Als Raumfahrt (auch Weltraumfahrt, Kosmonautik oder Astronautik genannt) werden Reisen oder Transporte in oder durch den Weltraum bezeichnet. Der Übergang zwischen Erde und Weltraum ist fließend, er wurde von der US Air Force auf eine Grenzhöhe von 50 Meilen (~80 km) und von der Fédération Aéronautique Internationale (FAI) auf eine Grenzhöhe von 100 Kilometern festgelegt (für letzteres siehe Kármán-Linie). Beide definierten Höhen liegen in der Hochatmosphäre und wurden zuerst von den deutschen „V2-Raketen“ 1944 während des Zweiten Weltkriegs erreicht.
Als Beginn der Raumfahrt gilt der Start von Sputnik 1 durch die Sowjetunion am 4. Oktober 1957. Meilensteine der bemannten Raumfahrt waren unter anderem Wostok 1 mit Juri Gagarin 1961 als erster Mensch im Weltall, 1969 die erste bemannte Mondlandung mit Apollo 11, mit Saljut 1 die erste bemannte Raumstation 1971 oder der erste wiederverwendbare Raumflugkörper mit der Raumfähre Space Shuttle 1981. Bis Ende 2017 waren über 500 Menschen im All (siehe Liste der Raumfahrer). In der unbemannten Raumfahrt haben Raumsonden Monde und Planeten erforscht. In großer Zahl arbeiten Kommunikationssatelliten auf geostationären Positionen. Navigationssatelliten umkreisen die Erde, damit von jedem Ort der Erde aus möglichst mehrere Satelliten empfangen werden können. Erdbeobachtungssatelliten liefern hochauflösende Bilder für wissenschaftliche, kommerzielle und militärische Zwecke.
Die chronologische Auflistung der bisherigen Raumfahrtmissionen ist unterteilt:
Zeitleiste der Erkundung des Weltraums
Darüber hinaus gibt es die Hauptartikel
Satellit (Raumfahrt) und Raumsonde
Der Artikel Raumfahrt fasst die wichtigsten Aspekte zusammen und beschäftigt sich mit den Grundlagen der Raumfahrt.
Obwohl schon lange die Vorstellung von Reisen zum Mond oder anderen Planeten und Sternen bestand, entstanden erst im 20. Jahrhundert mit der Entwicklung der Raketentechnik die bisher einzigen Techniken, mit denen eine ausreichend hohe Geschwindigkeit erreicht werden kann. Für eine einfache Umlaufbahn sind das von der Erde mindestens 7,9 km/s (siehe Kosmische Geschwindigkeit).
Theoretische Grundlagen und Raketen-Pioniere
Es gab drei Pioniere der Raumfahrt, den russischen Physiker Konstantin Ziolkowski (1857–1935), den US-amerikanischen Physiker Robert Goddard (1882–1945) und den österreichisch-ungarisch-deutschen Physiker Hermann Oberth (1894–1989), die unabhängig voneinander erkannt haben, dass die bisher für Feuerwerke und militärische Zwecke verwendeten Feststoffraketen zu schwach sein würden, um den Weltraum zu erreichen. Daher schlugen sie die Verwendung von flüssigen Raketentreibstoffen (Wasserstoff, Sauerstoff und Kohlenwasserstoffen) und das Prinzip der Mehrstufenrakete vor.
Sie arbeiteten unabhängig voneinander am Flüssigkeitsraketentriebwerk, der Kühlung der Brennkammer und der Steuerung der Rakete mittels Strahlruder und Kreiselinstrument und stellten mit der Raketengrundgleichung auch das Prinzip der Mehrstufenrakete auf eine wissenschaftliche Basis. Sie befassten sich auch mit Fragen des Betriebs von Raumstationen, der industriellen Nutzung des Weltraums und der Nutzung seiner Ressourcen.
Konstantin Ziolkowski veröffentlichte 1903 in der russischen Zeitschrift Wissenschaftliche Rundschau unter dem Titel Erforschung des Weltraums mittels Reaktionsapparaten seine Herleitungen. Aber seine Arbeit fand im Zarenreich kaum Beachtung und wurde, weil sie nur in russischer Sprache verfügbar war, im Ausland nicht bekannt.
1920 publizierte das Smithsonian Institut die zukunftsträchtige Abhandlung von Robert Goddard Methods for Reaching Extreme Altitudes (Methoden zum Erreichen extremer Höhen),
in der er behauptete, dass Raketen genutzt werden könnten, um Nutzlasten auf den Mond zu schicken. Die Presse machte sich über seine Veröffentlichung lustig und titulierte ihn „Moon Man“ (Mondmann). Um weiterer Beobachtung zu entgehen, zog Goddard schließlich nach New Mexico, wo er seine Forschung im Stillen durchführen konnte. Zu Goddards Lebzeiten zog seine Arbeit kaum ernsthafte Aufmerksamkeit auf sich.
Durch die Veröffentlichung von Hermann Oberths Buch Die Rakete zu den Planetenräumen von 1923, welches breite internationale Resonanz auslöste, erinnerte sich der russlanddeutsche Autor Friedrich Zander wieder eines Zeitschriftenartikels, den er einst gelesen hatte. Er trat in Kontakt zu Konstantin Ziolkowski und veröffentlichte ein Buch über dessen Person und Arbeiten, wodurch Ziolkowski einem breiteren russischen und auch internationalen Publikum bekannt wurde.
Für Oberth war die Rakete Mittel zum Zweck einer interplanetaren Raumfahrt. Bereits 1929 veröffentlichte er in seinem Werk „Wege zur Weltraumfahrt“ Anwendungsmöglichkeiten einer 2-Stufenrakete, Ideen zu Raumstationen im erdnahen Orbit von 700 bis 1200 km Höhe und wissenschaftliche Überlegungen und Berechnungen für Flüge (einschließlich Landungen) zum Mond, zu Asteroiden, zum Mars, zur Venus, zum Merkur und zu Kometen. Er gilt als Erfinder des Ionentriebwerks, dessen Physik, die Funktion, die Konstruktion und die Nutzung für den interplanetaren Flug er in einem Buch darlegt.
Von den ersten Ingenieuren und experimentellen Wissenschaftlern sei noch der Südtiroler Astronom und Raketenpionier Max Valier (1895–1930) erwähnt. Valier wagte als erster Europäer Experimente mit flüssigen Treibstoffen und baute unter anderem ein Raketenauto (im Deutschen Museum ausgestellt). Bei einem Labortest in Berlin explodierte ein Aggregat, und ein Metallsplitter tötete den erst 35-Jährigen.
Weitere bekannte Pioniere sind: