Raumcon
Raumfahrt => Fragen und Antworten: Raumfahrt => Thema gestartet von: Gecko. am 28. August 2025, 13:58:29
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so einfach ist das nicht. Die Erde dreht sich während des Fluges unter der Flugbahn weiter. Man kommt nach einem Orbit nicht wieder über dem Startturm an, sondern hat einen Versatz von einigen hundert, bzw. wenn ich mich recht erinnere sogar irgendwo zwischen 1.000 und 2.000 km. Ob das Starship beim Wiedereintritt die Crossrange hätte, um das auszugleichen, ist mir nicht bekannt, halte ich aber für zumindest fragwürdig.
Insofern hat Alepu durchaus Recht, es bräuchte höchswahrscheinlich mehrere Orbits bis man wieder in Boca landen kann.
Vielleicht nicht mit der suborbitalen Flugbahn der letzten Testflüge. Aber wird beim Start bereits eine etwas andere Flugbahn (und Endgeschwindigkeit) gewählt, wird stattdessen Hawaii oder Boca Chica angesteuert. Das hat mit "drehender Erde" eher weniger zu tun, das ist einer von vielen Faktoren, die sich aber durch die Wahl der Flugbahn ausgleichen lassen.
SpaceX hat die Flugbahn aber ohnehin so gewählt, dass alle drei Landezonen mit sehr wenig Änderung der Flugbahn erreichbar sind, vergl. ursprüglich geplante Trajektorie von Flug 1:
https://static.wikia.nocookie.net/starship-spacex/images/d/df/IFT-2-PlannedTrajectory-SatTrackCamLeiden-231116.jpg/revision/latest?cb=20250209141849
Die nun genutzte Landezone in Westaustralien liegt direkt darunter, und in Verlängerung Boca Chica.
Nachtrag: Nur so wäre auch einer der vorgeschlagenen Ort-zu-Ort-Cargoflüge an (fast) jeden beliebigen Ort innerhalb von zwei Stunden überhaupt möglich. Müsste man jedesmal warten, bis nach X Orbitrunden sich die Erde passend gedreht hätte, wäre ein Frachtflugzeug dann doch oft wieder schneller.
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Hallo Gecko.,
es tut mir aufrichtig leid, aber da muss ich Dir erneut widersprechen. So wie Du es darstellst, funktioniert das nach wirklich allem, was ich gelernt habe und weiß, einfach nicht.
Natürlich kann man rein theoretisch (örtliche Begebenheiten und Überflugkorridore mal außen vor) prinzipiell in jede beliebige Richtung starten. Es kann eine äquatoriale Bahn oder eine polare Bahn geflogen werden so wie jeder beliebige Winkel dazwischen und natürlich ändert sich dadurch auch der Pfad über dem Boden. Sprich man kann über die Arkis fliegen oder quer über Afrika oder wohin auch immer.
Aber... in dem Szenario um dass es hier geht, will man ja zurück zum Startplatz (Boca Chica) um dort zu landen. Es ist egal, in welche Richtung man startet, egal ob polar oder äquatorial, man wird (im Raum) immer nach einem Orbit den Punkt erreichen, an dem man gestartet ist. Würde die Erde sich nicht drehen, wäre dies automatisch auch geografisch der Punkt, an dem gestartet ist. Aber sie dreht sich nunmal und damit ist Boca Chica nach einem Orbit nicht mehr da, sondern seitlich ausgewandert.
Das kannst Du nicht durch eine leicht andere Flugbahn beim Start ausgleichen. So ist mein Verständnis von Orbitmechanik und ich hoffe und glaube, dass ich damit richtig liege. Jemand wie Schillrich kann das sicher am besten erklären, vielleicht liest er dies hier ja :)
Gruß
Excalibur
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Das Problem ist, daß "Himmelsmechanik" nicht intuitiv verständlich ist, da es ausserhalb unseres täglich gewohnten Erlebens liegt. Man muß da quasi "umdenken."
• wie #Exalibur sehr richtig schreibt, dreht sich die Erde unter einem im Orbit fliegenden Raumschiff beständig weg. Es gibt wohl nur einen einzigen Fall wo man nach nur einem einzigen Erdumrundung im Orbit wieder genau über dem Startplatz ankommt und das ist eben der Start am und ständiger Flug über dem Äquator. Natürlich ist es möglich die Inklination/Bahnneigung während einem Orbitalflug zu ändern, aber das ist u.a. mit einem je nach Inklination verschieden hohem Energieaufwand verbunden, immerhin dreht sich die Erde bei einem etwa 90 minütigen Orbitalflug um 40.000 ÷ 16 = 2.500 km weiter.
• diese von #Gecko. angesprochenen "Punkt zu Punkt Flüge" gehen nicht in den Orbit und fallen daher nicht in diese Kategorie. Entsprechen praktisch normalen Flugzeugflügen, nur eben höher und schneller. (So fliegen ja z.B. auch Interkontinentalraketen im Kriegsfall direkt, ohne den Orbit zu erreichen)
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Es ist egal, in welche Richtung man startet, egal ob polar oder äquatorial, man wird (im Raum) immer nach einem Orbit den Punkt erreichen, an dem man gestartet ist. Würde die Erde sich nicht drehen, wäre dies automatisch auch geografisch der Punkt, an dem gestartet ist. Aber sie dreht sich nunmal und damit ist Boca Chica nach einem Orbit nicht mehr da, sondern seitlich ausgewandert.
Genau so habe ich die Orbitalmechanik auch verstanden. Man kann nur Großkreise fliegen, und wenn sich die Erde darunter wegdreht, kommt man nicht mehr am selben Punkt raus. (Kann man auch mit nem Globus und einem gebogenen Draht ausprobieren)
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Man kann nur Großkreise fliegen...
Das ist vollkommen richtig. Und das ist auch der Grund warum man von einem Startort der nicht auf dem Äquator oder den Polen liegt, eben nicht in jede Richtung starten kann. Weil man sich nicht auf einem Großkreis befindet wenn man vom Cape nach Westen startet. Man braucht mindestens die Inklination der geographischen Breite vom Startort, oder mehr.
Das Shuttle konnte theoretisch nach einem Orbit zum Cape zurückkehren. Die Crossrange des Shuttles war dafür ausgelegt. Beim Starship bezweifle ich das - Flügel hat es nicht und das es über so viel Resttreibstoff verfügt um aktiv zurückzufliegen bezweifle ich auch.
Die Erde dreht sich am Äquator in eineinhalb Stunden um 2500km weiter. In Brownsville der geographischen Breite gemäß weniger (sollte nachschauen wo es liegt). Alles weite Strecken.
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Aber wenn man das alles genau weiß,
warum kann man das nicht in eine Flugbahn einberechnen?
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Hallo Excalibur,
entweder wir reden aneinander vorbei oder einer von uns hat einen Denkfehler...
Die Orbitalmechanik setzt ja in der klassischen Form einen Satelliten o.ä. voraus, der schon eine stabile Bahn fliegt, und dann muss man halt warten, bis der Orbit einen bestimmten Punkt überstreicht. Hier geht es aber um einen Kurzflug mit beliebig wählbarer Inklination.
Also, ich versuchs nochmal mit anderen Worten:
(Sub-)Orbitalbahnen sind Großkreis(segmente). Einen solchen Großkreis kann man immer durch zwei beliebige Punkte legen, hier: Start- und Landepunkt. Jeder Start in eine beliebige Richtung liegt zwangsläufig auf einem Großkreis, denn die Anziehungskraft bedingt ja, dass der Kreismittelpunkt die Erdmitte ist. Definitionsgemäß ein Großkreis. Die kürzeste /direkte Verbindung ist eine Orthodrome und diese ist immer ein Abschnitt eines Großkreises.
Ja, ich kann von Boca Chica nicht "nach Westen" oder "nach Osten" wie auf einer Landkarte starten, das ist dann kein Großkreis. Ich kann aber jeden beliebigen Inklinations-Winkel wählen; der Flug auf dem zugeordneten Großkreis sieht auf einer Landkarte dann gebogen aus. Damit erreiche ich zwar nicht jeden beliebigen stabilen Orbit (das meint ihr vermutlich), aber darum geht es hier ja auch nicht.
Erstmal angenommen, die Erde drehe sich nicht. Wir starten in eine Rakete auf einem passenden Großkreis (Inklination) und "bremsen" passend so, dass der gewünschte Landepunkt erreicht wird. Wenn sich die Erde nicht dreht, ist auch egal, wieviele Orbits dazwischen liegen. (Spezialfall: Gleicher Start- und Landepunkt: jeder beliebige Großkreis wäre möglich).
Nun dreht sich die Erde. Dann nehme ich den Großkreis / die passende Inklination / ziele ich auf den Punkt, an dem sich das Ziel nach der berechneten Flugzeit aufgrund der Erddrehung befinden wird. Bei zwei oder mehr Orbits entsprechend mehr. Das geht für jeden beliebigen Punkt auf der Erdoberfläche.
Im Fall Boca Chica und knapp 2 Stunden Flugzeit nehme ich also einen Großkreis, der auf einem Punkt ca. 2500 km östlich liegt, also ziele ich (wähle eine Inklination) auf einen Punkt irgendwo südlich von Bermuda (natürlich nicht direkt, sondern nach einem Umlauf). Und bin ich dort, hat sich Boca Chica dorthin gedreht.
In der Praxis muss das noch durch die niedrigere Geschwindigkeit bei Start und Landung und Ablenkung durch atmosphärische Effekte korrigiert werden. Aber das ist ja Routine. So wird ja auch jetzt schon die Landezone bzw. die nötige Trajektorie berechnet.
Das geht mit jedem beliebigen Ort auf der Erde. Und daher auch für den Ort-zu-Ort-Transport. Der ist nämlich auch suborbital, aber im Bereich über der Atmosphäre / Karman-Linie geplant, ähnlich wie die Testflüge, schon um Treibstoff und unnötige Bremseffekte zu vermeiden. Das muss wie für jede Rakete dann ja auch auf einem Großkreis sein, denn seitliche Steuermanöver sind energetisch sehr aufwendig bis unmöglich. Erneut ist jeder Punkt auf der Erde möglich, die Berechnung ist identisch.
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Nachtrag:
Der Denkfehler liegt eventuell darin, dass man zwar tatsächlich nicht von jedem Startplatz einen bestimmten Orbit erreichen kann (zB von polaren Startplätzen einen ggf. geostationären Äquatorialorbit).
Hier geht es aber nicht darum, einen bestimmten Wunschorbit/Großkreis zu erreichen, sondern einen beliebigen, der nur eines muss: den Landepunkt schneiden. Davon gibt es unendlich viele, und eben auch immer genau einen, der gleichzeitig durch Start- und Zielpunkt führt, und eine bestimmte Inklination erfordert. Das ist schlicht Kugelgeometrie.
Die Erddrehung hat damit erstmal gar nichts zu tun, die erzwingt nur eine entsprechend korrigierte Inklination.
So gibt es von jedem Startplatz immer genau einen Großkreis, der den Flug ermöglicht (pro- und retrograd).
Mal mit mehr, mal weniger Erdrotation-Mitnahme = Treibstoffersparnis, aber das ist keine prinzipielle Unmöglichkeit, sondern nur eine Frage des Energieaufwandes und ein anderes Thema. Hat auch nichts mit Orbitänderung zu tun, sondern nur mit dem Energieaufwand, ihn zu erreichen bzw. der Geschwindigkeit auf der Trajektorie.
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Nachtrag:
Der Denkfehler liegt eventuell darin, dass man zwar tatsächlich nicht von jedem Startplatz einen bestimmten Orbit erreichen kann (zB von polaren Startplätzen einen ggf. geostationären Äquatorialorbit).
Hier geht es aber nicht darum, einen bestimmten Wunschorbit/Großkreis zu erreichen, sondern einen beliebigen, der nur eines muss: den Landepunkt schneiden. Davon gibt es unendlich viele, und eben auch immer genau einen, der gleichzeitig durch Start- und Zielpunkt führt, und eine bestimmte Inklination erfordert. Das ist schlicht Kugelgeometrie.
Die Erddrehung hat damit erstmal gar nichts zu tun, die erzwingt nur eine entsprechend korrigierte Inklination.
So gibt es von jedem Startplatz immer genau einen Großkreis, der den Flug ermöglicht (pro- und retrograd).
Mal mit mehr, mal weniger Erdrotation-Mitnahme = Treibstoffersparnis, aber das ist keine prinzipielle Unmöglichkeit, sondern nur eine Frage des Energieaufwandes und ein anderes Thema. Hat auch nichts mit Orbitänderung zu tun, sondern nur mit dem Energieaufwand, ihn zu erreichen bzw. der Geschwindigkeit auf der Trajektorie.
Es gibt genau eine Bahnebene durch die drei Punkte Startpunkt, Landepunkt, und Erdmittelpunkt. Dies legt die inklination fest.
Ein Großkreis durch den Startpunkt kann schon einen Punkt auf gleicher geographischer Breite enthalten, aber dann ist die Flugzeit an die Entfernung beider Punkte gekoppelt. Da die Rakete beim Start nach Osten sich schneller bewegt als die Erddrehung hat sich dann aber der Startpunkt noch nicht dahin gedreht wenn dieser Bahnpunkt durchflogen wird.
Nur nach mehreren Orbits hat sich die Erde einmal komplett ggü. der Bahnebene gedreht, dann erreicht man den Startpunkt wieder. Das geht aber nur mit Orbitalflügen, nicht suborbital.
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Aber wenn man das alles genau weiß,
warum kann man das nicht in eine Flugbahn einberechnen?
Ganz genau. Man berechnet die Erddrehung mit in die Richtung ein, und landet nach einer Umrundung genau an dem Punkt, wo man hinwill. Dafür muss die Rakete genau in einer bestimmte Richtung starten, und das war's, da sich die Erde nicht erratisch, sondern immer gleich dreht. Ich red jetzt nicht darüber, daß man die Erddrehung auch als Beschleunigung benötigt, die zusätzlichen Kräfte, die man ohne die optimale Erddrehung braucht, sind selbstverständlich aufzuwenden.
Mal gucken, was an dem Gedanken jetzt falsch ist, denn ich kapiere die Aussagen von Excalibur, proton01 usw. nicht, warum das grundsätzlich nicht gehen soll.
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Hallo,
ich bin ganz ehrlich, meine Kenntnisse von Bahnmechanik reichen nicht, um weiter sinnvoll und vor allem korrekt zu argumentieren. Ich verstehe den Gedanken, gar keinen Orbit, sondern quasi Suborbital - von Punkt zu Punkt - fliegen zu wollen und damit den kompletten Großkreis nicht zu benötigen. Aber aus dem Bauch heraus (hier verlässt mich mein Wissen) denke ich, ist ein Flug zum Ausgangspunkt doch gar nicht mehr suborbital, sondern eben ein Orbit und damit auch nur als Großkreis möglich. Was dann das Problem mit der Erddrehung verursacht und eine Rückkehr zum Ausgangspunkt nur mit entsprechender Crossrange möglich macht.
Ich schreibe Schillrich mal ne PM und bitte ihn, hier herein zu schauen. Er hat von Bahnmechanik wirklich viel Ahnung, soweit ich weiß ;)
Gruß
Excalibur
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Man stelle sich mal die Erde als Autoreifen und den Orbit, den man anfliegen möchte, als Hulahup-Reifen vor. Der Startpunkt ist das blaue Kreuz, jeweils auf dem Orbit als auch auf dem Autoreifen.
Würde die Erde still stehen, könnte man nach jeder Erdumrundung wieder am Startpunkt landen:
(https://images.raumfahrer.net/up083063.png)
Aber wenn die Erde sich weiter dreht, der Orbit aber nicht, dann passt das nicht mehr:
(https://images.raumfahrer.net/up083064.png)
Noch deutlicher wird, es, wenn die Erde, bzw. der Autoreifen, sich um 90° gedreht hat:
(https://images.raumfahrer.net/up083065.png)
Hier sieht man deutlich, man überfliegt nicht mehr den Startpunkt. Es gibt auch keinen Orbit, welcher das kann. Denn der müsste jetzt wie ein Heiligenschein fliegen, das geht aber physikalisch nicht so ganz.;)
(https://images.raumfahrer.net/up083066.png)
KI-Hinweis: Die Bilder sind erstellt mit dem Copiloten von Microsoft.
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Hallo Hugo,
super dargestellt, genau das ist das, was ich auch versuche zu sagen: Das geht so nicht ohne Crossrange.
Danke!
Gruß
Excalibur
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Tja, leider hat sich die Erde bisher geweigert, das Raumfahrtprogram durch spontane Rotationspausen zu unterstützen :)
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Kann man das nicht mit der Flugbahn der ISS vergleichen?
Da weiss man doch auch wann sie wo ist .
(https://images.raumfahrer.net/up083062.png)
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Ich hab mal die Google KI dazu befragt, aber ist halt eine KI-Antwort, daher keine Garantie für die Richtigkeit (und ist auch auf Englisch):
No, Starship can't land at the Boca Chica launch site after a single orbit. Due to the physics of orbital mechanics and Earth's rotation, a single orbit from the Boca Chica launch site would not bring the spacecraft back into alignment for a landing at the same location. Instead, it would land hundreds of miles to the west, over populated areas, which is not a safe trajectory.
***
### Why a Single Orbit Isn't Possible 🌎🚀
A key factor is that a single orbit of Starship is roughly 90 minutes. In that time, the Earth rotates about 1,500 miles (2,400 km) to the east at the latitude of Boca Chica.
1. **Orbital Trajectory:** When Starship launches from Boca Chica, it heads east over the ocean to gain velocity and reach orbit safely, avoiding flying over land. This puts it on an orbital path that is inclined to the equator.
2. **Earth's Rotation:** As Starship completes its orbit, the Earth continues to spin underneath it. The point on the ground that Starship launched from has moved significantly to the east.
3. **Cross-range Capability:** To land at the launch site on the first orbit, Starship would need a very large "cross-range" capability—the ability to maneuver sideways through the atmosphere during re-entry. Starship, with its small wings, does not have the same cross-range ability as the Space Shuttle, which had large wings and could manage about 1,100 nautical miles of cross-range.
For a successful landing at Boca Chica, Starship would need to make **multiple orbits**—likely three or four—to allow the launch site to rotate back underneath its orbital path.
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Kann man das nicht mit der Flugbahn der ISS vergleichen?
Da weiss man doch auch wann sie wo ist .
Korrekt, man weiß wo sie ist, aber man kann sie Bahn nicht verändern.
Aber Du wirst keine Flugbahn finden, die direkt über Houston und über New Orleans geht. Niemals, da beide (fast) den gleichen Breitengrad haben. Somit weißt Du zwar immer, wo die ISS ist, aber wenn es nie so eine Bahn gibt, kannst Du so eine Bahn nie berechnen.
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Hallo Gecko
ich denke du hast hier einen Denkfehler:
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Nun dreht sich die Erde. Dann nehme ich den Großkreis / die passende Inklination / ziele ich auf den Punkt, an dem sich das Ziel nach der berechneten Flugzeit aufgrund der Erddrehung befinden wird. Bei zwei oder mehr Orbits entsprechend mehr. Das geht für jeden beliebigen Punkt auf der Erdoberfläche.
Im Fall Boca Chica und knapp 2 Stunden Flugzeit nehme ich also einen Großkreis, der auf einem Punkt ca. 2500 km östlich liegt, also ziele ich (wähle eine Inklination) auf einen Punkt irgendwo südlich von Bermuda (natürlich nicht direkt, sondern nach einem Umlauf). Und bin ich dort, hat sich Boca Chica dorthin gedreht.
Wenn man, wie du schreibst, "auf Bermuda zielt", wäre das kein geschlossener Kreis als Flugbahn mehr, sondern eine offene Spirale um den Erdmittelpunkt. Und das geht in der Orbitmechanik nicht. Der Orbit muss geschlossen sein.
