How Rockets Escape Earth

Aus ihrem Küchenfenster in Noe Valley beobachteten Arlo und ihr Vater, wie ein roter Ball eine steile Straße in San Francisco hinunterhüpfte. „Whoa, schau mal, wie schnell der ist!“, rief Arlo und zeigte mit einem halb aufgegessenen Apfel. Ihr Vater nickte und nippte an seinem Kaffee. „Die Schwerkraft zieht die Dinge diese Hügel wirklich hinunter, nicht wahr?“ Einen Moment später blickte Arlo von der Straße zum hellblauen Himmel auf. „Wenn die Schwerkraft so gut darin ist, Dinge herunterzuziehen“, fragte sie, „wie kommt dann eine Rakete überhaupt ins All?“

„Das ist die große Frage!“, sagte ihr Vater und kniete sich neben sie. „Man muss unglaublich schnell sein, etwas, das man ‚Fluchtgeschwindigkeit‘ nennt. Stell dir die Erdanziehungskraft wie einen riesigen, unsichtbaren Hügel vor; um ins All zu gelangen, muss eine Rakete mit genügend Geschwindigkeit gestartet werden, um den ganzen Weg bis zur Spitze und über die andere Seite zu gleiten.“ Er hob ein kleines Spielzeugauto auf und rollte es langsam die schräge Fensterbank hinauf, wobei er zusah, wie es wieder herunterrutschte. „Siehst du? Zu langsam, und du fällst immer zurück.“

„Wer war also der Erste, der herausfand, wie groß dieser Gravitationshügel ist?“, fragte Arlo laut, das Kinn in den Händen. Ihr Vater lächelte. „Um das zu beantworten, müssen wir über dreihundert Jahre in der Zeit zurückreisen, nach England, lange bevor jemand auch nur davon geträumt hatte, ein echtes Raumschiff zu bauen.“ Die sonnige Küche in San Francisco schien zu verblassen, ersetzt durch das Bild eines ruhigen, steinernen Arbeitszimmers, gefüllt mit Büchern und seltsamen Instrumenten.

„Das ist Sir Isaac Newton“, erzählte die Stimme ihres Vaters, als der Mann am Schreibtisch von seiner Arbeit aufblickte. „In den späten Sechzehnhundertjahren war er nicht nur ein Wissenschaftler; er war ein besessener Rätsellöser, der die Gesetze der Bewegung und der universellen Gravitation entwickelte. Er war fasziniert davon, warum der Mond die Erde umkreiste, anstatt einfach wegzufliegen oder abzustürzen.“ Newton nahm einen Kompass und tippte nachdenklich damit auf eine Zeichnung des Sonnensystems.

Newton dachte nicht an Raketen, sondern an Kanonen. Er skizzierte ein Bild eines riesigen Berges, der sich über die Wolken erhob. „Er erkannte, dass er weiter sehen konnte, wenn er auf den Schultern von Riesen wie Galileo stand“, flüsterte Arlo und erinnerte sich an das berühmte Zitat. Newton stellte sich vor, eine Kanonenkugel vom Gipfel abzufeuern. „Ein bisschen Schießpulver, und die Kugel fällt zur Erde“, murmelte er vor sich hin und zeichnete eine kurze, gekrümmte Linie.

„Aber mit mehr Schießpulver“, skizzierte Newton erneut, „fliegt die Kugel weiter, bevor sie landet.“ Er zeichnete einen zweiten, längeren Bogen, der sich zu einem Viertel um seine Erdzeichnung wickelte. „Mit genau der richtigen Geschwindigkeit würde die Kanonenkugel fallen, aber sie würde sich so weit horizontal bewegen, dass sie die Erde ständig verfehlen und in eine Umlaufbahn eintreten würde! Und mit noch mehr Geschwindigkeit …“ Er zeichnete eine letzte Linie, die sich vollständig vom Planeten entfernte und nie zurückkehren würde.

Diese letzte, entweichende Linie war das Geheimnis! „Newtons Idee zeigte, dass die Fluchtgeschwindigkeit für die Erde etwa fünfundzwanzigtausend Meilen pro Stunde beträgt“, erklärte Arlos Vater. „Wissenschaftler wie Konstantin Tsiolkovsky in Russland und Robert Goddard in Amerika nutzten seine Mathematik, um die ersten echten Raketen zu entwerfen.“ Die Szene wechselte und zeigte die kolossale Saturn Fünf Rakete, die genau dieses Prinzip nutzte, um Menschen zum Mond zu schicken.

Zurück in der Küche im Noe Valley strömte die Nachmittagssonne herein. Arlo sprang auf, ihre Augen leuchteten vor Aufregung. „Also ist die riesige Rakete nur eine super-angetriebene Kanonenkugel!“, sagte sie und schnappte sich ihre kleine Spielzeugrakete. „Sie muss schnell genug sein, um über den riesigen Gravitationshügel der Erde zu kommen und nicht wieder herunterzufallen!“ Ihr Vater lächelte und gab ihr ein High-Five. „Genau! Du hast es verstanden.“

Arlos Mutter kam herein und trug einen Wäschekorb. „Was ist denn die ganze Aufregung?“, fragte sie. „Wir haben die Fluchtgeschwindigkeit herausgefunden!“, verkündete Arlo. Ihr Vater fügte hinzu: „Es ist, als ob ein professioneller Baseballspieler einen Ball nicht in die Umlaufbahn werfen kann, egal wie sehr er sich anstrengt.“ Arlos Mutter lachte. „Also kämpft sogar das Wasser, das aus dem Brunnen im Golden Gate Park schießt, seinen eigenen kleinen Kampf mit dem Gravitationshügel, aber es verliert immer.“

Arlo holte ihr Entdeckungsnotizbuch heraus und schrieb sorgfältig: „Fluchtgeschwindigkeit, die ewige Geschwindigkeit!“ Sie sah das Poster des Sonnensystems an ihrer Wand mit einer neuen Wertschätzung in ihren Augen. „Papa“, sagte sie langsam und wandte sich ihm zu, „Licht reist schneller als alles andere. Gibt es einen Gravitationshügel, der so steil ist, dass selbst Licht ihm nicht entkommen kann?“ Die Augen ihres Vaters leuchteten auf, er spürte die nächste große Frage.