Eine Rakete bauen

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Raketen verdeutlichen das dritte newtonsche Gesetz: „Für jede Kraft gibt es eine gleich große, entgegengesetzte Kraft.“ Die ersten Raketen waren dampfbetriebene hölzerne Tauben, erfunden im vierten Jahrhundert vor Christus von Archytas von Tarent.Dampf wurde vom Schießpulver der Chinesen abgelöst, gefolgt von der Plänen zur Flüssigkeitsrakete von Konstantin Ziolkowski, die von Robert Goddard später gebaut wurde. Mit dieser Beschreibung kannst du dir einfache oder komplizierte Raketen bauen. Zum Schluss erfährst du etwas zu den Prinzipien des Raketenbaus.

Vorgehensweise

Methode 1

Methode 1 von 5:

Die Ballonrakete

1. 1
   Knote das Ende einer Schnur oder Angelleine an einen festen Gegenstand, z.B. einen Türknauf oder eine Stuhllehne.
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   Zieh die Schnur durch einen Strohhalm. Die Schnur dient als Steuerungssystem, um die Ballonrakete zu lenken.

   • Bei den meisten Raketenbausätzen wird ein Halm am Raketenkörper befestigt. Der Halm wird durch den Metallstab der Startrampe gezogen, um die Rakete vor dem Start aufrecht zu halten.
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   Knote das andere Ende der Schnur an einen weiteren festen Gegenstand. Verknote die Schnur und ziehe sie fest.
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   Blase den Ballon auf. Halte ihn zu, damit die Luft nicht entweicht. Du kannst dafür auch eine Büro- oder Wäscheklammer nehmen.
5. 5
   Klebe den Ballon an den Strohhalm.
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   Lass die Luft aus dem Ballon entweichen. So bewegt sich deine Rakete von einem Ende der Schnur zum anderen.

   • Du kannst für die Ballonrakete einen runden Ballon anstelle eines länglichen nehmen. Probiere verschiedene Strohhalmlängen und finde heraus, welche die Rakete am besten führt. Verändere auch den Flugwinkel der Rakete, um zu sehen, inwieweit sich das auf die Flugdistanz auswirkt.
   • Ein Düsenboot kannst du ganz ähnlich bauen. Halbiere einen Milchkarton der Länge nach. Schneide ein Loch in das Ende und schiebe einen Ballon hinein. Blase ihn auf, lege das Boot in eine nicht ganz volle Badewanne und lass die Luft entweichen.

Methode 2

Methode 2 von 5:

Die Strohhalm-Rakete

1. 1
   Schneide einen rechteckigen Streifen Papier zu. Der Streifen sollte etwa dreimal so lang wie breit sein – etwa 11,4 cm mal 3,8 cm.
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   Wickele den Streifen eng um einen Bleistift oder Dübel (Rundholz). Beginne nahe der Bleistiftspitze und wickele den Streifen Richtung Mitte. Ein Teil des Streifens überlappt die Spitze bzw. das Dübelende.

   • Stift oder Dübel sollten ein wenig dicker als ein Strohalm sein.
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   Klebe das Ende des Streifens fest, damit er sich nicht abwickeln kann. Klebe ihn auch über die Länge fest.
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   Falte aus dem überhängenden Stück Papier einen Kegel. Umwickele ihn mit Klebeband, damit er seine Form behält.
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   Entferne nun den Stift/Dübel.
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   Suche nach Lecks. Blase dazu sanft in das offene Ende der Papierrakete. Lausche, ob du Geräusch von entweichender Luft an den Seiten oder der Raketenspitze hörst und fühle längs der Seite und Spitze, ob Luft entweicht. Klebe diese Lecks zu und führe diese Prozedur durch, bis du keine Lecks mehr findest.
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   Füge das Seitenleitwerk am offenen Ende hinzu. Da deine Rakete schmal ist, solltest du Flossenpaare und keine drei oder vier einzelne Seitenflossen zuschneiden und anbringen.
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   Stecke einen Strohhalm in das offene Ende der Rakete. Er sollte so weit aus dem Ende herausstehen, dass du ihn mit den Fingern greifen kannst.
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   Blase kräftig in den Strohhalm. Die Rakete wird, angetrieben durch die Kraft deines Atems, in die Luft fliegen.