Durch Startinklination kann ich den Zielpunkt hier nicht ändern. Ich kann den Zielpunkt nach einer Umrundung nur über Flugzeit/Phasing ändern (also Flughöhe oder Anzahl der Orbits), oder über aktive Manöver im Flug.
PS: ich sehe, ihr wart in der Diskussion ja schon weiter ...
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Ich habe nochmal nachgedacht und nachgeschaut:
Wenn man nicht genau nach Osten startet, sondern etwas nördlich, dann liegt der aufsteigende Ast des Orbits über dem Startort zum Startzeitpunkt. Das kann so gemacht werden dass der Startort nach 1 oder 2 oder 3 Orbits unter dem absteigenden Ast (also Flug in etwas südlicher Richtung) des Orbits liegt, da sich ja die Erde unter der Bahnebene dreht.
So ist Buran nach zwei Orbits mit nur wenig Seitenreichweite wieder in Baikonur gelandet, er hätte es auch nach dem dritten Orbit gekonnt.
Soyuz macht es ähnlich um bei Problemen auch im üblichen Gebiet landen zu können.
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Man kann nur Großkreise fliegen...
Das ist vollkommen richtig. Und das ist auch der Grund warum man von einem Startort der nicht auf dem Äquator oder den Polen liegt, eben nicht in jede Richtung starten kann. Weil man sich nicht auf einem Großkreis befindet wenn man vom Cape nach Westen startet. Man braucht mindestens die Inklination der geographischen Breite vom Startort, oder mehr.
Das Shuttle konnte theoretisch nach einem Orbit zum Cape zurückkehren. Die Crossrange des Shuttles war dafür ausgelegt. Beim Starship bezweifle ich das - Flügel hat es nicht und das es über so viel Resttreibstoff verfügt um aktiv zurückzufliegen bezweifle ich auch.
Die Erde dreht sich am Äquator in eineinhalb Stunden um 2500km weiter. In Brownsville der geographischen Breite gemäß weniger (sollte nachschauen wo es liegt). Alles weite Strecken.
Ich hoffe ich kann es etwas verständlicher erklären:
Der Startort gibt die Inklination schon mit, sonst geht die Bahn nicht durch den Erdmittelpunkt. Man kann zwar die Inklination mit (hohem) Energieaufwand nachträglich (oder noch am Ende der Startphase, kommt aber aufs selbe raus) ändern, aber der neue Orbit mit neuer Inklination ist wieder ein Großkreis unter dem sich die Erde wegdreht. Nur am Pol (mit gezielter Richtung) kann man den Orbit so legen, dass man jeden Punkt der Erde mit einem Orbit erreicht.
Es gibt Tricks wie z.B. mit einer geänderten Inklination und/oder elliptische Bahnen wieder in die Nähe des Startpunkts zu kommen, aber direkt niemals (es sei denn der Orbit ist so exzentrisch, dass er 24 h dauert). Beim Starship mit seiner begrenzten Treibstoffmenge bezweifle ich sehr dass das geht (kommt auf die Crossrange an, aber die wird nicht hoch sein).
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Es ist halt schwierig was zu erklären, was nicht dem "gesunden Menschenverstand" bzw. dem "täglichen Erleben" entspricht.
Je mehr man es versucht, desto komplizierter macht man es und desto unverständlicher wird es oft, speziell, wenn man es selbst nicht wirklich verstanden hat.
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Es ist halt schwierig was zu erklären, was nicht dem "gesunden Menschenverstand" bzw. dem "täglichen Erleben" entspricht.
Je mehr man es versucht, desto komplizierter macht man es und desto unverständlicher wird es oft, speziell, wenn man es selbst nicht wirklich verstanden hat.
Hast wohl recht, bei mir leuchtete es erst mit ausprobieren (KSP lässt grüßen) ein. Aber zwischen "Verstehen" und "Erklären" kann es trotzdem ein langer Weg sein.
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Wir können ewig aneinander vorbei diskutieren, wenn der Unterschied zwischen einem bestimmten zu erreichenden (Teil-)Orbit vor einem Startplatz aus und dafür notwendigem Crossrange auf der einen Seite und einem genau auf einen Landeplatz ausgewähltem (Teil-)Orbit auf der anderen Seite nicht gemacht wird.
Ersteres ist klassische Bahnmechanik, und ja, nicht jeder Orbit kann von jedem Startplatz aus direkt erreicht werden. (Eigentlich nur die wenigsten, und erst recht nicht die interessantesten.) Aber darum geht es hier nicht.
Zweiteres nimmt nämlich nicht den Orbit, sondern den Landeplatz als Voraussetzung: Jeder Landeplatz kann von jedem Startplatz mit einem bestimmten (Teil-)Orbit erreicht werden. Das ist etwas ganz anderes.
Oder nochmal anders: Die zu errechnende Unbekannte ist nicht der Landeplatz, sondern der Orbit. Wir stecken also nicht einen Orbit in die Bahngleichung und stellen fest, wo gelandet werden kann und wo nicht. Sondern umgekehrt.
Oder nochmal anders, etwas bildlicher: Wir wissen, dass man von Boca Chica einen ganz bestimmten Punkt vor Australien erreichen kann. Mit etwas längerer oder kürzere Flugzeit jeden anderen Punkt auf diesem Teilorbit, immer korrigiert natürlich mit der inzwischen erfolgten Erdrotation. Das legt projiziert eine (nicht geschlossene) Kreislinie auf den Globus. Ändert man die Abflugrichtung = Inklination beim Start (nicht unterwegs!) ganz leicht, erreicht man beliebige Punkte knapp neben dieser Bahn. Und so weiter. Hat man die Abflugsrichtung nach und nach um 360 Grad gedreht, hat man damit die Erdkugel mit diesen Kreislinien komplett bedeckt und damit letztlich alle Punkte auf der Erde, kann also als Punkt-zu-Punkt-Transport jedes Ziel auf mindestens einem Teilorbit erreichen. Der ursprüngliche Startort ist nur ein Sonderfall; warum sollte der anders sein als alle anderen Punkte auf dem Globus?
Das ist nach wie vor das eigentliche Missverständnis: Diejenigen, die abstreiten, dann man den Startplatz nach einer Erdumrundung erreichen kann, denken von der anderen Seite, von einem fixen Orbit, aus. Das ist der falsche Ansatz.
Aber warten wir einfach ein Jahr, und SpaceX wird uns zeigen, wie man nach einer Erdumrundung wieder in Starbase ankommt! :)
Wenn man, wie du schreibst, "auf Bermuda zielt", wäre das kein geschlossener Kreis als Flugbahn mehr, sondern eine offene Spirale um den Erdmittelpunkt.
Das hast Du missinterpretiert. Der gewählte Orbit schneidet natürlich einen Punkt über Bermuda. Durch die Landeprozedur wird der dann ohne Crossrange zum Landepunkt. War natürlich vereinfacht dargestellt; bei einer Erdumrundung mit Start- und Landephase bleibt beim eigentlichen Flug ohnehin nicht viel vom "Orbit" übrig. Was ich meine ist natürlich die Projektion der Flugbahn auf einen Orbit, der wiederum die Bewegung über die Erdoberfläche darstellt. Und entlang dieser Projektion muss geflogen werden.
Man berechnet die Erddrehung mit in die Richtung ein, und landet nach einer Umrundung genau an dem Punkt, wo man hinwill. Dafür muss die Rakete genau in einer bestimmte Richtung starten, und das war's
Genau, das ist stark kondensiert das, was ich versucht habe zu erklären.
Es gibt genau eine Bahnebene durch die drei Punkte Startpunkt, Landepunkt, und Erdmittelpunkt. Dies legt die inklination fest.
Ein Großkreis durch den Startpunkt kann schon einen Punkt auf gleicher geographischer Breite enthalten, aber dann ist die Flugzeit an die Entfernung beider Punkte gekoppelt. Da die Rakete beim Start nach Osten sich schneller bewegt als die Erddrehung hat sich dann aber der Startpunkt noch nicht dahin gedreht wenn dieser Bahnpunkt durchflogen wird.
Nur nach mehreren Orbits hat sich die Erde einmal komplett ggü. der Bahnebene gedreht, dann erreicht man den Startpunkt wieder. Das geht aber nur mit Orbitalflügen, nicht suborbital.
Das stimmt soweit; nur dass ich eben nicht den Landepunkt zum Zeitpunkt des Abhebens für die Berechnung dieser Bahnebene nehme, sondern den Punkt, an dem er sich beim Landen befinden wird. Ja, das hängt von der Flugdauer (inkl. langsamere Start- und Landephase) ab und muss einberechnet werden. Auf dem damit errechneten Großkreis(-projektion), der auch die Startrichtung (Inklination) vorgibt, landet man dann nach einem (Teil-)Orbit zielgenau da, wo man hinwollte, und das kann wieder der Startpunkt sein sowie auch jeder andere Punkt auf der Erde. Mehr als ein Orbit kann sein, ist aber nicht notwenig.
Für die Diskussion ist es hilfreich, die Begriffe jeweils richtig und eindeutig zu verwenden.
Der Startort gibt die Inklination schon mit, sonst geht die Bahn nicht durch den Erdmittelpunkt.
Ich weiß, was du mit dem ersten Satz sagen willst: Nicht Bahn, sondern Bahnebene (die Flugbahn geht natürlich nicht durch den Erdmittelpunkt). Dennoch stimmt es so nicht. Von jedem Standort aus gibt es in jede Richtung bzw. mit jeder beliebigen Inklination genau eine Bahnebene, die durch den Erdmittelpunkt geht. Rotationssymmetrisch. Der Standort gibt vor, welche Orbits direkt erreicht werden können. Aber er gibt nicht die Inklination vor.
Man kann zwar die Inklination mit (hohem) Energieaufwand nachträglich (oder noch am Ende der Startphase, kommt aber aufs selbe raus) ändern, aber der neue Orbit mit neuer Inklination ist wieder ein Großkreis unter dem sich die Erde wegdreht.
Das stimmt alles, ist aber hier überhaupt nicht gefordert. Es geht gar nicht darum, Orbit / Bahn / Inklination nachträglich zu ändern. Sondern sie von Anfang an so zu wählen, dass sich das gewünschte Ergebnis = Zielort dabei von selbst ergibt.
Nur am Pol (mit gezielter Richtung) kann man den Orbit so legen, dass man jeden Punkt der Erde mit einem Orbit erreicht.
Und das eben stimmt nicht. Nicht mit Erddrehung und nicht ohne.
Eränzung: Was Du meinst ist: Nur als Polarbahn kann man einen einzelnen Orbit so wählen, dass man darauf mit genügend Umläufen über jeden Punkt der Erde kommt. Von wo man startet ist dabei aber egal, das kann irgendwo sein, Hauptsache es geht über die Pole!
"Jeden Punkt = alle Punkte mit einem einzelnen Orbit" ist aber gar nicht gefordert. Nur "Beliebiger Punkt über einen speziellen Orbit erreichbar". Das ist etwas ganz anderes.
Und das ist auch der Grund warum man von einem Startort der nicht auf dem Äquator oder den Polen liegt, eben nicht in jede Richtung starten kann. Weil man sich nicht auf einem Großkreis befindet wenn man vom Cape nach Westen startet.
Das stimmt nicht. Du zäumst das Pferd vom Schwanz auf. Du kannst problemlos nach Westen starten, so wie in jede beliebige Himmelsrichtung. Nur fliegt die Rakete dann eben nicht nach Westen, sondern auf dem Großkreis, der den Startpunkt in Ost-West-Richtung schneidet.
Auch hier bitte wieder auf sauber verwendete Begriffe achten: "Richtung Westen fliegen" (geht nicht) ist nicht das gleiche wie "in westliche Richtung starten" (geht), und "nicht in jede Richtung starten" (falsch) ist nicht das gleiche wie "nicht in jeden Orbit starten" (richtig).
Tipp: Wer es sich auf einer Landkarte vorstellt, wird vielleicht scheitern. Nehmt notfalls eine Kugel/Globus und einen Ring, um das nicht in 3D denken zu müssen...
Na ja, verbiegt euch weiter das Hirn, ich warte auf die physische Bestätigung!
(PS Mods, gehört das noch zu "Flug 11" oder in einen Faden zu Flugbahnen / Ort-zu-Ort-Flug?)
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Danke Gecko, Du hast es exakt so beschrieben, wie ich es mir vorgestellt hatte.
(Interkontinentale Atomraketen müssen übrigens (leider) auch nicht mehrere Orbits fliegen, bis sie von einem Kontinent ein punktgenaues Ziel auf einem anderen Kontinent treffen)
Wäre auch für ne Auslagerung in einen neuen "Suborbitale Punkt-zu-Punkt Flüge" Threads.
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Danke Gecko, Du hast es exakt so beschrieben, wie ich es mir vorgestellt hatte.
(Interkontinentale Atomraketen müssen übrigens (leider) auch nicht mehrere Orbits fliegen, bis sie von einem Kontinent ein punktgenaues Ziel auf einem anderen Kontinent treffen)
Wäre auch für ne Auslagerung in einen neuen "Suborbitale Punkt-zu-Punkt Flüge" Threads.
Gutes Beispiel; auch die fliegen, wenn auch noch stärker, suborbital, aber "unterhalb" eines projizierten Großkreises. Und ohne Crossrange bzw. mit minimaler Flugbahnänderung, nachdem einmal eine Abschussrichtung gewählt wurde.
Stellen wir uns Starship als Interkontinentalrakete vor, die eine hoffentlich nicht tödliche Fracht an jeden Punkt liefern kann (sonst wäre ja auch der vom Militär so gewünschte Ort-zu-Ort-Transport gar keine Option, wenn nur einige wenige Ziel-Orte je Startort möglich wären!). Inklusive dem eigenen Abflugsort.
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Aus dem Starship 11 Thread wunschgemäß in diesen neuen Tread geschoben (und aufgeräumt), evtl. auch relevant für den "Starship-Cargo Punkt zu Punkt-Thread")
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Hat mich nicht losgelassen, habe nochmals nachrecherchiert.
Wofür hatte man Physik im Studium.
Jetzt wirds vielleicht fachlich genauer, aber auch komplizierter:
Man könnte ein einfaches Modell mit einer Kugel und darauf gezeichneten Großkreisen nehmen, ich bleibe aber mal bei "Erde" und "Orbits".
Zunächst: "Orbit" meint hier vereinfacht immer "Orbital-Projektion auf die Erdoberfläche". Dass Orbits zudem in verschiedener Höhe liegen können und damit auch noch verschiedene Umlaufzeiten haben, lassen wir erstmal außen vor, das ändert die Geschwindigkeit, nicht ihre Projektionen auf die Erdkugel.
Ebenso werden zunächst Start- und Landephase mit ihren geringeren Geschwindigkeiten vernachlässigt. Die Projektion ist dann immer dieselbe.
Erstmal der Spezialfall einer nicht notierenden Erde:
Von jedem Punkt der Erde, egal ob Start- oder Zielpunkt, gibt es eine unendliche Anzahl an Großkreisen = Orbits, nämlich 360 Grad im Kreis um diesen Punkt herum. Bahnebene natürlich immer durch den Erdmittelpunkt, sonst wäre es ja kein Großkreis. Die Achse Punkt - Erdmitte gibt dabei die Rotationsachse dieser Bahnebenen vor.
Nun ist die Frage:
Gibt es Orbits, die zwei beliebige Punkte auf der Oberfläche verbinden?
Die Antwort ist rein geometrisch:
Ja, immer genau eine Bahnebene mit zwei Orbits, nämlich pro- und retrograd.
Nimmt man zudem eine sich drehende Erde an, ändert das nichts daran. Nur der scheinbare Orbit, der zwei Punkte verbindet, ist jeweils ein leicht anderer (verkrümmt/verschoben in der Projektion). Pro- und Retrograd sind dann nicht mehr genau entgegengesetzt und deckungsgleich, da die nötigen Abweichungen sich aufaddieren, nicht ausgleichen. Sie schneiden sich dann nur noch im Zielpunkt. Zudem spielt nun die Reisezeit = Fluggeschwindigkeit = Orbitalhöhe eine Rolle, da das beeinflusst, wieweit sich die Erde zwischenzeitlich drehen konnte, und damit den scheinbaren Zielpunkt, und damit den nötigen Orbit.
Exkurs, der zur klassischen Orbitalmechanik überleitet:
Jeder dieser Orbits erreicht mit weiteren Umläufen weitere Punkte auf der Erde (bei sich drehender Erde - und nur dann). Am wenigsten erreicht eine Äquatorialbahn, nämlich logischerweise nur die Punkte, die auf dem Äquator liegen. Je höher die Inklination, desto mehr Punkte nördlich und südlich erreicht eine einzelne Bahn, bis hin zur Polarbahn, die theoretisch alle Punkte der Erdoberfläche erreichen kann.
Denn man erreicht von einer beliebigen Polarorbitalbahn alle Punkte der Erde, sofern man Geschwindigkeit = Höhe richtig wählt. Aber ist z.B. Umlaufzeit = Erdrotation, überfliegt man immer den gleichen Längengrad bzw. dessen Gegenstück und erreicht auch nicht mehr Punkte als auf der Äquatorialbahn.
Und das bedingt die Missverständnisse:
Wir suchen nicht eine einzelne Orbitalbahn, die alle Punkte erreicht (Polarbahn),
sondern nur eine bestimmte, die zwei Punkte verbindet (ursprüngliche Frage).
In der Praxis nimmt man für einen Ort-zu-Ort-Flug dann natürlich den Teil-Orbit, der am schnellsten/billigsten zu fliegen ist, das ist der kürzere der beiden pro- und retrograden.
Es sei denn, jener in mehr östliche Richtung bringt so viel mehr Erdrotations-Schwung mit, dass der zusätzliche Geschwindigkeitsgewinn bzw. dadurch Treibstoffersparnis die größere Entfernung ausgleicht oder übertrifft (es kommt dann ja die doppelte Entfernung dessen dazu, um was sich die Erde in der Flugzeit am Zielpunkt weitergedreht hat).
Das zusammen mit den Effekten von Start und Landung ist eine schöne Optimierungsaufgabe mit nicht mehr trivialer Geometrie und Berechnung.
Hoffe, das war verständlich und diejenigen, die sich durchgearbeitet haben, konnten die Argumentation nachvollziehen.
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Wollte eigentlich hier nicht mehr argumentieren, aber auch mich "hats nicht losgelassen."
Also erstmal sind wir hier trotz Verschiebung immer noch im falschen Faden, denn wir sprechen ja nicht von "suborbitalen" Flügen, sondern von "Orbitalflügen."
Und das ist eben der Riesenunterschied, der hier u.a. immer wieder für Verwirrung sorgt.
Niedrige suborbitale Flüge finden innerhalb der Atmosphäre statt (und sind quasi vergleichbar mit dem Reisen in Fahr-/Flugzeugen. Die können so schnell fahren wie sie wollen, wenn du da drin bist, landest du beim Hochspringen immer wieder am selben Punkt, bzw. ohne große Probleme am Zielort.)
Orbitalflüge unterliegen ganz anderen Gesetzen. (In etwa vergleichbar mit dem Stehen auf einem fahrenden Zug. Wenn du da hochspringst, fährt der Zug unter dir weiter und du landest eben nicht mehr am Ausgangspunkt.)
Das Navigieren im niedrigen suborbitalen Raum ist also wesentlich einfacher. Du startest und fliegst im Idealfall das Ziel direkt an (da wir aber auf einer Kugel leben fliegst du dabei immer einen Teilkreis, sehr schön zu sehen, wenn du den Flugweg auf eine Karte überträgst.)
Fliegst du allerdings aus der Erdatmosphäre hinaus ins All, wird es komplizierter, wenn du einen bestimmten Ort anfliegen willst. Und mit dem Starship wollen wir das ja, da die Fangarme an einem festen Ort warten!
Zum Einen ist da das Problem mit dem Großkreis und dann ist da die Inklination (Flug-Bahnneigung in Bezug zum Äquator), die vom Startort abhängt (bzw. vom Breitengrad auf dem sich dieser befindet) und eben die Erddrehung.
