Unter meinen Tragflächen tanzte ein Feuerwerk, dann schoss ein riesiger Rauschschweif durch die englische Schwadron. War ich erfolgreich? Tatsächlich! Ein englischer Pilot führte mit seinem Doppeldecker einen Sturzflug durch und landete auf dem nächsten Feld. Ich folgte ihm, indem ich abdrosselte und etwa 20 m entfernt landete. Der Tommy versuchte nicht den Trick, sich zu ergeben und dann im letzten Moment zu entkommen. Die neue Waffe hatte ihn derart erschreckt, dass er sich ohne Widerstand ergab. Acht Tage später entdeckte ich, dass die Ofenrohre mehr als nur eine moralische Wirkung hatten. Während dieser Operation zerschoss ich den Propeller einer feindlichen Maschine, die abstürzte.“ Dies war wohl der erste Raketeneinsatz der Neuzeit, auf jeden Fall jedoch der erste von einem Flugzeug aus.

Eine Woche später entging Leutnant Nebel nur knapp einer Katastrophe. Er hatte seinen Raketenwerfer unter die Tragflächen einer Albatros D III montiert. Beim Raketenabschuss entzündeten die heißen Brenngase der Rakete die Tragflächen. Nebel musste eine Bruchlandung hinlegen und hatte Glück, dass er nur leichte Verletzungen davontrug. Nach diesem Vorfall wurden weitere Versuche und Experimente in der Staffel verboten; Piloten waren äußerst wertvoll und das Risiko durch Eigenverschulden Pilot und Maschine zu verlieren war den Vorgesetzten dann wohl doch zu hoch.

Der junge Kampfpilot Hermann Göring, der später Oberbefehlshaber der deutschen Luftwaffe wurde, schuf in einem Bericht an das Oberkommando einen prägenden Begriff für den Raketenpionier: Nebelwerfer. Von diesem Begriff wurde im 2. Weltkrieg der Name der deutschen Granatwerfer abgeleitet, die man als Nebelwerfer bezeichnete.

Nach dem Krieg beendete Nebel sein Ingenieurstudium und wurde zu einem der bedeutendsten Raketen- und Raumfahrtpioniere der 1920er und 30er Jahre. 1934 im Zusammenhang mit dem Röhm-Putsch verhaftet und von jeglicher Raketenentwicklung auf Lebenszeit ausgeschlossen, gründete Nebel ein Ingenieurbüro. Erst nach Kriegsende konnte er sich erneut der Raketen- und Raumfahrtforschung zuwenden.




Der Ionenantrieb

Das Prinzip des Ionentriebwerkes wurde bereits im Jahr 1923 von dem Raumfahrtpionier Hermann Oberth beschrieben – ich arbeite gerade an einem Buch zur Geschichte der Raketenentwicklung. Ab diesem Zeitpunkt wurde an diesem Antriebskonzept geforscht – jedoch im Geheimen und das bis heute. Die Nationalsozialisten sind wohl diesbezüglich zu keinen revolutionären Erkenntnissen gelangt. Jedoch ist uns von deren Forschungen wenig bekannt – die Junkers-Werke forschten beispielsweise in diese Richtung – zu groß war die Geheimhaltung der Nazis. Und alle vorhandenen Forschungsunterlagen in diesen Technologiebereichen wurden von den Amerikanern und auch den Sowjets konfisziert und mitgenommen – topp sekret! Auch werden solche Entwicklungen grundsätzlich nicht patentiert, denn dann müssten sie ja veröffentlicht werden.

Einen Ionenantrieb hier im Detail zu erläutern würde den Rahmen sprengen, den ich mir hier gesteckt habe. Nur so viel dazu, die Physiker und Chemiker mögen mir verzeihen, es handelt sich dabei um einen rein atomphysikalischen Antrieb. Im Grundprinzip werden bei diesem Antrieb mit sehr wenig Masse, aus einer Anode und einer Kathode mittels einer Stromquelle Atome gelöst. Die dabei freiwerdenden Elektronen strömen zur Anode und die Ionen werden durch ein Gittergeflecht herausgeschleudert, dabei neutralisiert und bewirken den Schub des Triebwerkes. Es handelt sich somit um einen Antrieb nach dem Rückstoßprinzip. Das klingt soweit alles recht einfach und verständlich: Dennoch kann das Ionentriebwerk wohl als eine der beachtlichsten Erfindungen angesehen werden, die je gemacht wurden.

Reiseführer kostenlos anfordernWesentliche Bestandteile des Triebwerkes sind ein Ionisierbarer Treibstoff sowie eine Stromquelle, ein Gehäuse mit Gitteraustritt, eine Kathode und eine Anode, ein Magnet sowie einige Steuer – und Regelelemente und fertig ist ein prinzipielles Triebwerk. In der Praxis ist das natürlich erheblich komplexer, wie so oft besteht eine erhebliche Diskrepanz zwischen Theorie und Praxis.

In der Regel kommen bei Fluggeräten Brennstoffantriebe zur Anwendung. Die haben eine sehr große Masse, bedingt durch den enormen Bedarf an Brennstoff, sowie eine dadurch eingeschränkte Reichweite und eine physikalisch begrenzte Maximalgeschwindigkeit. Alle diese Nachteile hat ein Ionentriebwerk nicht. Es kann enorme, bisher unvorstellbare Geschwindigkeiten erreichen und riesige Entfernungen zurücklegen. Jedoch hat auch dieser Antrieb einen Pferdefuß. Er benötigt eine ausdauernde Stromquelle mit geringer Masse. Anbieten können sich dafür bisher nur Solarmodule sowie Kernreaktoren.