   • Ziele mit dem Strohhalm und der Rakete immer nach oben und nicht auf Menschen.
   • Variiere die Konstruktion, um zu sehen, wie sich das auf den Flug auswirkt. Teste auch, wie kräftig du in den Halm pusten musst und wie sich das auf die Flugstrecke auswirkt.
   • Eine tolle Variation der Papierrakete besteht aus einem Stift mit Plastikkappe an einem und einem Fallschirm am anderen Ende. Der Fallschirm wird an den Stift gefaltet und dann in eine Kartonröhre gesteckt. Wenn du in sie hinein bläst, wird die Plastikkappe von der Luft erfasst und der Stift hebt ab. Am höchsten Punkt der Flugbahn, fällt der Stift und der Fallschirm öffnet sich.

Methode 3

Methode 3 von 5:

Die Filmdosen-Rakete

1. 1
   Entscheide, wie lang/hoch deine Rakete werden soll. 15 cm sind z.B. eine gute Länge. Du kannst sie aber auch länger oder kürzer machen.

   • 3,75 cm sind ein guter Durchmesser. Er hängt aber vom Durchmesser der Brennkammer ab.
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   Nimm eine Filmdose. Diese Filmdose wird deiner Rakete als Brennkammer dienen. Du bekommst sie in Fotostudios, die noch Film benutzen.

   • Nimm eine Dose, deren Verschlussrand sich innen befindet und keine Dose, die außen einen Wulst hat, über die die Kappe geschoben wird.
   • Falls du keine Filmdose hast, kannst du auch eine leere Tablettendose mit einem Schnappverschluss nehmen. Die Öffnung kannst du mit einem selbst geschnitzten Korkstück fest verschließen.
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   Bau die Rakete zusammen. Die einfachste Methode ist, einen Streifen Papier um die Filmdose zu wickeln - wie du es schon bei der Strohhalm-Rakete gemacht hast. Weil die Dose die Rakete antreibt, solltest du das Papier mit Kleber bestreichen, bevor du es um die Dose wickelst.

   • Die Öffnung der Film- bzw. Tablettendose muss nach außen zeigen, wenn du die Rakete anbringst.Die Öffnung wird die Düse der Rakete werden.
   • Dieses Mal wird die Spitze nicht aus dem Papier an der Spitze gefaltet. Deine Rakete bekommt eine separate. Schneide ein kreisrundes Stück Papier zu, schneide es bis zur Mitte ein und forme einen Kegel. Den kannst du mit Kleber oder Klebeband befestigen.
   • Füge ein Seitenleitwerk hinzu. Weil diese Rakete eine größeren Durchmesser als die Strohhalm-Rakete hat, kannst du die Seitenflossen einzeln zuschneiden und anbringen. Drei funktionieren besser als vier.
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   Überlege, wo du deine Rakete steigen lassen willst. Ein offener Platz im Freien ist ratsam, denn deine Rakete kann eine ziemliche Höhe erreichen.
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   Fülle die Dose zu einem Drittel mit Wasser. Falls es keine Wasserquelle am Startplatz gibt, musst du die gefüllte Rakete umgedreht tragen oder dir extra Wasser zum Füllen mitbringen.
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   Teile eine Brausetablett in zwei Hälften und stecke eine Hälfte ins Wasser.
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   Verschließe die Dose und stelle die Rakete aufrecht auf die Startrampe.
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   Halte Sicherheitsabstand. Wenn die Tablette sich auflöst, setzt sie Kohlendioxid frei. Der Druck baut sich so lange auf, bis sich der Deckel der Dose sich öffnet und die Rakete abhebt.

   • Anstelle des Wassers kannst du die Dose auch halbvoll mit Essig füllen. Und anstelle der Brausetablette kannst du einen Teelöffel (5 g) Backpulver nehmen. Essig ist eine Säure, die mit dem Backpulver reagiert. Dadurch wird Kohlendioxid freigesetzt. Essig und Backpulver sind viel explosiver als Wasser mit Brausetablette. Deshalb solltest du dich noch schneller in Sicherheit bringen. Wenn du zu viel von einem dieser beiden chemischen Stoffe nimmst, kann deine Brennkammer platzen.