Fakt ist eben, daß du von einem bestimmten Startpunkt aus nur mit bestimmten Inklinationen in einen Orbit, der immer ein Großkreis ist, starten kannst.
Nach einer Erdumrundung bist du dann zwangsweise bis zu einigen tausend Kilometern vom Startpunkt entfernt. Ausnahmen davon sind (wie oben schon mehrfach sehr richtig geschrieben) Starts von den Polen und vom Äquator.
Da hilft auch kein "Vorhalten" o.ä., denn damit würdest du nur in einem neuen Großkreis fliegen und kämst zwar mit einem entsprechend anderen Winkel/Inklination in der Nähe des Startpunkts an, aber immer noch in etwa der gleichen Entfernung.
Wenn du nicht vom Pol oder Äquator startest, gibt es tatsächlich nur 2 Möglichkeiten um wieder genau am Startplatz zu landen. Entweder du wartest bis jeweils volle Tage verstrichen sind, oder du fliegst den Startplatz aktiv an. Starship kann dieses "aktiv" nicht da es weder entsprechende Flügel/Seitenruder, noch genügend Treibstoff hat. (Schillrich weiß das Alles sehr viel besser und hat es natürlich auch bereits sehr richtig geschrieben)
Der stabile Orbit ist übrigens immer ein Großkreis (Vollkreis mit Erdmitte als Zentrum), weil das Raumschiff auf seiner Bahn immer in Richtung Masseschwerpunkt/Erdmitte gezogen wird, durch seine hohe Geschwindigkeit aber auf eine Kreisbahn drumherum gezwungen wird (fällt antriebslos um die Erde). Um diese Bahn zu ändern (und z.B. den Startort bereits nach einer einzigen Erdumrundung wieder anzufliegen), muß z.T. erhebliche Energie aufgewendet werden, die aber einer chemischen Rakete (wie z.B. Starship) eben nicht ausreichend zur Verfügung steht.
Ich hoffe damit nicht allzuviel neue Verwirrung geschaffen zu haben, aber kanns leider nicht besser erklären.
Die Orbitalmechanik ist halt leider etwas anders als der gesunde Menschenverstand.
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Hallo,
da bin ich voll bei Alepu. Ich denke (bitte korrigieren wenn ich es falsch verstehe) Gecko. will einen suborbitalen Flug bis zurück zum Startpunkt machen. Mit den "Vorteilen" des suborbitalen Flugs. Also einmal voll um die Erde herum und quasi vorhalten bzw. Zielen auf den Punkt, an dem Boca Chica dann ist, wenn das Starship da ankommt. Aber das geht so einfach nicht (meiner Meinung nach). Eine volle Erdumrung ist nach allem, was ich verstehe, zwingend orbital und kann nicht suborbital sein. Also orbital mit allen damit verbundenen "Nachteilen" (Großkreis, kein Zielen dahin, wo Boca nach einer Runde ist).
Gruß
Excalibur
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Stimmt so wohl nicht so ganz.
Eine "volle Erdumrundung" ist wohl möglich und wurde sicher auch schon gemacht, z.B. mit Militärflugzeugen und Betanken unterwegs im Flug.
Ob das allerdings ein Starship schafft?
Das Problem ist hier wohl u.a. der Luftwiderstand.
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Sähe das dann so aus? Mit Solarzellen, damit das Schiff auch genug Strom hat für so lange Flüge. ;)
(https://dl.dropbox.com/scl/fi/ne9crnrq4sw4j4fub9h2y/Copilot_20250830_185038.png?rlkey=ole8871wfv81njs8og70b4dy1)
(KI-Geriertes Bild)
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Gecko. will einen suborbitalen Flug bis zurück zum Startpunkt machen.
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Mit den "Vorteilen" des suborbitalen Flugs.
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Eine volle Erdumrung ist nach allem, was ich verstehe, zwingend orbital und kann nicht suborbital sein.
....
Also orbital mit allen damit verbundenen "Nachteilen" (Großkreis, kein Zielen dahin, wo Boca nach einer Runde ist).
1. Nein, will ich nicht. Es ist nämlich völlig egal, ob suborbital oder orbital, das ändert an der Bahngeometrie rein gar nichts Grundsätzliches, es ist u.a. immer ein Großkreis(-segment). (Das "suborbital" entstand beim Erstellen des eigenen Threads; nicht meine Formulierung)
2. Welche "Vorteile" sollen das sein? (Bisher gab es immer nur mantramäßig die Behauptungen, dass Orbital gegenüber Suborbital Nachteile bei Ort-zu-Ort-Flügen hätte bzw. gar nicht geht, aber bisher habe ich kein physikalisch-geometrisches Argument dazu gehört. Nur pauschales "geht nicht" und nachweislich falsche Behauptungen wie "man kann nicht nach Westen starten" oder "der Startplatz gibt die Inklination vor".
3. Warum sollte man nicht suborbital um die Erde kommen? Das können Flugzeuge (s. alepu) und Interkontinentalraketen doch auch, wenn es sein muss. Ist ja kein ballistischer Flug.
(Nachtrag zur Präzisierung, bevor sich jemand daran reibt: Es geht natürlich um "gerade" Flüge ohne seitliche Kurskorrekturen; und "suborbital" heißt nicht "atmospärisch", sondern nur "nicht schnell genug, um in gegebener Höhe oben zu bleiben", das kann wie bei den Starship-Testflügen auch deutlich über der Karman-Linie sein. Dass das runter kommt, liegt an der Trajektorie, nicht am Luftwiderstand "da oben".)
4. "Großkreis" trifft auch suborbital zu, wie ich oben mehrfach dargelegt habe, und auch Orbital kann man "zielen" (nicht bei bestehendem Orbit, sondern bei der Wahl des Orbits vor dem Start, aber dieses Missverständnis habe ich ja nun 3x unterschiedlich erläutert).
Ich wäre wirklich an fachlich fundierten Sachargumenten (für oder wider) interessiert, aber reine Meinungsbezeugungen und lustige KI-Bilder helfen hier nicht weiter... :)
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Also erstmal sind wir hier trotz Verschiebung immer noch im falschen Faden, denn wir sprechen ja nicht von "suborbitalen" Flügen, sondern von "Orbitalflügen."
Bitte den Thread-Titel lesen, Punkt-zu-Punkt-Flüge sind (optimal) immer suborbital. Sie finden trotzdem zum Großteil außerhalb der Atmosphäre stand, das hat überhaupt nichts mit orbital oder suborbital zu tun. Sie sind ballistisch und können von jedem Punkt jeden anderen Punkt erreichen. Falsche Darstellungen wie der Hula Hoop Reifen (die schon ich Richtung Flat-Earth ging ;D ) sind da leider nicht förderlich.
Nochmal kurz zusammengefasst:
- Würde sich die Erde nicht drehen, kann man dann suborbital jeden Punkt erreichen? Ja, kann man.
- Dreht sich die Erde, dann verschiebt sich dieser Punkt über einen gewissen Zeitraum; deshalb nimmt man die Zeit, die man zum Erreichen benötigt, berechnet den neuen verschobenen Punkt, und fliegt ab dem Start suborbital direkt dorthin
Sollte ich komplett falsch liegen, dann würde ich mich über eine verständliche Aufklärung freuen, nur gehen bisher alle Beiträge außer die von Gecko seltsamerweise komplett daran vorbei, warum auch immer.
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Bitte den Thread-Titel lesen
Der wurde ja nachträglich dazuerfunden...
Ich spreche von beidem. Es geht um beliebige Punkt-zu-Punkt-Flüge (zur Erinnerung: angefangen hatte das ja mit der Frage, ob Starship nach einer Erdumkreisung wieder in Boca Chica landen kann). Ob suborbital oder orbital spielt erstmal gar keine Rolle, das ist ja nur eine Frage der (zwischenzeitlichen) Maximalgeschwindigkeit des Flugkörpers.
Punkt-zu-Punkt-Flüge sind (optimal) immer suborbital. Sie finden trotzdem zum Großteil außerhalb der Atmosphäre stand, das hat überhaupt nichts mit orbital oder suborbital zu tun.
Jein.
Mir dämmert, dass hier bei anderen Mitdiskutanten ein weiteres fundamentales Missverständnis besteht, dass Du nun richtig ansprichst:
"Suborbital" heißt nicht "niedrig", sondern "mit zu geringer Horizontal-Geschwindigkeit, um oben zu bleiben".
"Orbital" heißt, "schnell genug, um nicht runter, sondern um die Erde herum zu fallen".
(grob vereinfacht)
Ich habe das Gefühl, das wird fortwährend mit "atmospärisch" und "transatmosphärisch" verwechselt. Das spielt aber nur insofern eine Rolle, als dass die Bremswirkung der Atmosphäre einen Orbit verhindert.
Aber: Punkt-zu-Punkt-Flüge können auch sehr wohl orbital sein. Letztlich ist ja alles, was startet, einen Orbit erreicht und irgendwann wieder landet, automatisch auch ein "Punk-zu-Punkt"-Flug.
Das Missverständnis ist wohl, dass suborbital und orbital zwei grundsätzlich völlig verschiedene Dinge mit völlig anderen Optionen und Einschränkungen wären. Das ist aber nicht so. Man ist solange suborbital bis man - je nach Höhe - durch Horizontalbeschleunigung die entsprechende Orbitalgeschwindigkeit erreicht hat.
Die Starship-Testflüge sind deshalb suborbital geblieben, weil absichtlich die Geschwindigkeit nicht ganz zum Orbit gereicht hat (damit im Fall des Wiederzünden-Scheiterns das Ding mangels Deorbit-Burn nicht da oben bleibt). Das heißt aber doch nicht, dass mit den paar Prozent Geschwindigkeit (nicht: Höhe!) mehr, die da fehlten, sich auf einen Schlag sämtliche Bahnparameter, Orbitalgleichungen und Flugdynamiken grundsätzlich komplett ändern würden und plötzlich was "verboten" wäre, was vorher problemlos ging.
Wäre das Starship kurz mal orbital gewesen (um zB Starlinks auszusetzen), was wir demnächst sicher sehen werden, und landet dann irgendwo, ist das auch ein "Punk-zu-Punkt"-Flug.
Sie sind ballistisch und können von jedem Punkt jeden anderen Punkt erreichen.
Nee, das ist leider so pauschal nicht richtig.
Erstens, wir fliegen mit Raketen, nicht mit einer Jules-Verne-Abschusskanone. Ballistisch ist der Flug nur in den Phasen, wenn die Triebwerke nicht feuern. Das wird natürlich aus Treibstoffgründen möglichst kurz gehalten, aber dennoch, nicht rein ballistisch, und damit auch nicht komplett auf die Einschränkungen eines ballistischen Fluges beschränkt.
Zweitens, ich stimme Dir zu, dass solche Flüge jeden Ort erreichen können (wenn man Abflugwinkel, Geschwindigkeit und Höhe passend wählt). Aber, siehe oben, das gilt grundsätzlich für "orbital" auch.
Eine Orbitalbahn ist ja nur ein Spezialfall der Freier-Fall-Bahnen ("ballistisch"), bei der die Geschwindigkeit genau so groß ist, dass der freie Fall zu einer geschlossenen Kreisbahn wird (lassen wir jetzt mal asymetrische Orbits außen vor, bei denen Ellipsen geflogen werden). Sinkt die Horizontal-Geschwindigkeit, sinkt die Bahnhöhe. Sinkt sie fortwährend oder gerät in die bremsende Atmosphäre, wird die Bahn suborbital.
Deshalb ist New Shepard immer suborbital, egal wie hoch sie die schießen (auch wenn es 100, 150 oder mehr km wären), weil die Horizontalgeschwindigkeit für einen Orbit fehlt.
Ohne Bremswirkung der Atmosphäre könnte man aber auch in 10 km Höhe orbital um die Erde fliegen.
Auf dem Mond geht das übrigens.
Bedeutet im Umkehrschluss: Wenn man unter der Orbitalgeschwindigkeit bleibt bzw. passiv gebremst wird, kommt ein Raumschiff von selbst wieder runter (wie die Starship-Testflüge). Das kann aber auch nach 1, 2 oder mehr Erdumkreisungen der Fall sein, je nach Geschwindigkeit und Bremswirkung; halt spiralig.
Also nochmal: Es geht um die Geschwindigkeit, nicht um die reine Flug-Höhe, und es wird in beiden Fällen entlang (auf die Erde projizierter) Großkreise geflogen.
Daher ist die Behauptung "Erdumkreisung ist immer orbital" genauso falsch wie "weniger als 1 Erdumkreisung heißt immer suborbital".
Nochmal kurz zusammengefasst:
- Würde sich die Erde nicht drehen, kann man dann suborbital jeden Punkt erreichen? Ja, kann man.
- Dreht sich die Erde, dann verschiebt sich dieser Punkt über einen gewissen Zeitraum; deshalb nimmt man die Zeit, die man zum Erreichen benötigt, berechnet den neuen verschobenen Punkt, und fliegt ab dem Start suborbital direkt dorthin
Das sehe ich auch so, aber wie oben ausgeführt, gibt es keinen prinzipiellen Unterschied, ob ich dabei immer suborbital bleibe oder ob ein Teil der Flugbahn orbital ist.
(Dass während Start- und Landephase nicht orbital geflogen wird, ist ja klar, und vielleicht ist das auch ein Problem bei der Argumentation jener, die pauschal sagen, das geht nicht. Denn wenn mal nur orbital denkt, geht man ja von Anfang an von einer rein orbitalen Flugbahn aus, das ist aber bei Ort-zu-Ort-Flügen nie der Fall)
Sollte ich komplett falsch liegen, dann würde ich mich über eine verständliche Aufklärung freuen, nur gehen bisher alle Beiträge außer die von Gecko seltsamerweise komplett daran vorbei, warum auch immer.
Danke für die Blumen.
Und ich würde mich meinerseits über neue (bessere) Argumente freuen.
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Falsche Darstellungen wie der Hula Hoop Reifen (die schon ich Richtung Flat-Earth ging ;D ) sind da leider nicht förderlich.
Bitte. Das ist jetzt mehr als peinlich. Der Reifen ist doch nur ein Symbo und hat nichts mit Verschwörungstheorien zu tun.
Zur Klarstellung: In diesem Thread geht es um Orbitalflüge und nur der Titel ist falsch. Das wurde doch bereits mehr als 1x geschrieben.
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Ich lese interessiert mit, die Antwort auf die Ursprungsfrage habe ich noch nicht klar gesehen (oder überlesen)?
Kann das Starship nun mit einer Umrundung nach Starbase zurück (orbital oder nicht) oder geht das nicht?
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Ich lese interessiert mit, die Antwort auf die Ursprungsfrage habe ich noch nicht klar gesehen (oder überlesen)?
Kann das Starship nun mit einer Umrundung nach Starbase zurück (orbital oder nicht) oder geht das nicht?
Nein.
Orbitalmechanisch ist das ohne große Crossrange nicht möglich, da sich die Erde in dieser Zeit unter der Bahnebene weiter dreht. Starship hat keine nennenswerte Crossrange.
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Nur, wegen der Irritationen zum Thema, die Historie:
Es begann hier mit einer harmlosen Frage
Würde es nicht langsam Sinn machen einen Versuch zu starten ein Starship einzufangen
und der Antwort:
"Einfangen" kannste in diesem Fall nur, was zum Startturm zurück kommt und dafür müßte das Schiff erstmal für einige Runden in den Orbit
und meiner noch nicht sehr ausgereiften Antwort
Eine einzige Erdumrundung würde reichen, dafür braucht es keinen echten Orbit, ein paar Schubser mit einem Raptor würde die Flugbahn bis Hawaii (ursprünglicher Plan) oder Texas locker verlängern.
(Falls ein Mod das ganz an den Anfang schieben könnte?)
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Kann das Starship nun mit einer Umrundung nach Starbase zurück (orbital oder nicht) oder geht das nicht?
Nein.
Orbitalmechanisch ist das ohne große Crossrange nicht möglich, da sich die Erde in dieser Zeit unter der Bahnebene weiter dreht. Starship hat keine nennenswerte Crossrange.
So pauschal stimmt das einfach nicht.
Es gibt nicht "die eine" Bahnebene beim Start; ich kann mir durch die Startrichtung eine Bahnebene aussuchen, radialsymetrisch.
Zwei beliebige Punkte auf der Erde, auch der Startpunkt und der, an den der Fangturm nach x Umkreisungen durch die Erddrehung hingewandert ist, lassen sich immer durch genau eine Bahnebene verbinden. Kugelgeometrie.
Doch selbst wenn "zurück zum Startpunkt geht nicht" so pauschal orbitalmechanisch stimmen würde:
Was noch gar nicht weiter thematisiert wurde - hinzu kommt die Sache mit den Flugphasen, die nicht orbital sind, oder sogar nicht ballistisch (Start und Landung). Allein durch Optimierung dieser Phasen und die dadurch variierenden Geschwindigkeiten auf der Flugbahn (Dauer der Triebwerkszündungen, Dauer und Stärke der atmosphärischen Bremsung) kann die Flugbahn noch weiter beeinflusst werden. Ob man das nun "Crossrange" nennen sollte weiß ich nicht. Für mich ist das erstmal eine ohnehin unvermeidbare Bahnvariation, die man auch gezielt so steuern kann, dass man gewünschte Abweichungen vom idealen Großkreis erreicht und damit unterschiedliche Zielpunkte ansteuern kann. Das geht nicht beliebig, aber ein paar 100 bis 1000 km sind drin, und allein das würde reichen.
(Nachtrag, um Missverständnisse zu vermeiden: Damit meine ich nicht gezielte seitliche Steuerbewegungen, sei es durch gesteuerte Düsen oder Klappen, das wäre der klassische "Crossrange", und der ist im Vergleich wirklich gering. Es geht nur um Geschwindigkeitsvariation entlang der Flugbahn und dadurch geänderte "scheinbare" = "auf die sich drehende Erde projizierte" Bahn. Das Starship bleibt dabei auf seiner Flugbahn entlang des Großkreises.)
Ich gehe mal weg von den bereits sehr ausführlich gemachten geometrischen Bahnbetrachtungen und frage mal praxisorientiert:
SpaceX baut Fangtürme, das ist Fakt.
Wenn man damit grundsätzlich kein Starship nach einer Umkreisung fangen könnte, bedeutete das, jedes Starship müsste erst so ein Duzend oder mehr Umkreisungen fliegen, bis sich die Erde nach 24 Stunden wieder in die passende Position für die Landung gedreht hätte?
Dann wäre ein (militärischer) Punkt-zu-Punkt-Transport "innerhalb von 2 Stunden an jeden Ort" ja auch nicht möglich, da auch dann immer gewartet werden müsste, bis sich die Erde unter dem Start-Großkreis passend gedreht hätte. Also ggf. bis zu 12 Stunden, und diese ganze Zeit womöglich suborbital fliegen?
Dann wäre die ganze Idee zum Scheitern verurteilt, sowohl Transport als auch schnelles Fangen.
Nein, natürlich ist das nicht so, und weder SpaceX noch die Militärs haben sich verrechnet noch die Orbitalmechanik nicht verstanden.
Das funktioniert, und wir werden zumindest den Fang am Startort nächstes Jahr vorgeführt bekommen.
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Gecko, versuch einfach mal einen geschlossenen Ring um einen Ball zu legen, der gleichzeitig über den Startplatz (beliebiger Punkte auf Ball) und über dessen weiter östliche liegende Koordinate nach 90 Minuten geht ...
Diesen Kreis gibt es nicht. Das ist dann eine offene Spirale (d.h. Cross-Range durch irgendwelche Manöver) ... und damit auch kein ballistische Trajektorie mehr.
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Zitat: „Daher ist die Behauptung "Erdumkreisung ist immer orbital" genauso falsch wie "weniger als 1 Erdumkreisung heißt immer suborbital".“
Hier sehe ich das Grundproblem dieser Diskussion.
Ich habe den Eindruck, das Gecko eigene Definitionen verwendet.
