Warum startet man Raketen in der Nähe des Äquators?

Während unseres Erdkundeunterrichts (in einer 5. Klasse) über die französischen Überseegebiete, haben wir auch über den Weltraumbahnhof Kourou in Französisch-Guayana gesprochen. Dabei habe ich den Schüler/inne/n gesagt, dass man Raketen in der Nähe des Äquators startet. Sie haben mich dann gefragt, weshalb das so ist, und ich wusste die Antwort nicht.

Vielen Dank für eine Erklärung.

Guten Tag,

es gibt zwei Wichtige Gründe, warum man eine Rakete in der Nähe des Äquators startet.

Der erste Grund:
Um einen Satelliten in eine Umlaufbahn zu bringen, muss dieser sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit um die Erde bewegen, um nicht herunterzufallen. Weil die Erde sich um sich selbst dreht, hat die Rakete beim Start schon eine Anfangsgeschwindigkeit, und diese ist am Äquator am größten. An den Polen ist sie null. Das ist ein bisschen wie mit einem Karussell: Je weiter man außen sitzt, je weiter man sich also von der Drehachse entfernt befindet, desto schneller ist man. Und für die Erde ist man am Äquator am weitesten von der Drehachse entfernt.

In Zahlen: Damit ein Satellit auf einer Umlaufbahn in einer Höhe von 300 Kilometern fliegen kann, muss er eine Geschwindigkeit von ca. 8000 m/s (Meter pro Sekunde) haben. Am Äquator hat man schon eine Geschwindigkeit von 500 m/s. Man muss dem Satelliten also "nur" noch eine Geschwindigkeit von 7500 m/s mitgeben, um ihn in eine Umlaufbahn zu bringen. Wenn man eine Rakete am Äquator startet, braucht man also weniger Treibstoff oder kann schwerere Satelliten transportieren. Die US-Amerikaner und die Russen, die ihre Raketen weiter vom Äquator entfernt ins Weltall schießen [Cape Canaveral und Baikonur zum Beispiel], brauchen stärkere Motoren.

Der zweite Grund:
Die meisten Satelliten, die ins All befördert werden, befinden sich auf einer geostationären Bahn. Diese Umlaufbahn befindet sich in einer Ebene, die durch den Äquator geht. Wenn man also vom Äquator aus startet, ist man einfach näher an der richtigen Umlaufbahn dran, weil diese sich ja gerade über dem Startpunkt befindet.

Viele Grüße
Stéphane Perrot

Guten Tag!

Man muss nicht unbedingt am Äquator sein, um eine Rakete zu starten, aber es ist einfacher. Die Erde dreht sich wie ein Kreisel um sich selbst, und die Teile, die sich am weitesten von der Drehachse weg befinden, sind diejenigen, die sich am schnellsten bewegen. Sie müssen in 24 Stunden die größte Strecke zurücklegen, um an ihren Ausgangspunkt zurückzukommen. Und der Äquator ist der Ort, der am weitesten von der Drehachse entfernt ist.

Die Rechnung ist einfach: Der Erdumfang am Äquator beträgt 40 000 km und jeder Punkt dreht seine Runde in etwas weniger als 24 Stunden: 40 000/24 = 1666 km/h, also etwas schneller als ein Flugzeug (Airbus, Boeing) und etwas langsamer als ein Kampfflugzeug! Das ist sehr viel. Durch diese hohe Rotationsgeschwindigkeit (die wir allerdings nicht spüren, weil sie gleichmäßig ist und wir sozusagen mitgerissen werden; es gibt keine plötzlichen Beschleunigungen und kein Ruckeln, wie man es fühlt, wenn man mit dem Auto auf einer Straße fährt) erhält die startende Rakete am Äquator also einen "Anschub".

Wie bei jeder Drehbewegung spielt hier die Zentrifugalkraft eine Rolle. Jeder weiß, dass man sich beim Fahrradfahren in einer Kurve ein bisschen "in die Kurve" legen muss, und dass man bei einem schnell in die Kurve fahrenden Auto, nach "außen" geschleudert wird. Das liegt daran, dass unser Körper sich gern weiter geradeaus bewegen würde, während das Fahrzeug jedoch in die Kurve fährt. Das liegt an der Zentrifugalkraft. Das Gleiche gilt für die Erde: Die Zentrifugalkraft ist der Rakete beim Abheben behilflich. Diese Kraft ist null an den Polen und wird größer, je mehr wir uns dem Äquator nähern. Frankreich hat das Glück, einen Weltraumbahnhof in der Nähe des Äquators zu haben, um seine Raketen zu starten. Die Weltraumbahnhöfe der USA oder Russlands befinden sich dagegen weiter vom Äquator entfernt.

Viele Grüße