Methode 4

Methode 4 von 5:

Die Streichholzrakete

1. 1
   Schneide ein kleines Dreieck aus Aluminiumfolie zu. Das Dreieck muss gleichschenklig sein, mit einer Basis von ca. 2,5 cm und einer Höhe von ca. 5 cm von der Mitte der Basis bis zur Spitze.
2. 2
   Nimm ein Streichholz heraus.
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   Halte das Streichholz senkrecht an eine Nadel. Halte die Nadel so, dass die Spitze der Nadel auf Höhe der dicksten Stelle des Zündkopfes ist.
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   Wickle das Aludreieck mit der Spitze nach oben um den Streichholzkopf. Wickle die Folie so eng wie es geht um den Zündkopf. Versuche, dabei nicht die Nadel zu berühren. Die Wicklung sollte etwa 6,25 mm unterhalb des Zündkopfs enden.
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   Falte die Folie mit dem Daumennagel um den Stecknadelkopf. Dadurch kommt sie dichter an den Zündkopf und formt einen besseren Kanal um die Nadel.
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   Zieh die Stecknadel vorsichtig aus der Ummantelung. Achte darauf, die Folie dabei nicht zu beschädigen.
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   Bastle eine Büroklammer-Startrampe.

   • Biege den äußeren Bogen in einem 60-Grad-Winkel ab. Er wird der Fuß deiner Startrampe.
   • Biege den inneren Bogen hoch und so herum, dass ein offenes Dreieck entsteht. Der ummantelte Streichholzkopf kommt auf die Spitze.
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   Platziere deine Startrampe am Startplatz. Auch hier solltest du es draußen im Freien machen, denn die Rakete kann ziemlich weit fliegen. Vermeide sehr trockene Gebiete, denn der Zündkopf könnte sie in Brand setzen.

   • Achte darauf, dass niemand in der Nähe ist, wenn du deine Rakete startest.
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   Platziere das Zündholz mit dem Kopf nach oben auf der Startrampe. Die Rakete sollte mindestens in einem 60-Grad-Winkel moniert werden. Ist der Winkel nicht steil genug, biege die Büroklammer zurecht.
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    Zünde die Rakete. Zünde ein Streichholz an und halte es direkt unter den ummantelten Zündkopf. Wenn das Phosphor des ummantelten Zündkopfes zu brennen anfängt, sollte deine Rakete abheben.

    • Du solltest deine benutzten Streichhölzer mit Wasser ablöschen, um sicher zu stellen, dass sie keine Gefahr mehr darstellen.
    • Falls die Rakete dich treffen sollte, bleib stehen, wirf dich auf den Boden und rolle herum, um die Flammen zu ersticken.

Methode 5

Methode 5 von 5:

Die Wasserrakete

1. 1
   Eine leere 2-Liter Brauseflasche dient dir als Druckkammer. Weil Flaschen für diese Rakete benutzt werden, nennt man sie auch Flaschenrakete (bottle rocket). Sie haben aber nichts mit den Bottle-Rocket-Feuerwerkskörpern zu tun, die aus einer Flasche heraus gezündet werden. Diese Feuerwerkskörper dürfen nicht überall gezündet werden, diese Flaschenrakete schon.

   • Entferne das Etikett von der Flasche, wenn es eins gibt. Achte darauf, dass du die Flasche dabei nicht zerkratzt oder anstichst. Dadurch könnte sie instabil werden.
   • Stabilisiere die Flasche, indem du sie mit Klebeband umwickelst. Neue Flaschen halten einen Druck von ca. 270 Kilopascal pro cm² aus. Bei wiederholten Starts nimmt diese Druckfestigkeit allerdings zunehmend ab und die Flasche kann früher kaputt gehen.Wickle mehrere Klebebänder um die Mitte der Flasche und von dort aus jeweils bis zur Hälfte jeder Seite. Das Klebeband sollte zweimal um die Flasche gewickelt werden.
   • Markiere die Stellen, an denen du die Flossen des Seitenleitwerks anbringen willst mit einem Marker. Für vier Flossen, zeichne Linien im Abstand von 90 Grad, für drei Flossen im Abstand von 120 Grad. Du kannst auch erst ein Stück Papier um die Flasche wickeln und darauf die Markierungen anzeichnen und sie dann auf die Flasche übertragen.
2. 2
   Baue die Leitwerksflossen. Der Raketenkörper aus Plastik ist an sich schon recht stabil. Aber so wie du ihn verstärkt hast, solltest du es auch mit den Leitwerksflossen machen. Feste Pappe hält eine Weile, aber Plastik, wie es z.B. bei Kunststoffmappen oder Ringbüchern verwendet wird, ist haltbarer.