Dann passen halt die Antworten auf Grundlage der „üblichen“ Definitionen nicht zur Fragestellung.
Ich würde jedem der fragt „was ist ein Orbitalflug“ antworten:
Ein Flug der eine stabile Umlaufbahn erreicht.
Suborbital sind alle Flüge die keine stabile Umlaufbahn erreichen.
(Ohne Luftreibung, Schwerkraftanomalien u.ä. ist jede Umlaufbahn stabil)
Wenn man erstmal eine stabile Umlaufbahn erreicht hat gelten die hier genannten Einschränkungen der Bahnmechanik.
Bei der Definition „Punkt zu Punkt Flug“ ähnliches Definitionsproblem:
Wird meist verwendet als: „ohne Umweg/Zwischenstop vom Start zum Ziel“
Also keine Zwischenziele.
Übertragen auf Starship: kein Orbit!
Ein Orbit wäre ein Zwischenziel!
Ich denke die Antworten die hier schon stehen werden verständlich wenn wir uns auf gemeinsame Begriffsdefinitionen einigen.
Also: erst mal Begriffe klären.
(Vielleicht ist mein Verständnis der Begriffe falsch?)
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Es gibt nicht "die eine" Bahnebene beim Start; ich kann mir durch die Startrichtung eine Bahnebene aussuchen, radialsymetrisch.
Auch das ist nicht so einfach. Man kann nicht jede beliebige Inklination von jedem Startpunkt anfliegen, zumindest nicht ohne erheblichen Energieaufwand. Daher gibt es z.B. Startplätze die speziell für polare Umlaufbahnen eher geeignet sind als andere.
Zwei beliebige Punkte auf der Erde, auch der Startpunkt und der, an den der Fangturm nach x Umkreisungen durch die Erddrehung hingewandert ist, lassen sich immer durch genau eine Bahnebene verbinden. Kugelgeometrie.
Nein, das würde nur weitestgehend bei einer perfekt polaren Umlaufbahn funktionieren. Die Bahn der ISS wurde bspw. speziell so gewählt, dass sie von den geplanten Startplätzen aller beteiligten Mitglieder erreichbar ist.
Aber gerade polare Umlaufbahnen benötigen je nach Bahnhöhe bis zu mehreren Wochen um ihren Zyklus abzuschließen.
Ich gehe mal weg von den bereits sehr ausführlich gemachten geometrischen Bahnbetrachtungen und frage mal praxisorientiert:
SpaceX baut Fangtürme, das ist Fakt.
Wenn man damit grundsätzlich kein Starship nach einer Umkreisung fangen könnte, bedeutete das, jedes Starship müsste erst so ein Duzend oder mehr Umkreisungen fliegen, bis sich die Erde nach 24 Stunden wieder in die passende Position für die Landung gedreht hätte?
Ja, genau so ist es. Es wird aber eher selten genau 24 Stunden dauern. Das würde nur funktionieren, wenn die Bahnhöhe des Starships so gewählt ist, dass ein Umlauf ein perfektes Inkrement von 24 Stunden ist.
Dann wäre ein (militärischer) Punkt-zu-Punkt-Transport "innerhalb von 2 Stunden an jeden Ort" ja auch nicht möglich, da auch dann immer gewartet werden müsste, bis sich die Erde unter dem Start-Großkreis passend gedreht hätte.
Doch, das ist möglich. Da man bein einem Punkt-zu-Punkt Transport nicht zum Startpunkt zurückkehrt. Man kann hier also eine sub-orbitale Bahn so wählen, dass man die Erddrehung mit einberechnet. Ähnlich wie wenn man versucht mit einer Schußwaffe ein bewegliches Ziel zu treffen und dessen Bewegung mit einbezieht und daher "vor" das Ziel schießt. Man kann die gleiche Methode aber nicht so leicht verwenden um mit einer Erdumrundung wieder zum Startpunkt zurück zukehren, wie oben beschrieben.
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#Gecko. tut mir ja wirklich sehr leid, aber trotz all deiner Mühe und trotz all deiner z.T. sehr langen Erklärungen hab ich dich bisher einfach nicht so richtig verstanden. Und ich glaube nicht, daß das an mir liegt.
Natürlich hast du in vielen Dingen recht, aber das mit "nach einer Erdumrundung im Orbit kann eine Rakete problemlos wieder am Startort landen" stimmt halt einfach nicht. Und da brauchen wir auch gar nicht drauf warten, bis es uns SX vorführt, das wissen wir schon heute, ganz einfach weil es eben ein Naturgesetz ist, und daran kommt auch SX nicht vorbei.
Ein Raketenflug ist natürlich ein ballistischer Flug. Zwar nicht vom Start weg, wie z.B. bei einer Kanone, sondern vom Zeitpunkt des Brennschlusses der Triebwerke ab. Ist die Horizontalgeschwindigkeit dann hoch genug, fällt die Rakete um die Erde rum und wenn sie sich dabei hoch genug befindet, daß sie durch die Atmosphäre nicht mehr wesentlich abgebremst wird, befindet sie sich in einem stabilen Orbit. Hat sie dort eine volle Erdumrundung zurück gelegt, ist, zumindest wenn es ein LEO ist, etwa 1 1/2 Std. vergangen, in der sich die Erde eben um etwa 2.500 km weitergedreht hat. Die Rakete überfliegt also nicht den Startort und kann dort auch nicht so ohne weiteres landen. Dies wäre nur möglich, wenn ausreichend (!) aktiv in den Landeanflug eingegriffen würde, wozu es aber üblicherweise an Treibstoff fehlt.
Beim Verständnis dieser Vorgänge helfen würde hier eine genaues Verständnis der Begriffe "orbial/suborbital", "Vollkreis", "Großkreis", "Inklination", "ballistisch".
Natürlich ist das auch alles eine Frage der Flughöhe (Luftreibung), Horizontalgeschwindigkeit, Zeitdauer des antriebslosen Flugs (nach 24 Std. hat sich die Erde genau ein Mal um sich selbst gedreht) und der Bauweise des Flugkörpers.
Ein Flugzeug, eine Interkontinentalrakete oder auch ein "Punkt zu Punkt Starship" fliegt eben höchstens kurzfristig in sehr großer Höhe, aber eben nicht in einem "stabilen Orbit", unterliegt damit eben auch tatsächlich ganz anderen Gesetzen.
Es ist eben nicht so,daß da kein wesentlicher Unterschied ist zwischen suborbital und orbital und ein Orbit nur quasi ein Sonderfall/kurzfristige Verlängerung eines suborbitalen Flugs wäre.
Ein Flugzeug kann da ganz anders fliegen und ansteuern/landen, weil es eben u.a. nicht antriebslos fliegt und auch ständig im Luftraum gesteuert werden kann.
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Dann wäre ein (militärischer) Punkt-zu-Punkt-Transport "innerhalb von 2 Stunden an jeden Ort" ja auch nicht möglich, da auch dann immer gewartet werden müsste, bis sich die Erde unter dem Start-Großkreis passend gedreht hätte.
Doch, das ist möglich. Da man bein einem Punkt-zu-Punkt Transport nicht zum Startpunkt zurückkehrt. Man kann hier also eine sub-orbitale Bahn so wählen, dass man die Erddrehung mit einberechnet. Ähnlich wie wenn man versucht mit einer Schußwaffe ein bewegliches Ziel zu treffen und dessen Bewegung mit einbezieht und daher "vor" das Ziel schießt. Man kann die gleiche Methode aber nicht so leicht verwenden um mit einer Erdumrundung wieder zum Startpunkt zurück zukehren, wie oben beschrieben.
Ok, jetzt wird's interessant. Man kann also jeden Punkt erreichen, nur genau den Startpunkt nicht? Weil der sich bewegt, kann man ja ebenfalls wie beim Schiessen die Bewegung miteinbeziehen. Oder klappt Punkt-zu-Punkt nur bis zu einer bestimmten Entfernung, z.B. halbe Erdumrundung, und danach geht's nicht mehr?
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... aber das mit "nach einer Erdumrundung im Orbit kann eine Rakete problemlos wieder am Startort landen" stimmt halt einfach nicht. Und da brauchen wir auch gar nicht drauf warten, bis es uns SX vorführt, das wissen wir schon heute, ganz einfach weil es eben ein Naturgesetz ist, und daran kommt auch SX nicht vorbei.
Alle Flugbahnen die nicht aktiv angetrieben werden, sind ballistisch. Innerhalb der Atmosphäre kommen aerodynamische Kräfte dazu, Luftreibung, Widerstand, Auftrieb.
Das, was hier diskutiert wird ist die Möglichkeit, nach quasi einer Erdumrundung wieder am Startplatz zu landen. Eine Erdumrundung geht nur mit einer größtenteils ballistischen, also antriebslosen Flugbahn. Am Anfang hat man den Start, also angetrieben vom Boden bis in eine Höher außerhalb der dichten Atmosphäre, am Ende hat man eine Abbremsung (angetrieben) auf eine Abstiegsellipse deren tiefster Punkt innerhalb der dichten Atmosphäre liegt. Dazwischen liegt der antriebslose ballistische Flug. Dieser ballistische Flug um die Erde ist durch die Gravitation an eine Bahnebene eines Großkreises gekoppelt.
Man kann beim Start die Inklination, also die Neigung der Bahnebene zum Äquator so wählen, dass der Start in nordöstlicher Richtung erfolgt, also in den aufsteigenden Abschnitt der Bahnebene, sodass nach einer Umrundung der nachfolgende absteigenden Abschnitt der Bahnebene in südöstlicher Richtung den Startpunkt überfliegt, da die Erde sich während der Umrundung dahin weitergedreht hat. Siehe z.B.
(https://images.raumfahrer.net/up083104.png)
(https://images.raumfahrer.net/up083104.png)
Etwas unterhalb von Grönland kreuzt sich der aufsteigende Abschnitt des ersten Orbits mit dem absteigenden Abschnitt des zweiten Orbits. Solch eine Kreuzungspunkt kann man in den Startpunkt schieben durch geeignete Wahl der Inklination. Einen zweiten Kreuzungspunkt gibt es gegenüber südlich von Australien. Startet man am Kreuzungspunkt, dann gelangt man nach einer Umrundung wieder dorthin zurück ohne die Bahnebene zu verlassen.
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Genau: nach einer Erdumrundung geht nicht.
Ohne Umrundung geht.
Siehe Post 40
Ein Orbit ist ein unnötiges Zwischenziel.
Bezog sich auf Post 43
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Ich habe den Eindruck, das Gecko eigene Definitionen verwendet.
Ich hoffe nicht; die Begriffe richtig zu verwenden ist mir wichtig. Allerdings habe ich hier schon ein paar "ertappt", die "suborbital" offenbar mit "niedrig / atmosphärisch" durcheinanderbrachten, oder nicht korrekt von "Flügen entlang von Großkreisen" sprechen, wenn das nur annäherungsweise so ist und eigentlich nur die Projektion gemeint ist, usw.
Ich würde jedem der fragt „was ist ein Orbitalflug“ antworten:
Ein Flug der eine stabile Umlaufbahn erreicht.
Suborbital sind alle Flüge die keine stabile Umlaufbahn erreichen.
Das ist jetzt Deine persönliche Definition?
Mag sie auch noch so einleuchtend klingen, stimmt das so?
Was ist denn "stabil"? Streng genommen nichts, was wir hier diskutieren.
Was ist ein "Orbit"?
Jonathan McDowell behauptet ja zB, Flug 6 (und auch 10) wäre nicht mehr suborbital, sondern transatmosphärisch-orbital gewesen, weil u.a. durch die Raptor-Wiederzündung das Perigäum positiv geworden sei (50 km). Stabil war das trotzdem nicht, weil die Ellipsenform ein Eintauchen in die dichtere Luftschicht und damit Deorbit bewirkt hat. Was ja auch geplant war. Aber ja, die reine Flugbahn war streng genommen mathematisch-geometrisch orbital, weil sie die Erde "verfehlt" hätte. Hätte nichts gebremst. Nur in der Praxis eben nicht stabil.
Die sehr dünnen Atmosphärenreste sorgen aber ja auch in 200 km (Starship) oder 300 km Höhe dafür, dass ständig etwas gebremst wird, also die Orbitalgeschwindigkeit ständig leicht unterboten wird, daher verlieren ISS und insbesondere sehr niedrige Satelliten ständig Bahnhöhe und müssen das ausgleichen - streng genommen sind die alle leicht suborbital unterwegs, wenn man die Bremswirkung der Hochatmosphäre einbezieht.
Stabil ist streng genommen nichts im LEO.
Nur unterschiedlich lang oben.
Wir müssen daher sehr aufpassen, gerade im Bereich sehr niedriger und kurzer Flugbahnen, wie wir "Orbit" verwenden.
Daher macht auch eine grundsätzliche Unterscheidung "suborbital" - "orbital" keinen wirklichen Sinn, und daher:
Wenn man erstmal eine stabile Umlaufbahn erreicht hat gelten die hier genannten Einschränkungen der Bahnmechanik.
stimmt das eben so nicht, es gibt keinen Punkt, an dem, "oh, Orbit erreicht", plötzlich und unvermittelt ganz andere Bahnmechanik-Regeln gelten. Das ist alles graduell.
Beides, suborbital und orbital, ist immer entlang eines (projizierten) Großkreises, da die Anziehungskraft nunmal (scheinbar, und angenähert) vom Erdmittelpunkt ausgeht. Sofern nicht mit Energieaufwand eine seitliche Auslenkung erfolgt = Crossrange, was wir ja nicht wollen bzw. energetisch teilweise auch nicht können.
Denn, wenn es weder Atmosphäre noch ein Hindernis namens Erde gäbe, wäre jede Bewegung, sofern sie nicht die Fluchtgeschwindigkeit erreicht, "orbital", da sie ewig um das Gravitationszentrum herumfliegt.
Und, auch @alepu, "suborbital" ergibt sich also nur, wenn entweder was bremst (Luft), oder was im Weg ist (Erde). Es bedingt aber keine fundamental andere Bahnmechanik, sondern ist nur ein Spezialfall.
Ein Orbit wäre ein Zwischenziel!
Interessantes Gedanken-Konzept.
Ja, ein bestimmter, "stabiler" Orbit wäre ein Zwischenziel, und aus dem heraus wäre nicht jeder Landepunkt zu erreichen. Hier geht es aber nur darum, "irgendeinen" Orbit zu erreichen (sozusagen als Nebeneffekt), aus dem heraus ein bestimmter Landepunkt erreicht werden kann.
Die Bekannte und die Unbekannte in der Gleichung müssen getauscht werden!
Du denkst erneut von einem festgelegten Orbit aus, den Du zum Zielpunkt hin ändern willst.
Das ist das Fakt zB bei der Rückkehr von der ISS, da muss man mangels Crossrange-Möglichkeiten der Kapseln mit Landezonen innerhalb der Flugbahn der ISS vorlieb genommen werden. Aber auch das heißt, alles innerhalb von 52 Grad nord/süd ist prinzipiell erreichbar. Aber der Orbit / die Inklination / die Bahnebene der ISS ist vorgegeben.
Beim Start eines Punkt-zu-Punkt-Fluges ist es das nicht. Egal zwischen welchen zwei Punkten.
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Startet man am Kreuzungspunkt, dann gelangt man nach einer Umrundung wieder dorthin zurück ohne die Bahnebene zu verlassen.
Wenn man die Inklination also so wählt, das der nächste Kreuzungspunkt dort ist, wo der Startplatz dann sich hingedreht hat sollte man doch mit einer Umkreisung auskommen, oder?
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Startet man am Kreuzungspunkt, dann gelangt man nach einer Umrundung wieder dorthin zurück ohne die Bahnebene zu verlassen.
Wenn man die Inklination also so wählt, das der nächste Kreuzungspunkt dort ist, wo der Startplatz dann sich hingedreht hat sollte man doch mit einer Umkreisung auskommen, oder?
Eben !
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Hallo Gecko,
wie wäre es deine Frage ohne den Begriff „Orbit“ oder der Bedingung „Erdumkreisung“ zu stellen?
Es geht doch nur darum dort zu landen wo man gestartet ist, oder muss noch eine bestimmte Höhe oder Geschwindigkeit erreicht werden?
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So langsam kommt Schwung in die Angelegenheit; zumindest drei haben verstanden, was ich versuche zu erklären :)
Dann wäre ein (militärischer) Punkt-zu-Punkt-Transport "innerhalb von 2 Stunden an jeden Ort" ja auch nicht möglich, da auch dann immer gewartet werden müsste, bis sich die Erde unter dem Start-Großkreis passend gedreht hätte.
Doch, das ist möglich. Da man bein einem Punkt-zu-Punkt Transport nicht zum Startpunkt zurückkehrt. Man kann hier also eine sub-orbitale Bahn so wählen, dass man die Erddrehung mit einberechnet. Ähnlich wie wenn man versucht mit einer Schußwaffe ein bewegliches Ziel zu treffen und dessen Bewegung mit einbezieht und daher "vor" das Ziel schießt. Man kann die gleiche Methode aber nicht so leicht verwenden um mit einer Erdumrundung wieder zum Startpunkt zurück zukehren, wie oben beschrieben.
Ok, jetzt wird's interessant. Man kann also jeden Punkt erreichen, nur genau den Startpunkt nicht? Weil der sich bewegt, kann man ja ebenfalls wie beim Schiessen die Bewegung miteinbeziehen. Oder klappt Punkt-zu-Punkt nur bis zu einer bestimmten Entfernung, z.B. halbe Erdumrundung, und danach geht's nicht mehr?
Du hast da genau den Knackpunkt in der Argumentation gefunden. Völlig unabhängig von allen Definitionen, Bahnparametern usw.: Warum sollte jeder andere Punkt gehen, nur dieser eine nicht? Das ist nicht nur völlig unlogisch, sondern auch nicht mit der Kugelsymmetrie der Erde und einfacher Geometrie zu vereinen - es gibt keinen Sonderstatus für einen einzelnen Punkt auf einer Kugelfläche.
Was alepu eine Seite zuvor mit "da hilft auch kein Vorhalten" beschrieben hatte; ist zwar genau richtig - egal in welche abweichende Richtung ich starte ("Vorhalten"), auf dem Vollkreis komme ich nach genau einer Umkreisung dort an, vor zuvor der Startplatz war, der sich jetzt aber weggedreht hat. Soweit so gut.
Aber der Gedankenfehler ist Folgender: Da ich ja in jede Richtung starten kann (@Nitro: nicht "in beliebige Inklination", sondern "mit beliebiger Start-Inklination", das sind zwei paar Schuhe), überdecken all diese Großkreise zusammen die ganze Erde. Und unter ihnen gibt es genau zwei - prograd und retrograd - die zusätzlich auch noch den Punkt überstreichen, an dem der Startpunkt nun ist (oder ein beliebiger anderer Zielpunkt).
Wie einfach und wie sinnvoll so eine Bahn ist - außer für Punkt-zu-Punkt-Transport will man ja eventuell auch noch Nutzlast aussetzen, das wäre dann guldenthalers "Zwischenziel" - sieht das schon wieder anders aus, aber hier wurde ja nach der prinzipiellen Möglichkeit gefragt, nicht was praktisch sinnvoll ist. Dass es noch andere Möglichkeiten gibt, den Landepunkt ohne Crossrange zu variieren - etwa durch Geschwindigkeitsvariation - habe ich ja vorhin geschrieben.
Und ein Testflug, der eine Landung demonstriert, muss ja nicht irgendeinen bestimmten Orbit oder Höhe oder Geschwindigkeit oder was immer als "Zwischenziel" erreichen.
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Hallo Gecko,
wie wäre es deine Frage ohne den Begriff „Orbit“ oder der Bedingung „Erdumkreisung“ zu stellen?
Es geht doch nur darum dort zu landen wo man gestartet ist, oder muss noch eine bestimmte Höhe oder Geschwindigkeit erreicht werden?
Genau. Bei mir rennst Du da offene Scheunentore ein.