Sie haben es sicherlich gemerkt, wir sind bei der Weltraumforschung gelandet. Viele Innovationen aus diesem Forschungsbereich haben sich inzwischen auch in Produkten des alltäglichen Lebens etabliert. Zur Weltraumforschung kann man stehen, wie man will! Unabhängig davon wird es kommen, dass ein Himmelskörper wieder einmal unsere Erde bedroht. Die Frage ist nur wann? Dieser Problematik ist sich auch die Politik und die Wissenschaft durchaus bewusst. Es wird daher in hochmodernen Beobachtungstationen ständig gezielt nach entsprechenden Himmelskörpern gesucht, die der Erde gefährlich werden könnten. Jedoch auch diese Frühwarnsysteme arbeiten anscheinend nicht vollständig zuverlässig, denn mitunter kam es durchaus zu gefährlichen Situationen, die erst zu spät erkannt wurden. So auch im März 2009, als zwei Asteroiden in etwa 7.000 km Entfernung an der Erde vorbeiflogen. Diese zwei Asteroiden waren zwar mit ihren jeweils etwa 50 m Durchmesser keine echte Bedrohung für unseren Planeten, trotzdem hätten sie bei einer Kollision sicherlich mehr als Staub aufgewirbelt.

Und was, wenn ein Asteroid von über zehn Kilometer Durchmesser auf die Erde zusteuert? Eine Atombombe einzusetzen, wie im Spielfilm Armageddon, wäre wohl illusorisch, denn dass der Asteroid sich so wie im Film sprengen lassen würde, wäre reiner Zufall. Jedoch eine Ablenkung könnte eine solche Bombe allemal bewirken. Dazu müsste sie aber frühzeitig zum potentiellen Kollisionsobjekt gelangen. Denn damit wir einem Zusammenprall entgehen ist keine großen Ablenkungen erforderlich. Entfernung und Zeit lassen bereits Ablenkungen des Himmelskörpers im Millimeterbereich wirkungsvoll werden. Dazu wird jedoch ein ausdauernder, schneller Antrieb benötigt, der rechtzeitig das Kollisionsobjekt erreicht. Vielleicht wäre für diese Mission eine Rakete mit Ionenantrieb einsetzbar, die als Stromversorgung Solarmodule nutzt. Aber nur, wenn der Einsatz Richtung Sonne geht. Wenn nicht, Pech gehabt – oder aber als Alternative ein kleines Kernkraftwerk als Energieerzeuger? Ein solches steht jedoch nicht zur Verfügung und unsere deutsche Politik will zukünftig auf Kernenergie verzichten, andere Nationen sehen das jedoch anders. Doch welche Alternativen haben wir zur Energieversorgung beispielsweise nach globalen Naturkatastrophen, wenn die Sonne nicht scheint und die Ernten ausbleiben? Brauchbare Alternativen: Fehlanzeige. Das gewaltige Vulkanausbrüche sowie Meteoriteneinschläge nicht ins Reich der Fantasie gehören, ist allgemein bekannt. Und auch die Folgen sind Politik und Wissenschaft durchaus bewusst. Das solche Naturereignisse wohl die Ursache für 2 bis 3 der großen Massenaussterbeereignisse waren, gilt in der Wissenschaft als sehr wahrscheinlich. Von daher sollten wir die Kernenergie nicht verteufeln, sondern als Alternative betrachten, die wir maß- und verantwortungsvoll weiterentwickeln und einsetzen sollten. Das haben wir in der Vergangenheit leider oftmals nicht getan.

Dass der Ionenantrieb nicht nur als wissenschaftliche Spielerei in technisch-physikalischen Laboren zu betrachten ist, hat der bekannte deutsche Physiker Prof. Dr. Horst Löb im Jahr 2002 unter Beweis gestellt. Als alle anderen bekannten Raketenantriebe versagten, um einen 700 Millionen Euro teuren Artemis-Satelliten in seine Umlaufbahn in 5.000 km Höhe zu befördern, übernahmen die Prof. Löb in seinem Gießener Physikalischen Institut gebauten zwei Ionenantriebe der RITA-Reihe diese Aufgabe und rettete damit den ESA-Satelliten. Ursprünglich waren diese Ionenantriebe nur zu Versuchs- und Testzwecken mit auf die Weltraummission gegangen.

Schon zuvor, am 24. Oktober 1998, startete mit Deep Space 1 erstmalig ein Raumfahrzeug mit Ionenantrieb ins All. In seinen Tanks befand sich das Edelgas Xenon, welches mithilfe von Solarstrom ionisiert wurde. Das nunmehr elektrisch geladene Gas wurde beschleunigt und trat mit rund 30 Kilometern pro Sekunde aus den Antriebsdüsen.

Heute wird in zahlreichen Versuchslaboratorien an Ionenantrieben geforscht. Zur Erzeugung des Ionenstrahls werden die verschiedensten chemischen Substanzen getestet. Als elektrische Energiequelle werden sowohl solar-elektrische wie auch nuklear-elektrische Antriebe getestet.

Bisher sind nur Ionentriebwerke mit kleinen Leistungen im Einsatz. Die prognostizierten Geschwindigkeiten, Schubleistungen und Beschleunigungen lassen zwar noch auf sich warten, dennoch wird in der Zukunft an ihnen wohl kein Weg vorbeiführen. Denken wir nur zurück an die Flugzeugentwicklung: Vor gerade einmal hundert Jahren fanden die ersten Motorflugversuche statt, mit Maschinen, die aus Holz, Leinwand und Drähten zusammengebaut waren. Heute erreichen wir mit modernen Flugzeugen alle Kontinente dieser Erde in wenigen Stunden. Hätten wir das den Flugzeugpionieren erzählt, sie würden es wohl nicht glauben.