Raketter
Raketter fungerer efter Newtons tredje lov: "Aktion er lig med reaktion": Hvis man trykker på væggen, trykker væggen tilbage med samme kraft. Og har man rulleskøjter på, ryger man baglæns! Drivkraften i en raketmotor kommer ofte fra et brændstof, der forbrændes ved hjælp af et oxidationsmiddel.
Fakta
Raketmatematik:
Kraften på raketten kommer fra "princippet om impulsbevarelse":
Masse gange hastighed for raketten er lig masse gange hastighed for det, der ryger bagud:
$$\textrm{m}_1\cdot\textrm{v}_1=\textrm{m}_2\cdot\textrm{v}_2$$
Aktion er lig med reaktion
Enhver, der har prøvet at tænde bruseren, mens den lå på gulvet i brusenichen, eller at tænde en kraftig vandslange, der lå på jorden, har oplevet, hvordan vandets tryk i den ene retning sendte slangen i den anden retning.
I en raketmotor sker der en kemisk reaktion, der danner gas under højt tryk. Når gassen lukkes ud gennem dysen, omdannes trykket til hastighed. Slynges der stof bagud, vil der virke en kraft fremad på raketten.
Forbrænding kræver oxygen
Som andre motorer skal raketmotoren bruge oxygen. En bilmotor eller en jetmotor får oxygen fra luften omkring sig, men en raket medbringer selv et oxidationsmiddel. Dette gør både, at raketten kan fyre en masse brændstof af på kort tid, og at den kan virke i iltfri omgivelser som fx i rummet. Til gengæld vejer oxidationsmidlet også noget, og oxidationsmidlet gør, at en lille fejl i motoren kan få katastrofale følger.
Vidste du, at ...
Copenhagen Suborbitals er et dansk gør det selv-projekt, der arbejder på at få et menneske sendt ud i rummet? De bruger hybridmotorer i deres raketter.
Rakettyper
Der er tre hovedtyper af raketmotorer.
Fast drivmiddel: Den simpleste type er nytårsraketten. Den består af et paprør, der er stampet fuldt af sortkrudt og har en dyse af stampet ler i enden. I den helt anden ende af skalaen har vi løfteraketterne på rumfærgen, der hver indeholder 400 tons brændstof.
Faststofraketter er simple og stabile, men når først de er tændt, så kører de, indtil de er brændt ud!
Flydende drivmiddel: Oxidationsmiddel og brændstof er væsker, som opbevares i separate tanke. Fra tankene bliver de pumpet frem til forbrændingskammeret. Det er et mere kompliceret system, men det giver mere kraft og lavere vægt i store raketter. De raketter, der blev brugt til at flyve til Månen med, fløj på petroleum og flydende oxygen.
Man kan skrue op og ned for kraften i en raketmotor med flydende drivmiddel, og nogle gange endda stoppe den helt og starte igen.
Hybrid: Anvender flydende oxidationsmiddel og fast brændstof og skulle gerne kombinere det bedste fra flydende og faste motorer. De er desværre vanskelige at lave rigtigt effektive.