Meine allererste Antwort hier war "Eine einzige Erdumrundung würde reichen, dafür braucht es keinen echten Orbit". Ich habe nie einen ganzen/stabilen Orbit gefordert (das haben dann andere postuliert oder gar vorausgesetzt), und ja eben auch erklärt, warum die Unterscheidung eigentlich nicht viel Sinn macht.
"Bestimmte Höhe oder Geschwindigkeit", wie gesagt, nur als "dein" Zwischenziel, wenn zB Nutzlast ausgesetzt werden soll, das war in der Frage aber erstmal nicht enthalten (wenn es auch in der Praxis wohl gewünscht sein wird!).
Die Frage lautete "Braucht Starship erstmal einige Runden in einem Orbit, bis es wieder in Boca Chica landen kann", und rein rechnerisch-bahngeometrisch lautet die Antwort "nein".
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Hallo Gecko,
wie wäre es deine Frage ohne den Begriff „Orbit“ oder der Bedingung „Erdumkreisung“ zu stellen?
Technisch gesehen kann man es machen.
Ob es philosophisch so oder so bezeichnet wird ändert nichts an der technischen Möglichkeit.
Nur am Rande zum Thema Orbit: Die Internationale Luftfahrtföderation FAI hatte ursprünglich nach ihren Statuten den Flug von Gagarin nicht als ersten Orbitalflug anerkannt, da der Landepunkt westlich vom Startpunkt liegt und daher keine volle Erdumrundung erfogte. Nach viel Rumdiskutiererei und Vernebelung der Tatsachen durch die SU (wo genau liegt der Startort ? Wo der Landepunkt ? Landete Gagarin in seiner Kapsel ? usw.) wurde der Flug dann anerkannt.
Aber der Gedankenfehler ist Folgendes: Da ich ja in jede Richtung starten kann (Nitro: nicht "in beliebige Inklination", sondern "mit beliebiger Start-Inklination", das sind zwei paar Schuhe), ...
Was ist jetzt der Gedankenfehler und was ist der richtige Gedanke ?
Wenn wir schon genau sind: Man kann in jede Inklination starten, die größer ist als die nördliche bzw. südliche Breite des Startorts, aber kleinere Inlkinationen gehen nicht direkt, sondern nur mit Bahnänderung nach dem Start. Man kann in jedes Start-Azimuth starten (nicht Start-Inklination, s.o.), 0° bis 180° ergeben dann posigrade Orbits, 180° bius 360° ergeben dann retrograde Orbits.
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Im von #proton01 verlinkten Artikel sehe ich leider mehrere "Ungereimtheiten"
Wenn du in nordöstlicher Richtung startest, fliegst du eben nicht "nach einer Umrundung" in südöstlicher Richtung über den Startplatz (sondern erst nach 12 Stunden bzw 8 Umrundungen? Würde da jetzt aber nicht meine Hand für ins Feuer legen ;) ) Jedenfalls kommt das Raumschiff nach einer Umrundung aus Südwesten an und fliegt wieder nach Nordosten, falls es nicht landet, aber eben bereits tausende von Kilometern seitlich versetzt.
Das mit den Kreuzungspunktem mag stimmen oder nicht, aber das Starship startet eben weder "unterhalb von Grönland" noch "südlich von Australien". Und daß die Startinklination soweit verschoben werden kann, daß der Kreuzungspunkt über dem Starbase liegt halte ich auch noch für fraglich.
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Der "Gedankenfehler" liegt schonmal darin, daß man eben z.B. von Starbase aus nicht in jede Richtung starten kann, wenn man direkt einen stabilen Orbit erreichen will. (Danke #proton01)
Dann zur Frage "kann Starship nach einer Umrundung wieder in Starbase landen?"
Antwort: nicht wenn es über einen stabilen Orbit/Großkreis fliegt. Aber könnte es möglicherweise wie ein Flugzeug suborbital? Wohl auch nicht, denn dafür reicht wohl der Treibstoff nicht.
Aber gerade bei diesen (militärischen) Punkt zu Punkt Flügen ist dies auch gar nicht erforderlich! Alles was weiter als eine halbe Erdumrundung gehen soll, macht man eben "hintenrum"!
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Aber der Gedankenfehler ist Folgendes: Da ich ja in jede Richtung starten kann (Nitro: nicht "in beliebige Inklination", sondern "mit beliebiger Start-Inklination", das sind zwei paar Schuhe), ...
Was ist jetzt der Gedankenfehler und was ist der richtige Gedanke ?
Wenn wir schon genau sind: Man kann in jede Inklination starten, die größer ist als die nördliche bzw. südliche Breite des Startorts
... und da machst Du wieder den Gedankenfehler, und alepu nun auch schon wieder:
Du willst "in" eine Inklination starten, also korrekt: In einen Orbit mit bestimmter Inklination.
Ich spreche von der Richtung beim Start, "mit Inklination"; wenn ich das zB genau nach Westen tue, ergibt sich bei 0° Startinklination natürlich kein Orbit mit 0° Inklination (Äquatorialorbit), sondern ein Orbit mit Inklination der Breite des Startortes.
Und wenn ich die Startinklination negativ mache, entsteht wieder ein Orbit mit höherer Inklination, nur diesmal entgegengesetzt.
Ich hätte gedacht, das sei klar, ist es aber offenbar nicht.
Da hatte ich extra "Startinklination", nicht "Richtung" geschrieben, weil sonst - hatten wir schon - jemand sagt, man könne nicht "nach Westen fliegen" (was stimmt, aber ich will nur nach Richtung Westen starten, nicht fliegen), nun kommt das gleiche Missverständnis.
Wenn ich nun "Startwinkel" schreibe, missversteht das bestimmt jemand und antwortet " Raketen starten doch anfangs immer in 90 Grad"? :)
Welchen eindeutigen Begriff sollen wir denn stattdessen für die/den Richtung/Startinklination/Winkel nehmen, in die/den die Rakete "geschossen" wird?
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Der "Gedankenfehler" liegt schonmal darin, daß man eben z.B. von Starbase aus nicht in jede Richtung starten kann, wenn man direkt einen stabilen Orbit erreichen will. (Danke #proton01)
Man kann von Starbase sehr wohl in jede Richtung starten, 360 Grad rundum. Die Rakete stürzt ja nicht ab, wenn ich eine "verbotene" Richtung nehme, oder? Vielleicht ist Mexiko nicht begeistert, wenn ich nach Südosten starte, und macht auch wenig Sinn, aber kein Naturgesetz verbietet es.
Und da das immer einem Großkreis folgt, kann ich dabei auch immer einen "stabilen" Orbit erreichen, wenn ich will. "Einen", und zwar genau einen Orbit. Nicht jeden beliebigen.
Dann zur Frage "kann Starship nach einer Umrundung wieder in Starbase landen?"
Antwort: nicht wenn es über einen stabilen Orbit/Großkreis fliegt.
alepu, du wiederholst mantra-artig einfach nur "geht nicht", ohne es zu belegen oder die Gegenargumente zu entkräften.
Zudem wirst Du bei der Verwendung der Begriffe selbst inkonsequent:
Ein "stabiler Orbit" ist nicht das gleiche wie "Großkreis".
Großkreis ergibt sich immer. Orbit nicht. Schon gar kein stabiler.
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Schon wieder ein Gedankenfehler.
Wenn du in einen Orbit mit einer bestimmten Inklination fliegen willst, mußt du eben mit genau dieser Inklination/Startwinkel/Richtung starten! Zumindest dann, wenn du nicht Unmengen an Treibstoff dabei hast, und das hat das Starship nunmal nicht.
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Und genau das sehe ich eben nicht.
Wenn du von Starbase aus genau nach Osten oder Westen startest, ergibt sich eben kein Großkreis!
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Man kommt hier ja ganz durcheinander mit den schnellen Antworten und verschachtelten Zitaten... :)
Wenn du von Starbase aus genau nach Osten oder Westen startest, ergibt sich eben kein Großkreis!
Doch. Wenn ich "genau nach Westen starte", also mit 0 Grad, was ich natürlich tun kann, dann erfolgt eben kein "Flug nach Westen", sondern automatisch der Gravitation folgend ein Großkreis, der irgenwann den Äquator schneidet, wie bei jedem Start. Auf der Landkarte ist das dann die typische Wellen-/Sinusform um den Äquator mit dem "höchsten" Punkt als meinem Startpunkt.
Eben die "Projektion der Projektion der Flugbahn auf einen Großkreis auf eine flache Landkarte".
(Wenn ich hingegen genau nach Westen weiterfliege, dann ist das kein Großkreis, denn dann muss ich dauernd gegensteuern.)
Schon wieder ein Gedankenfehler.
Wenn du in einen Orbit mit einer bestimmten Inklination fliegen willst, mußt du eben mit genau dieser Inklination/Startwinkel/Richtung starten! Zumindest dann, wenn du nicht Unmengen an Treibstoff dabei hast, und das hat das Starship nunmal nicht.
Erstens will ich nicht in einen bestimmten Orbit fliegen (ich dachte, das hätten wir durch...).
Zweitens bedingt Inklination/Startwinkel/Richtung zwar die Inklination des damit erreichbaren Orbits, aber das ergibt eben nicht "genau diese", also nicht identische Gradzahl, wie oben am Beispiel "nach Westen" erläutert.
"Nach Westen starten" = 0° auf, sagen wir, 25° nördlicher Breite ergibt eine Inklination des Orbits von 25°. Das ist der schneidende Großkreis.
Wenn ich das auf 90° Breite tue, erhalte ich einen Orbit von 90°.
Steiler = höhere Gradzahl des Orbits geht immer, flacher nicht.
So wie Du es beschreibst, läuft es nur im Fall eines äquatorialen Startplatzes, da ist 0° Startrichtung auch 0° Zielorbit. Und jede andere Gradzahl entspricht dort ebenfalls der Orbitinklination.
Für alle anderen Startplätze geht das nicht, da kommt immer was anteilmäßig "oben drauf" je nach geografischer Breite (außer natürlich +/- 90° = Polarbahn, die geht immer).
Dein Gedankenfehler - und der einiger anderer hier auch - ist offenbar, dass Du eine vereinfachte Bahnmechanik (Richtung entspricht Orbit) über jeden Startplatz legst. Je mehr in höheren Breiten der Startplatz ist, desto weniger stimmt das.
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Man kann beim Start die Inklination, also die Neigung der Bahnebene zum Äquator so wählen, dass der Start in nordöstlicher Richtung erfolgt, also in den aufsteigenden Abschnitt der Bahnebene, sodass nach einer Umrundung der nachfolgende absteigenden Abschnitt der Bahnebene in südöstlicher Richtung den Startpunkt überfliegt, da die Erde sich während der Umrundung dahin weitergedreht hat.
Hallo Proton01
Das ist ja echt Trick17. So hat es nämlich noch keiner betrachtet. Ich bin, wie warscheinlich die meisten, immer davon ausgegangen das Start und Landung im gleichen Ast der Bahn erfolgen. Dann geht es ja nicht. Das man sich davon auch lösen kann, darauf muß man erst kommen. Sehr interessant. Danke.
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Ich bin, wie warscheinlich die meisten, immer davon ausgegangen das Start und Landung im gleichen Ast der Bahn erfolgen.
Das ist im Prinzip dasselbe wie das mit dem einen Großkreis mit pro- und retrograder Richtung für eine Punktlandung, der sich durch die Drehung der Erde in zwei (virtuelle/auf die Erdoberfläche projizierte) Großkreise auftrennt, die sich im Zielpunkt schneiden (zwei Seiten oder so zurück). Nur auf eine flache Karte gezeichnet. Die zwei "Äste" sind die zwei Teil-Großkreise, die aus verschiedenen Richtungen kommen.
Ich weiß, man verknotet sich das Hirn, und immer auf eine zweidimensionale Landkarte zu schauen verwirrt mehr als es hilft, denn das ist ja nur die "Projektion der Flugbahn, die auf einen Großkreis projiziert wird, auf eine Landkarte", wobei noch die Verschiebungen der Erdrotation hinzukommen.
Deshalb habe ich ja immer versucht, das in der Kugelgeometrie zu beschreiben, was weder mit Worten noch mit flachen Karten gut gelingt. Zumindest mir offenbar nicht.
Und leider bin ich grafisch nicht gut genug, euch eine 3D-animierte Kugel mit Flugbahnen, Orbits, Großkreisen und Bahnebenen zu generieren, um deutlicher zu macen, was ich meine...
PS ich gebe mich nicht geschlagen, wenn ich jetzt nicht mehr antworte, aber ich habe noch ein echtes Leben und das geht die nächsten Stunden vor... :)
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Im von #proton01 verlinkten Artikel sehe ich leider mehrere "Ungereimtheiten"
Wenn du in nordöstlicher Richtung startest, fliegst du eben nicht "nach einer Umrundung" in südöstlicher Richtung über den Startplatz (sondern erst nach 12 Stunden bzw 8 Umrundungen? Würde da jetzt aber nicht meine Hand für ins Feuer legen ;) ) Jedenfalls kommt das Raumschiff nach einer Umrundung aus Südwesten an und fliegt wieder nach Nordosten, falls es nicht landet, aber eben bereits tausende von Kilometern seitlich versetzt.
Das mit den Kreuzungspunktem mag stimmen oder nicht, aber das Starship startet eben weder "unterhalb von Grönland" noch "südlich von Australien". Und daß die Startinklination soweit verschoben werden kann, daß der Kreuzungspunkt über dem Starbase liegt halte ich auch noch für fraglich.
Offensichtlich braucht es schon ein wenig Fantasie um die Graphik als Prinzip-Erklärung zum Verständnis zu verstehen. Wie geschrieben, den Kreuzungspunkt muss man über den Startplatz legen, das geht sogar wenn er nicht südlich von Grönland liegt.
Wenn Du alles besser weisst, dann erkläre es bitte eindeutig für alle. Ich habe Raumfahrttechnik studiert.
Moischele hat es kapiert.
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Man kann nicht beides haben:
Entweder fliegt man Punkt zu Punkt (PzP), oder in einen Orbit.
Einen Teil seiner Flugbahn wird Starship immer antriebslos=ballistisch zurücklegen.
Ich bin überzeugt davon das PzP auch mit identischem Punkt funktioniert, macht Blue Origin ja auch.
Wie groß die Schleife wird die Starship dabei fliegen kann hängt vom Treibstoff ab.
Das dabei Höhe und relative Geschwindigkeit erreichbar sind die auch einen Orbit ermöglichen würden halte ich für unwahrscheinlich aber nicht unmöglich.(z.B. gegen die Erdrotation starten)
Und wie gesagt: einmal im Orbit => Bahnmechanik
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Man kann nicht beides haben:
Entweder fliegt man Punkt zu Punkt (PzP), oder in einen Orbit.
Einen Teil seiner Flugbahn wird Starship immer antriebslos=ballistisch zurücklegen.
Ich bin überzeugt davon das PzP auch mit identischem Punkt funktioniert, macht Blue Origin ja auch.
Wie groß die Schleife wird die Starship dabei fliegen kann hängt vom Treibstoff ab.
Das dabei Höhe und relative Geschwindigkeit erreichbar sind die auch einen Orbit ermöglichen würden halte ich für unwahrscheinlich aber nicht unmöglich.(z.B. gegen die Erdrotation starten)
Und wie gesagt: einmal im Orbit => Bahnmechanik
Im Prinzip schon, aber die Bahnmechanik greift schon beim ballistischen Flug (außerhalb der dichten Atmosphäre), der muss nicht orbital sein.
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Jetzt bringst Du leider doch wieder ein paar Sachen durcheinander:
Man kann nicht beides haben:
Entweder fliegt man Punkt zu Punkt (PzP), oder in einen Orbit.
Doch, kann man. Prinzipiell schon (s. proton01)
Was man nicht bekommt ist "PzP und einen bestimmten Orbit". Aber das wären ja auch verschiedene Aufgaben/Missionen.
Und nicht bei jedem PzP - bei nur 3000 km Abstand fliegt man natürlich nicht orbital, wenn man solche Kurzstrecken überhaupt möchte.
Jeder Orbitalflug macht auch ein PzP, zwangsläufig, denn "runter kommen sie immer"
Aber in beiden Fällen bist du halt eingeschränkt:
Im Ersteren, PzP = Wunschziel, kannst du nicht jeden, sondern nur wenige Orbits erreichen, wenn überhaupt.
Im Zweiteren, Wunschorbit, kannst Du nicht jedes, sondern nur die Lande-Ziele erreichen, deren Breite geringer oder gleich der Orbitalinklination sind. Bei maximal einem Umlauf auch nur die, die gerade unter der aktuellen Bahn liegen. (Darauf beziehen sich die, die darauf beharren, es müssten mehrere Umläufe sein. Stimmt, gilt bei Wunschorbit, aber der war ja nicht gefordert.)
Einen Teil seiner Flugbahn wird Starship immer antriebslos=ballistisch zurücklegen.
Muss nicht, kann aber.
Bei sehr kurzen PzP ist die Zeit zwischen "Triebwerk noch an" und "atmosphärischer Bremsung" (beides nicht ballistisch) eventuell Null.
Schon jetzt nach Australien, das ist ja schon so die halbe Erdumrundung, ist die rein ballistische Phase ja nur etwa eine halbe Stunde, also die Hälfte der Flugzeit.
Aus Treibstoff-Spargründen wird man einen Kompromiss zwischen Geschwindigkeit und Dauer wählen und ggf. weniger lang feuern. Wenn man dann aber gar nicht recht über die Hochatmosphäre rauskommt, wird die ballistische Phase auch nicht länger, im Gegenteil!
Ich bin überzeugt davon das PzP auch mit identischem Punkt funktioniert, macht Blue Origin ja auch.
Wie groß die Schleife wird die Starship dabei fliegen kann hängt vom Treibstoff ab.
Blue Origin?
Nun meinst Du mit "Schleife" und "Treibstoff" aber wohl wieder Bahnänderung = Crossrange; das wollen wir doch gerade vermeiden bzw. hier geht es darum, dass es grundsätzlich auch ohne gehen müsste.
Das dabei Höhe und relative Geschwindigkeit erreichbar sind die auch einen Orbit ermöglichen würden halte ich für unwahrscheinlich aber nicht unmöglich.(z.B. gegen die Erdrotation starten)
Letzteres ist energetisch nie eine gute Idee, es sei denn, das PzP-Ziel ist "relativ" nahe westlich, dabei geht es dann aber garantiert nicht orbital.
Dass orbital auch bei halbem Erdumfang theoretisch geht, haben die Starship-Tests ja schon gezeigt, da fehlten ja nur wenige Prozent Orbitalgeschwindigkeit.
Ob der Orbit, der bei PzP erreicht wird - der ist ja dann eben nicht frei wählbar - auch für irgendeine zwischendurch ausgesetzte Nutzlast sinnvoll ist, ist eher fraglich; entweder man will PzP oder einen bestimmten Orbit.
Jetzt kommt aber die Crux:
Wie gesagt, "was man nicht bekommt ist "PzP und einen bestimmten Orbit"".
Nun ist aber "Landen auf dem Fangturm" ein PzP, und je nach Mission brauchen wir einen bestimmten Orbit, der dann eben den Landeplatz erschwert bis unmöglich macht - zumindest bei einem Umlauf.
Hier wird dann immer eine Kombi aus mehreren Umkreisungen und/oder Crossrange zum Einsatz kommen.
Soweit ist klar.
Aber in der ursprünglichen Frage war ja eben keine Mission bzw. vorgegebener Orbit gefragt (wenn das auch einige impliziert hatten), sondern nur "PzP mit maximal einem Umlauf" (oder etwas mehr, um den östlich weggedrehten Startplatz einzuholen).
Und wie gesagt: einmal im Orbit => Bahnmechanik
Suborbital: Auch Bahnmechanik. Wie proton01 schon schrieb.
Das sind die gleichen Formeln, da wird nichts "umgeschaltet", wenn der Orbit erreicht ist. Ein Kreis-Orbit ist nur einfacher zu rechnen...
