Die bemannte Raumfahrt dient Forschungszwecken. Es werden Experimente bei „Schwerelosigkeit“ durchgeführt und gleichzeitig wird erforscht, wie Menschen in einer Raumstation leben können. Die Schwerelosigkeit stellt ein besonderes Problem für einen Aufenthalt im Weltraum dar. Im Weltraum kann unser Gleichgewichtsorgan „unten“ und „oben“ nicht unterscheiden. Der Körper reagiert mit Symptomen wie bei Seekrankheit (z. B. Übelkeit). Bei längerem Aufenthalt im All werden durch die fehlende Belastung Knochen und Muskeln teilweise abgebaut. Schwerelosigkeit entsteht, wenn sich Körper im freien Fall befinden. Üblicherweise merken wir die Schwerkraft, weil der Boden eine Gegenkraft ausübt. Denken wir etwa an eine Personenwaage: Die Federn in der Waage werden durch das Gewicht der Person und die Gegenkraft des Bodens zusammengedrückt. Befinden sich Waage und die darauf stehende Person im freien Fall, so fehlt diese Gegenkraft: die Waage zeigt – wie auch das Gleichgewichtsorgan – für das Gewicht den Wert null an. Einen „schwerelosen“ Raum im eigentlichen Sinn, also einen Raum, in dem keine Schwerkraft existiert, gibt es im Weltall nicht. Selbst in der Mondbahn würde dich die Erde noch mit einer Kraft anziehen, die einem 3 600 stel deines Gewichts auf der Erde entspricht. Kann man Vorgänge bei Schwerelosigkeit (z. B. die Kristallisation von Flüssigkeiten) auch ohne Raumstation untersuchen? Dies gelingt z. B. kurzzeitig in Falltürmen (Bremen) oder bei Parabelflügen. Dabei fliegen Flugzeuge nach einem steilen Steigflug durch kurzzeitiges Abschalten der Triebwerke auf einer Wurfparabel (63.1). Experiment: Schwerelosigkeit 63.1 E3 Du brauchst: eine PET-Flasche mit seitlichen Löchern, Wasser Fülle Wasser in die Flasche und lasse sie aus größerer Höhe fallen (63.2). Was beobachtest du? Dokumentiere deine Versuche mit einer Kamera und interpretiere die Bilder. 63.2 Du brauchst: eine Personenwaage, einen Personenaufzug E1 a) Miss dein Gewicht im fahrenden Aufzug. Beschreibe deine Beobachtungen, wenn der Aufzug nach oben anfährt und sich danach gleichmäßig bewegt. Was beobachtest du, wenn er sich nach unten bewegt? E3 b) Erkläre deine Beobachtungen und setze sie in Beziehung zu Fahrten auf der Hochschaubahn. Untersuche, überlege, forsche: Schwerelosigkeit 63.1 S1 Diskutiere die Probleme, die für Astronautinnen und Astronauten in Raumstationen durch Schwerelosigkeit entstehen und wie man sie lösen könnte. Die ersten Erfolge der Satellitentechnik standen in einem engen Zusammenhang mit dem ideologischen und militärischen Wettkampf der Großmächte USA und ehemaligen UdSSR. Spätere Programme stehen im Zeichen internationaler Zusammenarbeit. Schwerelosigkeit Meilensteine der Satellitentechnik 1950 1957 Der erste Satellit Sputnik 1 wurde von russischen Technikern gestartet. Sputnik 2 trägt die Hündin Laika um die Erde. 1977 Start der Voyager Sonden 1969 Die amerikanischen Astronauten Armstrong, Collins und Aldrin fliegen mit dem Raumschiff Apollo 11 zum Mond und kehren mit Mondgestein zur Erde zurück. In der Folge fanden weitere Mondlandungen (bis 1972) statt. 1981–2011 Satelliten werden mit Raumfähren ins All gebracht (Space Shuttle). 1998 Start der bemannten internationalen Raumstation ISS 1976 Landung der Viking-Sonden auf dem Mars 1979 Europa entwickelt als Gegenprojekt zur Raumfähre die Trägerrakete Ariane. 1961 Der russische Kosmonaut Juri Gagarin umkreist als erster Mensch die Erde. 1986 Start der bemannten russischen Raumstation Mir (bleibt bis 2001 in der Umlaufbahn) 63.1 Schwerelosigkeit auf einem Parabelflug eines Airbus. 63.2 In der fallenden Flasche herrscht Schwerelosigkeit. Der Gewichtsdruck des Wassers verschwindet, die Flüssigkeit rinnt nicht mehr aus. 63 Mechanik I 4 Spezielle Bewegungsformen Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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