Wie lange dauert es, bis eine Rakete den Weltraum erreicht?

Die Grenze zum Weltraum zu erreichen ist eine Frage von nur wenigen Minuten Aufstieg. Die konventionelle Grenze, die Kármán-Linie, liegt bei 100 km; die USA verwenden seit langem eine niedrigere Schwelle von 80 km, um den Astronautenstatus zu verleihen, weshalb manche Flüge nach der einen Konvention zählen und nach der anderen nicht. Ein suborbitales Fahrzeug wie New Shepard überquert die Linie nur wenige Minuten nach dem Start, durchquert den Scheitelpunkt im freien Flug und kehrt unter Fallschirmen zurück, nach einem Gesamtflug von etwa 11 Minuten, von denen die Passagiere nur wenige Augenblicke in Schwerelosigkeit verbringen.

Orbitale Starts dauern länger, weil Höhe allein nichts bringt. Wer bei 100 km ohne horizontale Geschwindigkeit stehen bleibt, fällt in gerader Linie zurück. Um in der Umlaufbahn zu bleiben, braucht ein Raumfahrzeug etwa 28.000 km/h, und fast die gesamte Verbrennung einer Trägerrakete dient dazu, diese Geschwindigkeit zu erzeugen, nicht an Höhe zu gewinnen. Deshalb kippt eine Rakete früh ab und verbringt den größten Teil des Aufstiegs in fast horizontalem Flug, wobei sie leere Stufen abwirft, während sie vorankommt. Der kontinuierliche Schub während dieser Minuten ist der ganze Trick: Anders als ein Flugzeug kann eine Trägerrakete nicht auf halbem Weg anhalten, um es sich noch einmal zu überlegen.

Wenn sich die erste Stufe trennt, befindet sich das Fahrzeug bereits über dem Großteil der Atmosphäre und beschleunigt stark, da es Treibstoff verbrennt und jede Sekunde leichter wird. Das Drama konzentriert sich auf den Anfang, in der dichten Luft der unteren Schichten, wo die Struktur ihre größte aerodynamische Belastung erfährt. Danach wird der Aufstieg fast unspektakulär: ein langer, flacher Schub gegen das Nichts, wobei die obere Stufe arbeitet, bis das Triebwerksabschalten eine bestimmte Geschwindigkeit erreicht, nicht eine bestimmte Höhe. Wird diese Geschwindigkeit verfehlt, fällt die Nutzlast zurück, egal wie hoch sie gestiegen ist.