Ich zitiere mich selbst: "es gibt keinen Punkt, an dem, "oh, Orbit erreicht", plötzlich und unvermittelt ganz andere Bahnmechanik-Regeln gelten".
Es wird suborbital nur komplizierter mit zusätzlichen Parametern. Und wenn noch Antrieb/Bremsung dazu kommen, sowieso.
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Startet man am Kreuzungspunkt, dann gelangt man nach einer Umrundung wieder dorthin zurück ohne die Bahnebene zu verlassen.
Wenn man die Inklination also so wählt, das der nächste Kreuzungspunkt dort ist, wo der Startplatz dann sich hingedreht hat sollte man doch mit einer Umkreisung auskommen, oder?
Eben !
Dank proton01 weiß ich jetzt jedenfalls, daß man so starten kann, daß man nach nur einer Umkreisung der Erde, wie auch immer man die nennen will, beim Startpunkt ankommt.
Genau das war die Frage, und die ist hiermit beantwortet, danke! :D
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Startet man am Kreuzungspunkt, dann gelangt man nach einer Umrundung wieder dorthin zurück ohne die Bahnebene zu verlassen.
Wenn man die Inklination also so wählt, das der nächste Kreuzungspunkt dort ist, wo der Startplatz dann sich hingedreht hat sollte man doch mit einer Umkreisung auskommen, oder?
Eben !
Dank proton01 weiß ich jetzt jedenfalls, daß man so starten kann, daß man nach nur einer Umkreisung der Erde, wie auch immer man die nennen will, beim Startpunkt ankommt.
Genau das war die Frage, und die ist hiermit beantwortet, danke! :D
Ich versuche noch, genauer zu verstehen, ob dieser Kreuzungspunkt genau das selbe ist, was ich mit dem Schnittpunkt der Pro- und Retrograd-Bahnen meinte. Könnte sein.
Und ob das "genau eine Umkreisung" (eher nicht), "ungefähr eine Umkreisung" (+/- Abweichung durch Erddrehung, so verstehe ich meine Erklärung) oder doch eher "ungefähr eineinhalb Umkreisungen" (weil man ja dann von der anderen Seite kommt - ?) ergibt.
Echt nicht trivial.
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Jedenfalls konnte ich Deinen Ausführungen sehr gut folgen, ebenso wie denen von proton01 :)
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Dank proton01 weiß ich jetzt jedenfalls, daß man so starten kann, daß man nach nur einer Umkreisung der Erde, wie auch immer man die nennen will, beim Startpunkt ankommt.
Genau das war die Frage, und die ist hiermit beantwortet, danke! :D
Hallo,
nein, kann man nicht und die Begründungen dafür wurden zigmal gegeben. Wer anderes behauptet, ist nach wirklich allem, was ich im Netz finden kann, leider schlichtweg falsch.
Ich gebe Euch nun mal ein konkretes Beispiel: Das Space Shuttle wurde damals aufgrund militärischer Anforderungen mit einer großen, sogenannten "Cross Range" entwickelt. Für die zivile Nutzung wäre das gar nicht notwendig gewesen. Das Militär wollte jedoch die Fähigkeit, nach einer einzigen Erdumrundung direkt wieder am Startpunkt landen zu können. Während dieser einen Umrundung sollten geheime, militärische Nutzlasten kurzfristig ausgesetzt werden können.
Die Cross Range, die notwendig war, um die große seitliche Abweichung durch die Erddrehung zu kompensieren, wurde vor allem durch die großen Flügel ermöglicht, die dem Space Shuttle Programm dann aber einen Haufen anderer Probleme bereitet hat (ist ne eigene Geschichte). Kurioserweise wurde diese vom Militär angeforderte und eingebaute Crossrange dann aber in der Realität übrigens nie benötigt, weil es diese Flüge vom Shuttle so nie gab.
Der Punkt jedenfalls ist: Landung am Startpunkt nach einer Erdumrundung braucht aufgrund der Erddrehung jede Menge Cross Range (Querreichweite). Das Space Shuttle hatte diese, das Starship hat sie nicht, aufgrund der fehlenden großen Flügel und der damit verbundenen extrem schlechten Gleitzahl (das Shuttle hat im Vergleich zu echten Flugzeugen auch ne beschissene Gleitzahl, aber eben genug, um den seitlichen Versatz auszugleichen). Gibt jede Menge Quellen im Netz, bei der man diese historischen Fakten nachlesen kann.
Eine offizielle Quelle (die Nasa selbst), die explizit erwähnt, dass man nur mit hoher Querreichweite nach einer Umrundung zum Startpunkt zurückkehren kann (und eben nicht so, wie es hier von manchen fälschlicherweise postuliert wird) ist:
https://www.nasa.gov/history/sts1/pages/scota.html (https://www.nasa.gov/history/sts1/pages/scota.html) (im 6. Absatz)
Die Google KI sagt zu dem Thema (nicht speziell zu der o.g. Quelle) übrigens:
Der Kompromiss im Design
Die Entwicklung des Space Shuttles war ein Kompromiss zwischen den Anforderungen der NASA und denen des US-Verteidigungsministeriums. Die NASA favorisierte ursprünglich ein einfacheres, leichteres Design, das die Hauptlast in Form von Satelliten zur Erdumlaufbahn transportieren und dann mit geringem Aufwand wieder zur Erde zurückkehren sollte. Ein Lifting Body, wie die X-24 oder die HL-10 aus dem NASA-Forschungsprogramm der 1960er-Jahre, wäre für diese Aufgabe gut geeignet gewesen. Diese Fahrzeuge erzeugten Auftrieb primär durch ihre Rumpfform anstatt großer Flügel, was sie aerodynamisch einfacher und leichter machte.
Die militärische Anforderung als entscheidender Faktor
Die US Air Force und das Verteidigungsministerium bestanden jedoch auf einer sehr hohen Querreichweite von über 2.000 Kilometern. Diese Fähigkeit war notwendig, um eine Landung nach nur einer einzigen Erdumrundung zu ermöglichen. Dies war eine kritische Anforderung für potenzielle militärische Missionen, bei denen eine schnelle Rückkehr an den Startort in den USA nach dem Aussetzen von Spionagesatelliten oder anderen geheimen Nutzlasten gefordert war.
Ein Lifting Body hat eine weitaus geringere Querreichweite. Um die geforderte Manövrierfähigkeit zu erreichen, war ein großes Flügelpaar unerlässlich. Die Deltaflügel-Konfiguration des Shuttles war das Ergebnis dieser spezifischen militärischen Vorgabe. Die Flügel waren schwer und erhöhten die Komplexität des Hitzeschutzsystems (TPS), was sich negativ auf die Nutzlastkapazität und die Sicherheitsrisiken auswirkte, wie die Katastrophe der Columbia später tragisch zeigte.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die großen Flügel des Shuttles direktes Resultat der militärischen Anforderungen waren. Ohne sie wäre das Raumschiff höchstwahrscheinlich kleiner, leichter und hätte ein Design gehabt, das den Lifting Bodies ähnelt, mit denen die NASA zuvor erfolgreich geforscht hatte.
Excalibur
Ps: Ich bin am 12.09. auf dem Open Day der ESA in Darmstadt. Ich werde versuchen, dort einen Bahnmechaniker aufzutreiben, den ich dazu befragen werde. Falls mir das gelingt, gebe ich hier Rückmeldung.
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Dank proton01 weiß ich jetzt jedenfalls, daß man so starten kann, daß man nach nur einer Umkreisung der Erde, wie auch immer man die nennen will, beim Startpunkt ankommt.
nein, kann man nicht ...
Ja, kann man doch!
Schaut euch doch noch mal das Diagramm von Proton01 an. Es gibt natürlich nur einen einzigen Orbit mit dem das funktoniert. Das ist ja das geniale.
Um das zu erreichen muß man den aufsteigenden und den absteigenden Ast benutzen.
Wie gesagt den projektierten Orbit muß man so legen, das der Startpunkt im Kreuzungspunkt liegt.
Die Erde dreht sich nach Osten. Also muß man etwas weiter fliegen als einmal rundherum (mehr als 360°), wenn man nach Osten startet.
Das bekommt man zusammen weil man ja vom Startpunkt bis zum 1. nördlichen Scheitelpunkt ein Stück nach Osten fliegt.
Und vom 2. nördlichen Scheitelpunkt wieder das selbe Stück. Diese beiden zusammen in der Horizontalrichtung, das ist das Stück, um das sich die Erde weitergedreht hat.
Damit hat man wieder den Startort getroffen.
Wie erwähnt, es gibt genau eine Orbitebene (kein beliebiger Orbit) für jeden Startort mit dem das geht.
Muß man erst mal draufkommen. Cool!
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Excalibur,
deine Mühe und Überzeugung in allen Ehren, aber:
nein, kann man nicht und die Begründungen dafür wurden zigmal gegeben. Wer anderes behauptet, ist nach wirklich allem, was ich im Netz finden kann, leider schlichtweg falsch.
"Das Netz", "eine KI" (ausgerechnet Gemini! Die hat mir schon viel halluziniert) oder historische, über 50 Jahre alte Anekdötchen geben vielleicht Denkanstöße, sind aber doch keine Begründungen oder gar Beweise.
Echte Argumente, die die anderen widerlegen, habe ich bisher nicht gelesen, nur immer sowas wie "widerspricht Naturgesetzen", "geht nicht", "weiß man doch aus der Bahnmechanik" - das sind Schein- und Totschlagargumente. die leider rein gar nichts beweisen, und einen Haufen Fehlannahmen darüber, was die Fragestellung ist.
Ich erwarte keine Bahngleichungen, aber etwas mehr Sachorientiertheit bei der Argumentation schon.
Beim Shuttle, das wurde ja zuvor schon erwähnt, kam noch hinzu, dass der Anflug eben nicht aus beliebiger Richtung erfolgen konnte, weil es ja parallel zur Landebahn fliegen musste. Also war dafür ggf. eine deutliche Richtungsänderung nötig, allein dafür war Manövrierfähigkeit nötig. Und im vor Dir verlinkten Artikel steht, das hast Du "unterschlagen", dass es dabei gezielt um polare Bahnen ging ("The military wanted to be able to send a Shuttle on an orbit around the Earths poles"), also ein Spezialfall.
Der Punkt jedenfalls ist: Landung am Startpunkt nach einer Erdumrundung braucht aufgrund der Erddrehung jede Menge Cross Range (Querreichweite). Das Space Shuttle hatte diese, das Starship hat sie nicht.
Du sprichst damit also dem Starship grundsätzlich ab, nach einer Umrundung wieder am Starplatz landen zu können, da Du weder eine entsprechende Flugbahn noch eine ausreichende Crossrange akzeptieren magst. Das widerspricht aber allem, was ich über die nächsten Testflüge mit Fangversuch gelesen und gehört habe. Aber, wie gesagt, SpaceX wird es schon bald vorführen ("Flug 13 - 15") ... oder eben dabei scheitern.
Ps: Ich bin am 12.09. auf dem Open Day der ESA in Darmstadt. Ich werde versuchen, dort einen Bahnmechaniker aufzutreiben, den ich dazu befragen werde. Falls mir das gelingt, gebe ich hier Rückmeldung.
Sehr gern!
Aber bitte, überlege genau, wie Du die Frage stellst - hier gab es ja schon zig Missverständnisse aufgrund unklarer Frage, uneindeutiger Annahmen, missverständlich verwendeter Begriffe usw.!
Da einfach jemanden abzupassen, eine Frage vor den Latz zu ballern und zu erwarten, dass genau die richtige Formulierung für unseren "Spezialfall" wie aus der Pistole geschossen kommt ist vielleicht zu viel verlangt. Der "Prompt" muss passen, um beim KI-Bild zu bleiben, sonst wird die Antwort aussagelos. Und wie genau die sachlich begründete Antwort dazu dann lautet.
Ich bin gespannt!
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Ich habe mal den Orbit von einem Starship simuliert. Die Simulation zeigt den Pfad vom Starship. Man sieht deutlich, wie sich die Erde unter dem Starship hinwegdreht, während das Starship immer die gleiche Bahn fliegt.
Man sieht deutlich, dass damit das Starship schon nach 1 weiteren Orbit weit, weit weg vom Startpunkt fliegt.
Die Bahn entspricht folgenden TLE-Daten:
STARSHIP SIMULATED ORBIT
1 99999U 25200A 25243.95000000 .00000000 00000-0 00000-0 0 9990
2 99999 035.0000 000.0000 0000001 000.0000 000.0000 15.99999999 01
Wer möchte, kann hier jederzeit ein TLE-Datensatz zu einer anderen Bahn posten, welche nach 1 Orbit Start und Ziel jeweils über dem Startpunkt schafft. Ich erstelle gerne dazu eine Simulation.
P.S.: Nicht schummeln und die Landkarte verändern. Boca-Chicha bleibt natürlich auf der Landkarte dort, wo es ist.
P.S.2.: Nicht schummeln und die Inklination sollte ganz grob so bleiben. Das sind im Video 35°, viel mehr oder weniger wird irgendwann schwer von Boca-Chicha aus, man kann ja nicht in jede Richtung starten, denn die Nachbarländer bleiben auf der Landkarte auch dort, wo sie sind.
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Man sieht deutlich, dass damit das Starship schon nach 1 weiteren Orbit weit, weit weg vom Startpunkt fliegt.
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die Inklination sollte ganz grob so bleiben. Das sind im Video 35°, viel mehr oder weniger wird irgendwann schwer von Boca-Chicha aus, man kann ja nicht in jede Richtung starten
Da haben wir es wieder...
Die Inklination wird vorab festgelegt, und dann heißt es, Starship erreicht Boca Chica grundsätzlich nicht.
So funktioniert es natürlich nicht.
Man muss natürlich die Abfluginklination je nach Ziel wählen, nicht vorab festlegen.
Wenn ich mich von Hannover aus "ganz grob" auf die A2 festlege, komme ich auch nicht nach Hamburg :)
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Gerne kannst Du mir TLE-Dataset geben, was das richtig macht. Ich simuliere dann damit die Bahndaten und poste das Video hier.
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Verstehe nicht was daran so schwierig ist:
Ruhende Erde: egal in welche Richtung man startet, man kommt nach einem Orbit am Startpunkt wieder raus.
Rotierende Erde: man kommt immer noch am selben Punkt raus, aber die Erde hat sich darunter weggedreht. Egal in welche Richtung man startet kommt man nach einem Orbit niemals am Startpunkt raus.
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Ich verstehe auch nicht was daran nicht zu verstehen ist, aber hab's aufgegeben...
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Ich biete weiterhin jedem an, ein TLE-Dataset hier zu posten, welches einen Kurs zeigt. Wenn der möglich sein soll, kann man den ja hier posten, muss ja keiner "geheim" halten, wie dieser Orbit aussieht.
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Verstehe nicht was daran so schwierig ist:
Ruhende Erde: egal in welche Richtung man startet, man kommt nach einem Orbit am Startpunkt wieder raus.
Rotierende Erde: man kommt immer noch am selben Punkt raus, aber die Erde hat sich darunter weggedreht. Egal in welche Richtung man startet kommt man nach einem Orbit niemals am Startpunkt raus.
Wenn man es genau auf einen Orbit bezieht, also 360° in Bezug auf die Richtung zum Frühlingspunkt (siderischer Orbit), dann stimmt die Ausage. Aber wenn man nur das Prinzip meint, dann geht es natürlich mit etwas mehr als einem Orbit, sprich zusätzlich die Wegstrecke vom aufsteigenden (Süd nach Nord) bis zum absteigenden (Nord nach Süd) Abschnitt des Orbits. Bei 90 Minuten Umlaufzeit wären des etwas mehr als 380°. Vielleicht ist die Bezeichnung synodischer Orbit nicht ganz richtig, aber bem Mond wäre es so ähnlich.
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Egal in welche Richtung man startet kommt man nach einem Orbit niemals am Startpunkt raus.
Nach genau einem Orbit.
Es gibt aber immer einen Großkreis, der durch einen beliebigen anderen zweiten Punkt geht.
Wäre das der gewünschte Zielpunkt, muss man entlang dieses Großkreises fliegen, pro- oder retrograd.
Was ist daran nun so schwer zu verstehen?
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Eine Bahn um ein Massezentrum unterliegt als allererstes grundsätzlich immer den gleichen physikalischen Gesetzmäßigkeiten. Die Frage ist nur, wo Apo- und Pergäum liegen.
Man kann weiter oder kürzer werfen. Mehr nach links, mehr nach rechts.
Wenn ich mir die Geometrie überlege, kann ich Gecko vollkommen folgen. Und auch das Argument, dass ICBMs das ja auch können, ist valide. Der Knackpunkt ist, glaube ich, ein anderer.
Wenn man von Boca-Chica nach Boca-Chica wollte, müsste man eine Inklination kleiner als der Breitengrad haben, damit man "weiter" und "mehr rechts" werfen würde. Das ist bekanntlich in der Tat mit Mehraufwand in Form von delta-V verbunden. Die Rückkehr zum Startpunkt ist insofern ein Sonderfall, als man den Flug eigentlich immer anders lösen würde. Nämlich durch retrograden Flug. Ein ICBM (blödes Beispiel, weil man ja selten sich selbst zerstören möchte) würde entweder den kurzen Hop à la "New Shephard" machen oder retrograd fliegen, um den Startpunkt mit weniger als einer Umrundung zu erreichen.
Und bei Punkt-zu-Punkt ist genaus dieses weniger als eine Umrundung der springende Punkt: Man würde ja niemals, um von San Francisco nach Tokio zu fliegen, prograd starten. Das macht man retrograd. Man sucht ja immer die kürzere Verbindung zwischen zwei Punkten (Erddrehung in diesem Fall mit eingerechnet). Also bedient man (Längengrad + 180°W - Erddrehung) retrograd und (Längengrad + 180°E + Erddrehung) prograd.
Quintessenz: Man kann den Startpunkt wieder erreichen. Retrograd. Oder prograd nur mit ordentlichem Inklinationsabbau.
[edit: Präzisierung des San Francisco/Tokio-Beispiels]
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Ich biete weiterhin jedem an, ein TLE-Dataset hier zu posten, welches einen Kurs zeigt. Wenn der möglich sein soll, kann man den ja hier posten, muss ja keiner "geheim" halten, wie dieser Orbit aussieht.
Probier's mall hiermit:
STARSHIP SIMULATED ORBIT
1 99999U 25200A 25243.95000000 .00000000 00000-0 00000-0 0 9990
2 99999 027.0000 300.0000 0000001 000.0000 000.0000 15.99999999 01
Ich weiß nicht wie man hier ein Bild einbindet. Aber bei Orbitron funktioniert es.
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@HansPfaall, super, solche Antworten hatte ich mir gewünscht! Du analysierst das Problem einen Schritt weiter und gehst tatsächlich auf die vorgebrachten Argumente ein.
Du hast da einen validen Punkt mit dem "Sonderfall Startpunkt = Zielpunkt", weniger geometrisch, aber eben in der Praxis:
Stimmt natürlich, die "einfachste" und kürzeste Methode ist die von New Shepard, die hüpft hoch, gleicht die paar Kilometer aus, die sich die Erde in den paar Minuten gedreht hat, und landet "am Startpunkt". Dann hat SpaxeX also bereits einen "Flug zum Startplatz mit weniger als zwei Orbits" bereits 2020 geschafft, mit SN5! :)
Ist durchaus ernst gemeint, denn das ist letztlich tatsächlich eine der Lösungen der Bahngleichungen für unser Problem!
Danke, HansPfaall, da wäre ich so nicht drauf gekommen.
Die zweite Lösung, retrograd, macht auch sofort logischen Sinn (hatte ich ja auch mehrfach für allgemeinen Ort-zu-Ort-Transport erwähnt), ist aber ebenfalls in der Praxis für Starship für die Landung am Startort nicht sinnvoll.