   • Zuerst musst du die Flossen entwerfen und eine Schablone für den Zuschnitt ausschneiden. Unabhängig von der Form, sollten die Flossen mindestens zweimal gefaltet werden, um ihnen Stabilität zu geben. Und sie sollten mindestens bis dahin reichen, wo sich die Flasche verjüngt.
   • Schneide die Schablone aus und benutze sie für den Zuschnitt der Flossen.
   • Falte die Flossen und bring sie mit Klebeband an der Flasche an.
   • Es kommt zwar letztendlich auf das Design deiner Flossen an aber in der Regel sollten sie nicht über das Mundstück der Flasche bzw. die Raketendüse reichen.
3. 3
   Baue Raketenspitze und Frachtraum. Dafür brauchst du eine weitere 2-Liter-Flasche.

   • Schneide den Boden aus der Flasche.
   • Stecke den Frachtraum in den oberen Teil der aufgeschnittenen Flasche. Zum Befestigen kannst du Knetmasse oder Gummibänder nehmen. Stecke den unteren Teil der aufgeschnittenen Flasche in die obere Sektion, den Boden Richtung Flaschenhals der oberen Sektion. Klebe ihn mit Band fest. Dann klebe die modifizierte Flasche an den Boden der Flasche. Sie dient als Druckkammer.
   • Die Spitze kann entweder der Verschluss der 2-Liter-Flasche, eine Plastikröhre oder ein Plastikbecher sein. Wenn du dich für eine Art entschieden hast, sollte sie fest an der oberen Sektion der aufgeschnittenen Flasche befestigt werden.
4. 4
   Teste die Balance der Rakete. Balanciere die Rakete auf deinem Zeigefinger. Sie sollte sich in etwa knapp über der Druckkammer (dem Boden der ersten Flasche) im Gleichgewicht befinden. Ist sie das nicht, entferne den Laderaum und korrigiere das Gewicht.

   • Wenn du den Massenschwerpunkt gefunden hast, wiege die Rakete. Sie sollte zwischen 200 und 240 Gramm wiegen.
5. 5
   Baue einen Starter/Stöpsel. Es gibt mehrere Arten, deine Wasserrakete zu starten. Die einfachste ist ein Ventil oder ein Verschluss, der in den Hals der Flasche passt.

   • Suche dir einen Korken, der die Flasche verschließt. Vielleicht musst du ihn zuschneiden.
   • Besorge dir einen Ventil, wie es in Auto- oder beim Fahrradschläuchen benutzt wird. Messe seinen Durchmesser.
   • Bohre ein Loch in die Mitte des Korkens, so dass das Ventil hinein passt.
   • Reinige das Ventil und klebe Klebeband über das Gewindeende und die Öffnung.
   • Drücke das Ventil durch den Korken und versiegele die Stelle mit Silikon- oder Urethan-Dichtungsmasse. Lass die Dichtungsmasse trocknen, bevor du das Band entfernst.
   • Überprüfe, ob die Luft gut durch das Ventil entweichen kann.
   • Überprüfe den Stöpsel, indem du etwas Wasser in die Druckkammer der Rakete laufen lässt. Mache den Verschluss fest und stelle die Rakete aufrecht hin. Läuft Wasser heraus, dichte das Ventil ab und versuche es erneut. Wenn du keine Lecks mehr findest, solltest du überprüfen, bei welchem Druck der Stöpsel heraus gestoßen wird.
   • Hier findest du eine Anleitung für noch kompliziertere Raketen: http://www.sciencetoymaker.org/waterRocket/buildWaterRocketLauncher.htm.
6. 6
   Suche dir einen Startplatz für die Rakete. Wie schon bei der Filmdosen- und der Streichholzrakete ist ein offener Platz im Freien ratsam. Da die Wasserrakete noch größer als die anderen Raketen ist, brauchst du auch einen größeren Startplatz. Dieser Platz sollte auch ebener und flacher sein als der für die anderen Modelle.

