sciencetalk

Wie kan mij uitleggen hoe een ruimteraket van bv. Nasa zicht voortbeweegt en van koers veranderd in de ruimte?

Ik kan me goed voorstellen hoe de raket vanuit de atmosfeer de ruimte in wordt gelanceerd maar hoe kan de raket afremmen, versnellen of van koers veranderen in de ruimte? De raket kan zich niet afzetten tegen de deeltjes in de lucht. In de ruimte is er een vacuum. Als je bijvoorbeeld een ventilator aanzet in een vacuumruimte en je hangt een veertje er net achter zie je absoluut geen beweging in het veertje.

Maar wat is dan de verklaring?

Door massa uit te stoten, waarbij een kracht ontstaat die tegengesteld is in die richting waarin je die massa uitstoot. 
 
Overigens werkt dat met raketten in de atmosfeer ook zo, die hebben geen lucht nodig en zouden in principe beter werken zonder wrijving van de lucht. 

De meeste systemen werken op behoud van impuls.
 
Men stoot iets uit om gelijk uit te komen moet het resterende deel de andere kant op.
 
Daarom werkt een raketmotor het beste in vacuüm omdat dan de hoogste uitstroom snelheid wordt verkregen.
 
PS.
Bij sturen doet men soms ook met perslucht, draaien kan met vliegwielen worden gerealiseerd.

maar hoe kan de raket afremmen, versnellen of van koers veranderen in de ruimte?

 
Bedenk eens wat er zou gebeuren als je een kanon dat in de ruimte zweeft, daar af zou vuren.
Wat gebeurt er met de kogel? En met het kanon?
Wel eens gehoord van actie = -reactie? (Dat is de derde wet van Newton, zoek die eens op.)
 
Zou je nu zelf kunnen bedenken hoe je zo'n raket kan sturen en laten remmen?

Vergelijk het met een opgeblazen ballon, wanneer de uitlaat dicht is is de druk op de ballon overal even groot, wanneer je het ventiel oplaat blijft  de druk vooraan bestaan maar valt achteraan weg, dus de ballon vliegt vooruit tot hij leeg is. Door de verbranding in een raket blijft er dus wel een toevoer bestaan van gassen door de verbranding zolang er brandstof is uiteraard.
 
 

Benm schreef: Door massa uit te stoten, waarbij een kracht ontstaat die tegengesteld is in die richting waarin je die massa uitstoot. 
 
Overigens werkt dat met raketten in de atmosfeer ook zo, die hebben geen lucht nodig en zouden in principe beter werken zonder wrijving van de lucht.

 

Bedankt voor je reactie.

Dit is inderdaad zo bij ons in de atmosfeer.

Maar de massa die wordt uitgestoten in de ruimte heeft geen massa om zich tegen af te zetten. Er kan dus geen stuwkracht worden gegenereerd.

En dat is precies het vraagstuk waar ik mee zit. In vacuum zit geen massa. De massa die vanuit de raket wordt uitgestoten geeft geen kracht in de tegengestelde richting.

tempelier schreef: De meeste systemen werken op behoud van impuls.
 
Men stoot iets uit om gelijk uit te komen moet het resterende deel de andere kant op.
 
Daarom werkt een raketmotor het beste in vacuüm omdat dan de hoogste uitstroom snelheid wordt verkregen.
 
PS.
Bij sturen doet men soms ook met perslucht, draaien kan met vliegwielen worden gerealiseerd.

In de lucht zet een propellermotor of een straalmotor zich af tegen de luchtdeeltjes waardoor stuwkracht wordt gegenereerd.

De motorboot creëert stuwkracht tegen het water.

De auto zet zich af tegen de aarde.

Perslucht in de ruimte vindt geen luchtdeeltjes in het vacuum om zich tegen af te zetten. In een vacuum is geen massa.