Man würde ja niemals, um von San Francisco nach Tokio zu fliegen, prograd starten. Das macht man retrograd. Man sucht ja immer die kürzere Verbindung zwischen zwei Punkten (Erddrehung in diesem Fall mit eingerechnet). Also bedient man (Längengrad + 180°W - Erddrehung) retrograd und (Längengrad + 180°E + Erddrehung) prograd.
Genau. Wenn man die kürzeste Verbindung sucht. In der Praxis wird es wahlweise die billigste/treibstoffsparendste=nutzlastoptimierendste Verbindung sein, das kann wegen des Erddrehungs-Mitnahme-Effekts bei Start gen Osten auch deutlich mehr als 180 Grad prograd sein.
(Oder womöglich, wenn man es sehr eilig hat, mit deutlich höherem Energieaufwand >180° retrograd, weil einem da der Zielpunkt schon "entgegen kommt", aber dabei geht es wohl nur um einige wenige Minuten; ich denke, dieser Fall ist in der Praxis irrelevant. Nur der Vollständigkeit halber.)
Quintessenz: Man kann den Startpunkt wieder erreichen. Retrograd. Oder prograd nur mit ordentlichem Inklinationsabbau.
Stimme dem zu, wenn die Einschränkung lautet: "mit weniger als einer Erdumkreisung", wobei auch meine Geometrien sich darauf bezogen haben.
Jetzt müssten wir weiter denken, wie das bei "etwas mehr als einer Erdumkreisung, aber weniger als zwei" aussieht. Eine weitere Lösung der Gleichung sollte z.B. der "aufsteigende Ast" a la proton01 sein.
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Zwischendurch einfach mal ein Lob an alle Beteiligten, dass bei dieser langen und auch durchaus konträren Diskussion ein zivilisierter Diskussionsstil gewahrt bleibt. Man sieht gelegentlich, dass das nicht einfach ist, aber alle schaffen es. Super! :)
So wird das Problem geklärt werden können.
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Bin sehr gespannt auf die Visualisierung der Flugbahn, die Proton01 gepostet hat.
Vielleicht sieht das dann auch so aus - ich habe da auch was gefunden, und zwar eine Flugbahn nach Boca Chica zum Landen nach einer Umrundung:
https://forum.nasaspaceflight.com/index.php?action=dlattach;topic=62494.0;attach=2359490;image
Quelle:
forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=62494.msg2667449#msg2667449
Zugegeben, das ist nicht offiziell, aber wer so ein Programm hat, dürfte auch damit umgehen können. Leider ohne konkrete Flugbahndaten, soweit ich das sehe.
Zeigt die Verlängerung der Flugbahn Westaustralien-Hawaii nach Boca Chica von leicht Nordwesten kommend über Nordmexiko.
In der zugehörenden Diskussion geht es zwar hauptsächlich um die beste Route, um dichtbesiedeltes Gebiet zu vermeiden.
Doch es zeigt meines Erachtens zwei Dinge:
1. Landen nach +/- einmaliger Umkreisung ist prinzipiell möglich und offenbar auch so geplant (und ich habe auch nie etwas anderes gehört!).
2. Der "Versatz" = nötige Crossrange im Beispiel ist hier nur 370 km, nicht 2000 km (Verschiebung des Zielortes in zwei Stunden), wie immer mal behauptet wurde.
Ist ja auch logisch, weil sich durch die vergleichsweise niedrige Inklination der Bahn ein sehr spitzwinkliges Dreieck zwischen Flugbahn, Breitengrad und Zielort ergibt, und wir eben nur die schmale Seite kompensieren müssen, nicht die lange. Pythagoras...
Das haben wir bisher übersehen.
370 km Crossrange sollte demnach für Starship problemlos möglich sein. Ob mit einem seitlichen Schubser beim Deorbit Burn des Ships, und dann erst recht aerodynamisch beim Landeanflug, über tausende km Flugstrecke. Wozu hat das Flügelchen.
Bisher hatten wir über "Flüge mit Crossrange" ja noch gar nicht diskutiert, weil pauschal gesagt wurde, Starship hätte null bis minimale Fähigkeiten dazu. Das habe ich auch einfach mal geglaubt, und damit fielen all diese Optionen weg. Nun bin ich da nicht mehr so sicher und es eröffnet ganz neue Möglichkeiten der Bahnwahl.
Zum Glück muss Starship auch nicht in einer bestimmten Richtung reinkommen (im Gegensatz zum Shuttle, das am Flugende exakt längs zur Landebahn einfliegen musste) - Starship fällt die letzten paar 100 m nahezu senkrecht und landet ja auch so.
Nur als Disclaimer:
Keine Ahnung, wie korrekt diese Daten sind und ob SpaxeX wirklich so eine Flugbahn plant.
Scheint aber realistisch.
Was es auch nicht beweist: Dass es keine noch stärker optimierten Flugbahnen mit weniger
Crossrange geben könnte (die aber ggf. wegen Risikominimierung nicht gewählt werden).
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@Gecko: Gerne! ;)
Ich glaube, der Fall mit prograd mit etwas mehr als einer Umrundung, hat das Problem, dass der projizierte Sinus auf der Landkarte gestreckt werden müsste, damit das funktioniert.
Bin gerade nicht sicher, ob das durch Verringerung der Inklination erfolgen könnte, oder ob man schlicht schneller fliegen müsste als es die Bahn eigentlich erfordert.
Beides würde aber irgendwie dazu führen, dass es nicht mehr zu der ursprünglichen Bahn passen würde.
Die zentrale Frage, die ich mir momentan stelle, ist: Wie kann ich die Phase der Bahn ändern? Weil das brauche ich ja, wenn ich mich in der Betrachtung wieder auf die Geometrie beschränke.
[edit: Die Visualisierung von Proton01s Bahn interessiert mich auch...]
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Die zentrale Frage, die ich mir momentan stelle, ist: Wie kann ich die Phase der Bahn ändern? Weil das brauche ich ja, wenn ich mich in der Betrachtung wieder auf die Geometrie beschränke.
Schneller Gedanke, abseits reiner Bahnberechnungen, in der Praxis:
Eventuell duch Variation der Bahn-Anteile, die nicht ballistisch sind.
Wir betrachten ja bisher immer idealisiert eine Umlaufbahn und schauen, wann wir einen Punkt überfliegen (statt zu landen). Das ist eine gute erste geometrisch-mathematische-bahnmechanische Vereinfachung, aber ein beträchtlicher Teil des Fluges bei nur einer Umkreisung sind Beschleunigungs- und Bremsphase.
1. Beim Start durch Schubsteuerung (= schon ganz am Anfang mitgegebene minimale Inklinationsänderung, die sich über 42.000+ km ordentlich aufsummiert)
2. Durch Variation der Brenndauern = Geschwindigkeiten in unterschiedlichen Bahnphasen, sowohl Booster als auch Ship. Unterschiedliche Bahngeschwindigkeit erzeugt sofort auch geänderte Bahndaten. (Nicht seitlich = in der Projektion auf den Großkreis, aber in der Projektion auf die sich drehende Erde, weil ich dann zu anderen Zeiten über anderen Punkten bin.)
3. Form des Orbits: Wir haben ja immer idealisiert kreisförmige Orbits gedacht (verleitet durch das Bild der "Großkreise"), aber es ist ja nur die Projektion auf den Großkreis, während Starship eine mehr oder weniger stark elliptische Bahn fliegt. Elliptische Bahnen bedingen ständige Geschwindigkeitsänderungen (Kepler!), und auch das kann man ggf. passen wählen (beim Start über den sich über die Zeit ändernden Startwinkel zur Senkrechten, und auch über die Brenndauer/Endgeschwindigkeit).
4. Erneut über Schubsteuerung beim Deorbit-Burn
5. Beim atmosphärischen Bremsen - mit steilerem oder flacherem Anstellwinkel und früherem oder späteren Deorbit Variation der Geschwindigkeiten und Dauern.
1 und 4 machen zusätzlichen Crossrange, aber das wollen wir ja gern vermeiden, schon aus energetischen Gründen.
2, 3 und 5 ändern durch Variation der Geschwindigkeit die Bahn bzw. die Zeit bis zu einem bestimmten Bahnpunkt und damit, wie weit sich die Erde in dieser Zeit gedreht hat, und damit, über welchem Ort man sich befindet bis hin zur Landung.
Mehr oder weniger alles davon in Kombination wird SpaceX wohl ohnehin bereits nutzen, um einem Punkt vor Westaustralien so sekunden- und cm-genau anzusteuern. Wird künftig nicht anders sein. Solche Bahndaten sind absolut nicht mehr trivial.
Mein Verdacht ist allerdings, dass die meisten der oben aufgeführen Optionen hauptsächlich die Geschwindigkeit verringern, was zu mehr Versatz führen müsste, während wir ja weniger möchten. Also wird so die Phase in die falsche Richtung verändert, wenn ich nicht ganz falsch denke?
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Die zentrale Frage, die ich mir momentan stelle, ist: Wie kann ich die Phase der Bahn ändern? Weil das brauche ich ja, wenn ich mich in der Betrachtung wieder auf die Geometrie beschränke.
Schneller Gedanke, abseits reiner Bahnberechnungen, in der Praxis:
Eventuell duch Variation der Bahn-Anteile, die nicht ballistisch sind.
Darauf können wir uns auf jeden Fall einigen, denn in den ballistischen Phasen kann sich ja per Definition nichts ändern. Sie sind ja antriebslos.
(ok - idealisiert betrachtet. Reibungsverluste gibt es ja auf jeden Fall, aber das Gedankenmodell soll ja einfach bleiben.)
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Darauf können wir uns auf jeden Fall einigen, denn in den ballistischen Phasen kann sich ja per Definition nichts ändern
Ja, klar.
Ich meinte das im Kontrast zu der bisherigen Diskussion "welche Flugbahn brauchen wir", die idealisiert schon am Startpunkt und bis zum Zielpunkt unverändert mit den gleichen Parametern versehen war, oft auf einen simplen Kreisorbit reduziert, und sich weitgehend auf Inklinationen beschränkte, die beim Start vorgegeben waren.
Das ist halt zu einfach / zu vereinfacht gedacht.
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Das ist halt die Frage, wieviel "Eingreifen" man im Verlauf des Flugs zulassen möchte.
Ich denke, der Zielpunkt ließe sich wahrscheinlich am einfachsten beeinflussen, wenn man die Triebwerke am höchsten Punkt der Bahn zünden würde.
Der Reiz der Aufgabe liegt ja nicht zuletzt darin, dass wir anfangs davon ausgegangen waren, dass man während des Flugs keine Energie mehr reinsteckt.
Mit einem üppigen Energiebudget lässt sich ja so einiges bewerkstelligen. Interessant ist, ob's auch mit wenig (oder ohne) geht... ;)
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Das ist halt die Frage, wieviel "Eingreifen" man im Verlauf des Flugs zulassen möchte.
Ich denke, der Zielpunkt ließe sich wahrscheinlich am einfachsten beeinflussen, wenn man die Triebwerke am höchsten Punkt der Bahn zünden würde.
Der Reiz der Aufgabe liegt ja nicht zuletzt darin, dass wir anfangs davon ausgegangen waren, dass man während des Flugs keine Energie mehr reinsteckt.
Mit einem üppigen Energiebudget lässt sich ja so einiges bewerkstelligen. Interessant ist, ob's auch mit wenig (oder ohne) geht... ;)
Das eine ist die theoretische Betrachtung als idealisiertes Gedankenexperiment, angestoßen durch die Pauschalbehauptung "Landung in Boca Chica geht nur mit mehr als einer Umkreisung". Das ist wichtig zum grundsätzlichen Verständnis. Mache ich auch gern mit. War ja auch der erste, der widersprochen hat :)
Meiner Ansicht nach ist das geklärt, aber das mögen sicher nicht alle teilen.
Das zweite ist die Frage, wie es in der Realität aussieht, und da kommt zwangläufig eine ausgedehnte Start- und Landephase hinzu. Mit reichlich Energie-Zufuhr und Abbau.
Jetzt stellt sich die Frage, kann man die Bahn und damit den Wunsch-Zielort ohne zusätzliche Energie beeinflussen, allein durch Wahl der richtigen Zeiten, Abflugparameter und Schub-Intensitäten. In gewissen Grenzen natürlich, in unseren Fall um die Abweichung durch die Erddrehung.
Oder muss man immer zusätzliche Energie = Treibstoff = Verlust von Nutzlastkapazität investieren, wenn man den Zielort auf diese Art ändern möchte.
Und geht das auch ausschließlich über die "laufenden" Bahnparameter oder muss am Ende zudem noch massiv in Crossrange investiert werden.
Ich kann geometrisch und kausal mitdenken, aber Bahndaten und Gleichungen mathematisch zu lösen oder grafisch berechnen zu lassen geht über meine Fähigkeiten. An der Stelle müssten andere übernehmen...
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Bin sehr gespannt auf die Visualisierung der Flugbahn, die Proton01 gepostet hat.
siehe: (wird anscheinend nicht angezeigt, sollte aber runtergeladen werden können)
(https://magentacloud.de/s/pYZ7gRdqM9rG4YZ)
https://magentacloud.de/s/pYZ7gRdqM9rG4YZ (https://magentacloud.de/s/pYZ7gRdqM9rG4YZ)
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Danke! Das sieht für mich überzeugend aus.
Ich kann halt leider auch nur so lange mitdenken und -diskutieren, wie das mit physikalischem Grundverständnis und gesundem Menschenverstand geht. :"‑)
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Bin sehr gespannt auf die Visualisierung der Flugbahn, die Proton01 gepostet hat.
siehe: (wird anscheinend nicht angezeigt, sollte aber runtergeladen werden können)
Habs mal hier gelagert:
https://c.gmx.net/@324560210871976179/lUwhR4rPaxwXCdOgMVVCNw (https://c.gmx.net/@324560210871976179/lUwhR4rPaxwXCdOgMVVCNw)
(https://c.gmx.net/@324560210871976179/iiSozXaLQ__ZW00vJLMLvw)
(https://images.raumfahrer.net/up083281.jpg)
Sieht sehr überzeugend aus. Vielen Dank.
Start mehr leicht nördlich über Florida (FAA...), dann über Australien, nicht über Indonesien (hatten die nicht den Überflug verboten, wie immer das funktionieren soll?), Hawaii und dann ähnlich wie in der von mir ausgegrabenen Landeanflug-Grafik über Nordmexiko.
Und, du hattest Recht, der Schnittpunkt der "Äste" muss offenbar über dem Startplatz liegen und die Flugbahn genau so gelegt werden.
Das ist ja auch prograd, da die Stelle, an der sich die Bahn zu wiederholen beginnt, westlich vor Baja California liegt, und der Startplatz eben so 2000 km westlich gewandert ist.
Ja, nach genau einer Umrundung wird der Startplatz somit um 2000 km verfehlt, aber der folgende absteigende Ast trifft ihn dann. Ganz Spitzfindige könnten nun sagen, "aha, doch mehr als eine Umrundung", ja, ok, 1,05 mal. Aber eben nicht 2, 3 oder ein Tag später.
Jetzt bitte ich die, die meinten, das geht nicht, um Stellungnahme.
Ist überhaupt nicht hämisch gemeint, im Gegenteil, ich möchte sichergehen, dass hier kein Denkfehler drin ist, und falls doch, verstehen, worin der dann liegt. Zumal ich eure Argumente auch nicht so recht verstanden hatte.
Edit: Bild sichtbar gemacht.
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(https://images.raumfahrer.net/up083281.jpg)
Ja, nach genau einer Umrundung wird der Startplatz somit um 2000 km verfehlt, aber der folgende absteigende Ast trifft ihn dann. Ganz Spitzfindige könnten nun sagen, "aha, doch mehr als eine Umrundung", ja, ok, 1,05 mal. Aber eben nicht 2, 3 oder ein Tag später.
Ganz Spitzfindigen könnte man antworten: "Genau ein Orbit um die Erde, alle 360 Längengrade der Erde genau einmal überflogen."
Das ist halt der Unterschied zwischen der siderischem Orbitdauer (bezogen auf die Sterne bzw. auf die Orbitebene, üblicherweise wird der Frühlingspunkt als Referenz benutzt) und der synodischen (auf den umflogenen Himmelskörper bezogen) Orbit.
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Ganz Spitzfindigen könnte man antworten: "Genau ein Orbit um die Erde, alle 360 Längengrade der Erde genau einmal überflogen."
"good catch" in doppelter Hinsicht :)
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Probier's mall hiermit:
STARSHIP SIMULATED ORBIT
1 99999U 25200A 25243.95000000 .00000000 00000-0 00000-0 0 9990
2 99999 027.0000 300.0000 0000001 000.0000 000.0000 15.99999999 01
Bei diesem simuliertem Orbit gibt es am 06.09. eine gute Konstellation.
Was ist das besondere an diesem Orbit?
- Die Inklination vom Orbit ist mit 27 Grad minimal größer als die nördliche Breite vom Startplatz mit 26 Grad. Es ist also ein Spezialfall.
Was sieht man im Video?
- 03:13:36 UTC - Das Video beginnt
- 04:47:13 UTC - 2 Umläufe vor dem Start - Die Flugbahn verläuft leicht südlich vom Startplatz. Aber die Flugrichtung passt nicht, man würde über Florida starten. Das ist ein NO-GO.
- 06:22:29 UTC - 1 Umlauf vor dem STart - Die Flugbahn verläuft leicht nördlich vom Startplatz. Aber die Flugrichtung passt nicht, man würde über Florida starten. Das ist ein NO-GO.
- 07:57:46 UTC - Die Flugbahn verläuft über den Startplatz. Die Flugrichtung passt grob. Sie geht direkt über Kuba, in Realität würde man minimal südlich an Kuba vorbeifliegen.
- Somit ist ein Start um 07:57 möglich, bzw. da man langsam startet, findet der Start 5-8 Minuten früher statt.
- 09:33:19 UTC - 1 Umlauf nach dem Start verläuft die Bahn weit weg vom Startplatz.
Man könnte jetzt sagen:
- An einem Punkt am Boden, 1 Grad kleiner als die Inklination, gibt es am Boden mehrere Überflüge im Bodenpfad
Aber es gibt weitere Punkte, welche man beachten muss:
- Die Startrichtung für das Starship erlaubt keine Starts über Florida
- Dieser Speziallfall gilt nur für Orbits mit 27 Grad Inklination, welche für die Nutzlast i.d.R. unbrauchbar sind
Fazit:
- Eine Landung nach 1 Orbit am Startpunkt ist somit mit dem Starship nicht möglich.
Dazu kommen noch andere Punkte:
- Macht man - so wie bei Flug 10 - keine Bremszündung, kann man nur Satellitendummys absetzen, da diese mit dem Starship wieder in die Atmosphäre eintreten werden
- Für echte Satelliten benötigt man 45 bis 60 Minuten vor der Landung eine Bremszündung.
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Ja, das sieht genauso aus, wie das, was wir heute nachmittag schon grafisch als Flugbahn hatten und beweist, dass es geht. Danke für die nochmalige Bestätigung.
Ich verstehe nur jetzt deine Anmerkungen dazu nicht:
> Die Inklination vom Orbit ist mit 27 Grad minimal größer als die nördliche Breite vom Startplatz mit 26 Grad. Es ist also ein Spezialfall.
Jeder Punkt-zu-Punkt-Orbit ist ein Spezialfall; es gibt ja immer nur je eine pro- und einen retrograde Flugbahn; genau wie vorhergesagt. Das bestätigt doch die Annahmen.
> Aber die Flugrichtung passt nicht, man würde über Florida starten. Das ist ein NO-GO.
Erstens wird auch das irgendwann möglich sein, genauso wie im jedem Fall zwangsläufig Landung über Mexiko.
Zweitens ist das ein politischer Grund, das hat nichts mit einer bahnmechanischen Beweisführung zu tun.
Niemand hat gesagt, dass SpaceX das in absehbarer Zeit so machen wird.
> in Realität würde man minimal südlich an Kuba vorbeifliegen.
Wieso? Und warum sollte das eine Bedingung sein?