   • Eine erhöhte Ebene wie ein Picknicktisch eignet sich gut, wenn kleine Kinder anwesend sind.
7. 7
   Starte die Rakete.

   • Befülle die Druckkammer zu einem Drittel bis zur Hälfte mit Wasser. Du kannst auch etwas Lebensmittelfarbe hinzufügen, so dass die Rakete beim Start farbiges Wasser ausstößt. Man kann die Rakete auch starten, ohne Wasser in die Druckkammer zu füllen. Dann ist allerdings ggf. ein anderer Druck als bei Wasser nötig.
   • Stecke den Starter/Stöpsel in den Hals der Druckkammer.
   • Verbinde den Schlauch einer Fahrradpumpe mit dem Ventil der Rakete.
   • Stell die Rakete aufrecht hin.
   • Pumpe so lange, bis der Druck so groß ist, dass der Stöpsel heraus geschleudert wird. Es kann einen Moment dauern, bis das passiert und die Rakete startet.

Tipps

• Das Raketenbauen bringt dir Spaß, du suchst aber eine größere Herausforderung? Baue eine Modellrakete. Sie werden seit den 1950er Jahren als Bausätze verkauft und fliegen mittels mit Schwarzpulver angetriebenen Einmal-Turbinen bis zu 100 bis 500 Meter hoch.
• Falls es dir schwer fällt, die Raketen vertikal zu zünden, kannst du sie auf einem Raketenschlitten befestigen und horizontal zünden. Im Grunde ist die Ballonrakete ein Art Raketenschlitten. Du kannst eine Filmdosen-Rakete auf ein Spielzeugauto setzen oder eine Wasserrakete auf ein Skateboard. Suche dir dafür eine freie und große Außenfläche.

Warnungen

• Es ist ratsam, alle Raketen, die nicht nur mittels Atemluft betrieben werden, nur unter Aufsicht Erwachsener zu starten.
• Trage immer eine Schutzbrille beim Start von frei fliegenden Raketen, die stärker sind als die Ballonrakete. Bei größeren frei fliegenden Raketen, wie Wasserraketen, empfiehlt sich auch ein Schutzhelm. So besteht weniger Verletzungsgefahr, wenn die Rakete dich trifft.
• Schieße keine frei fliegenden Raketen auf andere.

Das brauchst du

• Schutzbrille, für alle frei fliegenden Raketen
• einen Helm, für größere frei fliegende Raketen

Für die Ballonrakete:

• einen langen Ballon
• ein Stück Drachen- oder Angelschnur (3-5 m)
• Strohhalm
• Büroklammer oder Wäscheklammer (um dem Ballon zu verschließen)
• Klebeband
• Gegenstände, an denen die Enden der Schnur verknotet werden

Für die Strohhalmrakete:

• einen Strohhalm
• ein Stück Bastelpapier
• Schere
• Stift
• Klebeband

Für die Filmdosenrakte:

• ein Stück Bastelpapier
• eine 35-mm Filmdose (aus einem Fotoladen) oder Tablettendose mit Schnappverschluss
• Schere
• Klebeband
• Wasser
• Brausetablette (Alka-Seltzer oder Brause)
• Essig (anstelle des Wassers)
• Backpulver (anstelle der Brausetablette)
• Stift
• Kleber
• Papiertücher

Für die Streichholzrakete:

• Streichholzschachtel
• Aluminiumfolie
• Schere
• Drahtschere (optional)
• Stecknadel
• Büroklammer

Für die Wasserrakete:

• 2-Liter Brauseflasche, zwei Stück
• Marker
• Plastikmappen oder Ringbücher
• Klebeband
• Korken oder Stöpsel aus Plastik
• Ventil von einem Fahrrad- oder Autoschlauch
• einen Bohrer, der den Durchmesser des Ventils hat
• Dichtungsmasse
• Reifenpumpe oder Kompressor