Het kan best zijn dat een raketmotor het beste werkt in vacuum, maar het zal geen stuwkracht creëren. Het zal niet vooruit komen.

Dus dit geeft nog geen antwoord op mijn vraag.

Mijn punt is: Waardoor wordt stuwkracht gecreëerd in een vacuum?

Rik Speybrouck schreef: Vergelijk het met een opgeblazen ballon, wanneer de uitlaat dicht is is de druk op de ballon overal even groot, wanneer je het ventiel oplaat blijft  de druk vooraan bestaan maar valt achteraan weg, dus de ballon vliegt vooruit tot hij leeg is. Door de verbranding in een raket blijft er dus wel een toevoer bestaan van gassen door de verbranding zolang er brandstof is uiteraard.
 
 

Ok, dit werkt zo bij ons in de atmosfeer. Maar blaas een ballon op, zet het in een vacuum en open de uitlaat: De ballon loopt direct leeg, maar komt niet in beweging!

Bedenk eens wat er zou gebeuren als je een kanon dat in de ruimte zweeft, daar af zou vuren.
Wat gebeurt er met de kogel? En met het kanon?
Wel eens gehoord van actie = -reactie? (Dat is de derde wet van Newton, zoek die eens op.)
 
Zou je nu zelf kunnen bedenken hoe je zo'n raket kan sturen en laten remmen?

 
 
Ok, in de atmosfeer werkt dat zo. Maar in de ruimte kan je A: geen kanon afvuren omdat er geen zuurstof is en B: mocht je het in een afgesloten systeem met zuurstof toch in de ruimte kunnen afvuren dan zet de kogel zich tegen het kanon af en het kanon tegen de kogel. Waarschijnlijk zullen beide inderdaad in tegengestelde richting gaan bewegen.

Maar een raket in de ruimte heeft niets om zich tegen af te zetten. In een vacuum is geen massa en kan er geen stuwkracht worden gecreëerd zoals bij ons in de atmosfeer.

Dus ik zit nog steeds met dezelfde vraag.

Waarschijnlijk zullen beide inderdaad in tegengestelde richting gaan bewegen.

 
Dat is correct. Dus de beweging van de kogel (actie) zorgt voor een tegengestelde beweging van het kanon (-reactie).
 
Zou het wat uitmaken voor actie en reactie als je ipv een kanonskogel van zeg eens 5 kg, 5 kg hagelkogeltjes wegschiet met dat kanon?
En als je bedenkt dat dat niets uit maakt, en je zou vervolgens vreselijk kleine kogeltjes (maar nog steeds 5 kg) wegschieten?
Gasmoleculen zijn vreselijk kleine kogeltjes, en ze hebben net zoals de kogel massa.
Dus 5 kg gas wegblazen zou ook voor dezelfde actie = -reactie moeten zorgen.
Stel je voor dat je met een mitrailleur in de ruimte zweeft. Door het afschieten van kogels ga je achterwaarts (weer actie = -reactie). Door nu de loop te richten kan je sturen. Raketten sturen ook zo. De raketmotor is kantelbaar waardoor er gestuurd kan worden, en er zijn vaak kleine raketmotortjes die opzij en omhoog  wijzen, waarmee er ook gestuurd kan worden.
 
Hier een afbeelding van een van de maanlanders, waar die kleine raketmotortjes voor precisiesturing in de cirkel goed te zien zijn: Bron: Nasa

Is het je zo wat duidelijker?
 

A: geen kanon afvuren omdat er geen zuurstof is

 
Dat is niet correct. In het explosieve mengsel van stoffen van een kanon zit ook de zuurstof die nodig is. Denk maar aan een dieptebom in het water, die heeft ook geen externe zuurstofbron nodig. Daarom moeten raketten naast een brandstof (waterstof bijvoorbeeld) ook een anders stof als oxidator (zuurstof bijvoorbeeld) meenemen om in de ruimte te kunnen werken.

Zie ook dit filmpje: