Hallo Fragewurm,
es passiert zwar selten, aber ab und zu schlagen doch mal
Teile von Raketenstufen auf der Erde auf wie hier z.B.:
http://de.wikipedia.org/wiki/Weltraumhaftung#/media/…
Da muss man jetzt aber auch etwas differenzieren!
Europa und die USA starten an der Küste und schon kurz nach dem Start fällt alles ins Meer. Da liegen jede Menge erste Stufen im Wasser.
Bei den Russen liegt Baikonur mitten im Land und der Start führt einige 1’000km über Land. Da fallen die ersten Stufen immer auf Land. Da gibt es auch Schrotthändler welche jeden Start verfolgen und die teile dann einsammeln.
Diese Teile sind relativ langsam unterwegs und stürzen zudem aus geringer Höhe ab, Da verglüht noch gar nichts.
Das andere Problem betrifft Teile, welche mal oben in einer Umlaufbahn waren, früher oder später kommt das meistens wieder runter.
Hier muss man zwei Fälle unterscheiden:
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Wenn alles wie geplant verläuft, hat man noch etwas Treibstoff in den Tanks und kann den Absturz entsprechend planen. Bei den Apollo-Missionen hat man die 3te Stufe in die Sonne gelenkt. Bei den meisten anderen Missionen lenkt ,man den Absturz so, dass alles irgendwo in Meer fällt. Wenn man die Konstruktionszeichnungen hat, kann man recht gut berechnen, wie gross dabei die grössten Teile sind.
Geostationäre (TV)Satelliten verschiebt man meistens in eine höhere Parkbahn. Damit ist das Problem nicht wirklich gelöst, man überlässt das Problem einfach späteren Generationen mit den Gedanken, dass man bis dahin eine Lösung zum Einsammeln der Satelliten umgesetzt hat.
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Im Falle eines Defekts kann man nur beten, dass die Teile nicht zu gross sind und nicht auf bewohntes Gebiet fallen.
Das sind ja eigentlich fast immer relativ massive Metalle die
den Wiedereintritt überstehen. Bei Raketen wie der geplanten
Ariane 6 sollen ja dagegen mehr CFK also Kohlenstoffverstärkte
Harze unter anderem auch für die Tanks eingesetzt werden um
einfach Gewicht zu sparen bei gleicher Festigkeit.
Die eigentlichen Tanks sind auch heute meist nicht das Problem.
Was da so schön in einem Stück runter kommt sind meist kleine Helium-Hochdrucktanks, welche teilweise die Pumpen antreiben und andererseits den Treibstoff aus den grossen Tanks rauspressen. Dies Heliumtanks sollten möglichst klein sein und das Helium unter einem möglichst hohen Druck speichern, was diese eben recht massiv werden lässt.
Würden
diese denn eher verglühen als die Metalltanks? Beim verdampfen
von Metall und Keramik kühlt sich das System ja da Energie
„Konsumiert“ wird. Bei CFK würde ja zusätzlich zum reinen
verglühen theoretisch noch die Reaktion mit Sauerstoff oder
Atmosphäre dazukommen, oder? Also eigentlich müsste hier doch
das verglühen durch Oxidation noch zusätzlich gefördert
werden, oder? Immerhin reagieren Kohlenstoffverbindungen gerne
mit dem Sauerstoff.
Leichter bedeutet aber auch weniger kinetische Energie, welche in Wärme umgesetzt werden kann, das Teil wird schneller abgebremst.
Ein weiteres Problem ist, dass GFK-Teile meist etwas dicker sind und zudem die Wärme schlechter leiten als Metalle. Dadurch „brennen“ sie länger.
Das Hitzeschild der Apollokapsel bestand eigentlich aus einem Glasfaserverstärkten Epoxidharz in Wabenform.
MfG Peter(TOO)