>Die Startrichtung für das Starship erlaubt keine Starts über Florida
siehe oben. Die Startrichtung erlaubt das sehr wohl, die FAA vielleicht nicht, aber die ist nicht Teil der Bahngleichung...
>Dieser Speziallfall gilt nur für Orbits mit 27 Grad Inklination, welche für die Nutzlast i.d.R. unbrauchbar sind
Darum ging es auch nicht, sondern um die prinzipielle Frage, ob es grundsätzlich möglich ist, nach nur einer Umrundung zu landen. Nutzlasten waren gar nicht gefragt.
>Fazit: Eine Landung nach 1 Orbit am Startpunkt ist somit mit dem Starship nicht möglich.
Das ist mit den vor dir nun neu eingeführten politischen und Sat-Aussetzen-Bedingungen vielleicht so, aber das war nie Teil der Frage und der seitenlangen Diskussion.
Du biegst Dir das so zurecht, dass es weiterhin zu deiner pauschalen Ablehnung passt!
>Macht man - so wie bei Flug 10 - keine Bremszündung, kann man nur Satellitendummys absetzen, da diese mit dem Starship wieder in die Atmosphäre eintreten werden
Niemand hat gefordert, dass auf so einem Flug irgendwas ausgesetzt werden muss. Und niemand hat gefordert, dass keine Bremszündung gemacht wird. Im Gegenteil, wenn du nachliest: es ging immer entweder um Ort-zu-Ort oder um Nutzlast/gewünschten Orbit.
Keine Frage, bei echten Nutzlasttransporten wird man anders fliegen wollen und müssen, da ja dann ein "Zwischenziel", nämlich ein Wunschorbit erreicht werden muss. Landung dann nach mehr Umläufen. Das hat auch niemand in Frage gestellt. Betrifft das hier diskutierte Problem aber nicht.
Die zwischenzeitlich geführte Diskussion um zusätzliche Bahnänderungen durch Start- und Landephase hat das Thema längst weiter vertieft und weitere Möglichkeiten aufgetan.
Ich verstehe nicht, was Du mit deinen spontan eingeführten Einschränkungen "beweisen" willst. Die ursprüngliche Frage, und nur um die geht es, ist positiv zu beantworten:
Landung am Startplatz nach einem Umlauf ist technisch-physikalisch möglich.
Auch wenn mancher selbstsicher schreibt "nein, kann man nicht und die Begründungen dafür wurden zigmal gegeben. Wer anderes behauptet, ist ... schlichtweg falsch", ohne es sachlich zu begründen, denn das ist nun seinerseits als schlichtweg falsch widerlegt.
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Man lernt nie aus.
Es geht, zwar mit einigen Tricks, aber es geht.
Jetzt wo ich es weiß hätte ich auch selber drauf kommen können, da damals beim Gemini-Programm (Gemini VIII) bereits ähnliches gemacht wurde. Hier musste zwar nach einem Orbit ein Zielsatellit eingeholt werden, aber das geht ja auch nur wenn die Orbits ziemlich ähnlich sind und die Entfernung nicht zu groß.
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Niemand hat gefordert, dass auf so einem Flug irgendwas ausgesetzt werden muss.
Und niemand hat gefordert, dass keine Bremszündung gemacht wird.
Die Bedingungen im Zitat in Beitrag #1 in diesem Thread haben noch vom echten Starship gesprochen.
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... aber das mit "nach einer Erdumrundung im Orbit kann eine Rakete problemlos wieder am Startort landen" stimmt halt einfach nicht. Und da brauchen wir auch gar nicht drauf warten, bis es uns SX vorführt, das wissen wir schon heute, ganz einfach weil es eben ein Naturgesetz ist, und daran kommt auch SX nicht vorbei.
Alle Flugbahnen die nicht aktiv angetrieben werden, sind ballistisch. Innerhalb der Atmosphäre kommen aerodynamische Kräfte dazu, Luftreibung, Widerstand, Auftrieb.
Das, was hier diskutiert wird ist die Möglichkeit, nach quasi einer Erdumrundung wieder am Startplatz zu landen. Eine Erdumrundung geht nur mit einer größtenteils ballistischen, also antriebslosen Flugbahn. Am Anfang hat man den Start, also angetrieben vom Boden bis in eine Höher außerhalb der dichten Atmosphäre, am Ende hat man eine Abbremsung (angetrieben) auf eine Abstiegsellipse deren tiefster Punkt innerhalb der dichten Atmosphäre liegt. Dazwischen liegt der antriebslose ballistische Flug. Dieser ballistische Flug um die Erde ist durch die Gravitation an eine Bahnebene eines Großkreises gekoppelt.
Man kann beim Start die Inklination, also die Neigung der Bahnebene zum Äquator so wählen, dass der Start in nordöstlicher Richtung erfolgt, also in den aufsteigenden Abschnitt der Bahnebene, sodass nach einer Umrundung der nachfolgende absteigenden Abschnitt der Bahnebene in südöstlicher Richtung den Startpunkt überfliegt, da die Erde sich während der Umrundung dahin weitergedreht hat. Siehe z.B.
(https://images.raumfahrer.net/up083104.png)
(https://images.raumfahrer.net/up083104.png)
Etwas unterhalb von Grönland kreuzt sich der aufsteigende Abschnitt des ersten Orbits mit dem absteigenden Abschnitt des zweiten Orbits. Solch eine Kreuzungspunkt kann man in den Startpunkt schieben durch geeignete Wahl der Inklination. Einen zweiten Kreuzungspunkt gibt es gegenüber südlich von Australien. Startet man am Kreuzungspunkt, dann gelangt man nach einer Umrundung wieder dorthin zurück ohne die Bahnebene zu verlassen.
Danke proton01 für das Posting. Ich habe hier was gelernt. Man startet im aufsteigenden Ast in eine etwas erhöhte Inklination vom Startplatz aus und muss die Flugzeit (das Phasing) so abstimmen, das der absteigende Ast des nächsten Orbits dann gerade wieder über dem gewanderten Startplatz liegt. Bei der Geometrie der Trajektorie hatte ich hier einen "Hänger", aber zumindest dass man es über die Flugzeit/das Phasing machen muss, war klar.
Der Vergleich mit den polaren 1-Orbit-Missionen des STS von Vandenberg passt praktisch nicht/nur bedingt. Für diese Missionen konnten sie so einen Orbit nicht wählen, da sie ja polar über die UdSSR fliegen wollten. Dafür brauchte STS aktive Crossrange, um dann nach Vandenberg zurückzukommen.
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Hätte ich wirklich nicht für möglich gehalten!
Aber wenn das tatsächlich so funktioniert, Hut ab.
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Ich hatte verstanden es geht darum ob Starship bei einem Testflug nach in etwa einem Umlauf einen repräsentativen Eintritt in die Atmosphäre mit anschließender Landung demonstrieren kann. Das wäre mit 27° Inklination usw. machbar.
Natürlich würde das nicht das Aussetzen von Nutzlasten demonstrieren, falls diese auf deutlich unterschiedliche Bahnen gebracht werden sollten.
Natürlich gibt es für den Flug diverse Randbedingungen die eingehalten werden müssen wie Überflugsverbote (entweder aus Sicherheit oder politisch bedingt), Sichtbarkeit zu Bodenstationen, usw. Das muss man dann klären. Aber das Fazit von Hugo "Eine Landung nach 1 Orbit am Startpunkt ist somit mit dem Starship nicht möglich." ist so schlichtweg falsch. Es geht.
Damit es geht müssen einige Randbedingungen eingehalten werden. Natürlich wird es dadurch zum Spezialfall, aber das ist letztendlich jeder Flug, der ein Ziel erreichen will, egal ob ich Satelliten an bestimmten Punkten in bestimmte Orbits aussetzen will, ob ich an bestimmten Pukten landen will, ob ich zum Mond fliegen will oder sogar zum Mars, jeder Fall ist für sich individuell. Ich fahre ja auch nur auf den Straßen die mich zum Ziel bringen und keine Umwege in die verkehrte Richtung.
Wer das kritisiert kann gerne eine allgemein gültige (jede Inklination, jederzeit, usw.) und machbare Lösung präsentieren.
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O.k. mal angenommen das funktioniert tatsächlich, ist es auch sinnvoll?
Normalerweise wird da ja erst der Booster eingefangen und hängt dann erstmal einige Zeit an den Fangarmen, bzw. steht auf oder neben dem Start-/Fangtisch.
Solange es also noch keine betriebsbereite 2. Fang-Anlage nebendran gibt, besteht wohl gar keine Notwendigkeit dafür das Schiff schon nach 1 1/2 Stunden am Startort landen zu lassen, im Gegenteil.
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Nun ja.
Der zugrunde liegende Gedanke war ja: ist es prinzipiell, also ist es von der Orbitmechanik her, überhaupt möglich nach ungefähr einen Orbit nach Starbase zurückzukehren?
Ohne über die Crossrange zu verfügen, welche das Shuttle bot. JA.
Da mußte man sich von dem Gedanken lösen, das das alles im aufsteigenden Ast (oder von mir aus absteigenden Ast) von Statten geht, aber dann: JA
(wenn man diese Lösung findet).
Alles andere ist ja eine andere Fragestellung.
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Aber ich könnte ja auch eine andere Frage stellen.
Ich war ja ursprünglich sehr skeptisch ob diese Punkt zu Punkt Flüge überhaupt so uneingeschränkt möglich wären.
Wiederum von der Orbitalmechanik her betrachtet. Also nicht weil es von irgendeiner "Kugelgeometrie" immer Verbindungen von A nach B gäbe.
Ich schätze man wird solch weite Flüge auch nur über orbitale oder fast orbitale Trajektorien verwirklichen können, da man lange Freiflugphasen brauchen wird.
Die Orbitalmechanik wird man nicht außer Acht lassen können.
Für zwei beliebige Punkte auf dem Globus, ist die Bahnebene für mich noch schwerer vorstellbar als wenn Start und Landepunkt ident sind.
Nachdem das aber sogar auch geht, könnte ich glauben das auch zwei beliebige Punkte über irgendeinen Orbit verbindbar sind.
Ob das auch geht?
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Also hatte die Frage mit Flügen Punkt zu Punkt nur wenig zu tun.
Dafür muss ja höchstens weniger als der 1/2 Erdumfang umflogen werden.
Das am weitesten entfernte Ziel liegt auf dem Globus immer genau gegenüber. Mit Start gegen die Erddrehung kommt das Ziel dem Fluggerät noch ein Stück entgegen.
Also neue Frage:
Ist es bei Flügen PzP energetisch nicht günstiger nur soweit erforderlich den ballistischem Teil des Flugs außerhalb der Atmosphäre zu legen und auf einen Orbit zu verzichten?
Kurze Flüge mit wenig bzw. keinem ballistischen Anteil könnten vielleicht ganz innerhalb der Atmosphäre stattfinden?
Wie weit wären solche kurzen Flüge?
Ggf. auch ohne Booster?
-
...
Ist es bei Flügen PzP energetisch nicht günstiger nur soweit erforderlich den ballistischem Teil des Flugs außerhalb der Atmosphäre zu legen und auf einen Orbit zu verzichten?
Kurze Flüge mit wenig bzw. keinem ballistischen Anteil könnten vielleicht ganz innerhalb der Atmosphäre stattfinden?
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Das ist jetzt vielschichtig/mehrdimensional in der Bewertung.
(Gleit-)Flüge in der Atmosphäre: Der Widerstand erzeugt Verluste. --> Der Flugkörper braucht mehr Energie, je länger und je schneller er so fliegt. --> Führt (bei begrenzter Energie oder zu optimierendem Energiebedarf) zu eher sinkenden Geschwindigkeiten je weiter es gehen soll.
Ballistische Flüge über der Atmosphäre: Sind für globale/große Entfernungen (aber einem Schwellenwert) energetisch günstiger ... und schneller.
Am Ende hängt es von den Anforderungen ab: kurze Flugzeit? Hohe Nutzlast? Manövrierfähigkeit? Thermische Belastung? ...
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@proton, du hast das um 11.47 genau richtig zusammengefasst.
Ich freue mich, dass nun mehr oder weniger alle überzeugt sind (oder sich nicht mehr trauen -? :) )
Es wäre ja auch zu merkwürdig gewesen, wenn SpaxeX solche 1-Umkreisungs-Testflüge ankündigt und dann geht es grundsätzlich gar nicht. Wie, auf welcher Bahn und ob mit Crossrange oder anderen "Tricks" letztlich geflogen werden wird, sehen wir dann 2026 "bei Flug 13 bis 15".
O.k. mal angenommen das funktioniert tatsächlich, ist es auch sinnvoll?
Normalerweise wird da ja erst der Booster eingefangen ... Solange es also noch keine betriebsbereite 2. Fang-Anlage nebendran gibt
Ich tippe auf: Start von Pad B, Fangen mit Pad A.
Falls ein V3-Booster auch mit Pad A gefangen werden kann, vielleicht auch umgekehrt.
Sinnvoll ist für SpaceX alles, was Daten bringt und weitere Meilensteine.
Und würden sie es nicht für sinnvoll erachten, würden sie es ja auch nicht ankündigen.
Für zwei beliebige Punkte auf dem Globus, ist die Bahnebene für mich noch schwerer vorstellbar als wenn Start und Landepunkt ident sind. ...
Ob das auch geht?
Ja, das war die Sache mit "jede zwei beliebiPunkte sind auf einer Kugel durch immer genau eine Bahnebene zu verbinden".
Oder Proton01´s "Kreuzungen der auf- und absteigenden Äste".
Und dann kommen in der Praxis wieder die Probleme mit drehender Erde, Start- und Landephase (je kürzer die Strecke, desto stärker) usw. hinzu. das macht aber nur die Berechnung schwieriger, das grundsätzliche "ja" bleibt erhalten.
Also hatte die Frage mit Flügen Punkt zu Punkt nur wenig zu tun.
Doch. Exakt dasselbe Problem.
Dies ist nur ein Spezialfall davon, wenn Start- und Zielpunkt identisch sein sollen.
Dafür muss ja höchstens weniger als der 1/2 Erdumfang umflogen werden.
Das am weitesten entfernte Ziel liegt auf dem Globus immer genau gegenüber. Mit Start gegen die Erddrehung kommt das Ziel dem Fluggerät noch ein Stück entgegen.
Ja, das wurde zuvor schon erläutert.
Siehe "pro- und retrograd".
Also neue Frage:
Ist es bei Flügen PzP energetisch nicht günstiger nur soweit erforderlich den ballistischem Teil des Flugs außerhalb der Atmosphäre zu legen und auf einen Orbit zu verzichten?
Kurze Flüge mit wenig bzw. keinem ballistischen Anteil könnten vielleicht ganz innerhalb der Atmosphäre stattfinden?
Vorsicht, da lauert wieder die Verwechslung von "transatmosphärisch" und "orbital".
Orbital wird wohl kaum einer dieser Flüge gehen, warum auch.
Transatmospärisch aber sicher schon, sobald man mindestens ein paar 1000 km fliegen will (und drunter ist jedes Flugzeug einfacher und flexibler), schon allein um den Luftwiderstand zu minimieren.
Das kann dann aber auch eine sehr deutlich suborbitale Flugbahn sein, also eine flache Halbellipse. Wenn man gar nicht in den Bereich orbitaler Geschwindigkeiten muss, spart das nicht nur jede Menge Starttreibstoff, sondern macht den Wiedereintritt auch einfacher.
Nicht vergessen, wie dünn die Atmosphäre ist im Vergleich zur zurückgelegten Strecke. Flug 10, gerade nicht orbital, war um 200 km hoch, ist aber über 20.000 km weit geflogen.
Wie weit wären solche kurzen Flüge?
Ggf. auch ohne Booster?
Nein, das Ship allein kann das nicht. Aber weder Booster noch Ship müssten immer vollgetankt werden.
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@proton, du hast das um 11.47 genau richtig zusammengefasst.
Vielen Dank für's Lob. Ich hab versucht es anschaulich zu erklären. Mit Kepler'schen Bahelementen o.ä. herumdiskutieren macht es nur kompliziert.
Also neue Frage:
Ist es bei Flügen PzP energetisch nicht günstiger nur soweit erforderlich den ballistischem Teil des Flugs außerhalb der Atmosphäre zu legen und auf einen Orbit zu verzichten?
Kurze Flüge mit wenig bzw. keinem ballistischen Anteil könnten vielleicht ganz innerhalb der Atmosphäre stattfinden?
Vorsicht, da lauert wieder die Verwechslung von "transatmosphärisch" und "orbital".
Orbital wird wohl kaum einer dieser Flüge gehen, warum auch.
Transatmospärisch aber sicher schon, sobald man mindestens ein paar 1000 km fliegen will (und drunter ist jedes Flugzeug einfacher und flexibler), schon allein um den Luftwiderstand zu minimieren.
Das kann dann aber auch eine sehr deutlich suborbitale Flugbahn sein, also eine flache Halbellipse. Wenn man gar nicht in den Bereich orbitaler Geschwindigkeiten muss, spart das nicht nur jede Menge Starttreibstoff, sondern macht den Wiedereintritt auch einfacher.
Nicht vergessen, wie dünn die Atmosphäre ist im Vergleich zur zurückgelegten Strecke. Flug 10, gerade nicht orbital, war um 200 km hoch, ist aber über 20.000 km weit geflogen.
Wenn ein solcher Flug einmal um die Erde und wieder landen durchgeführt wird dann doch deshalb, um zu demonstrieren dass der atmosphärische Eintritt und Flug mit präziser Landung funktioniert. Dafür braucht man dann aber fast Orbitalgeschwindigkeit (es wird ja abgebremst), sonst ist es nicht repräsentativ.
PzP um den halben Globus herum geht energetisch am besten mit dem Antipodalbomber von Sänger.
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Mit Kepler'schen Bahelementen o.ä. herumdiskutieren macht es nur kompliziert.
Das habe ich an manchen Antworten gemerkt :)
Wenn ein solcher Flug einmal um die Erde und wieder landen durchgeführt wird dann doch deshalb, um zu demonstrieren dass der atmosphärische Eintritt und Flug mit präziser Landung funktioniert. Dafür braucht man dann aber fast Orbitalgeschwindigkeit (es wird ja abgebremst), sonst ist es nicht repräsentativ.
Ja klar.
Außerdem will SpaceX ja weiterhin testen, ob orbital klappt und vor allem der Wiedereintritt mit Orbitalgeschwindigkeit.
Nur fürs Fangen üben könnte ein Ship auch ohne Booster einen Hopser machen, so wie SN5.
Wundert mich zwar, dass das nicht versucht wird, das wäre doch eine gute Zwischenübung solange der Rest noch nicht fertig ist, und ganz ohne Mexiko-Überflug. Aber man hat wohl andere Pläne.
PzP um den halben Globus herum geht energetisch am besten mit dem Antipodalbomber von Sänger.
... nur würde den das US-Miliär nicht kaufen, im Gegenteil, Trump würde 90% Zoll drauf legen :)
Aber war der nicht Schienenstarter und nicht wiederverwendbar mangels Hitzeschild?
(Der Bomber, nicht Trump, der hat sich ja leider als wiederverwendbar rausgestellt)
Das mit dem PzP-Transport wurde lustigerweise schon (jahre-)lang hier diskutiert:
https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=15768.0
aber da ging es um Kosten, Sicherheit, Logistik, Klimafolgen, Anwendungen - und nie hat einer damals auch nur angezweifelt, dass das bahngeometrisch überhaupt geht... :)
Und damals ging es auch noch, im BFR-Überschwang, um Passagierflüge, nun eher um Massencargo fürs Militär.
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Für zwei beliebige Punkte auf dem Globus, ist die Bahnebene für mich noch schwerer vorstellbar als wenn Start und Landepunkt ident sind. ...
Ja, das war die Sache mit "jede zwei beliebiPunkte sind auf einer Kugel durch immer genau eine Bahnebene zu verbinden".
Ich kann es mir aber nicht vorstellen.
Wenn es so klar ist:
Startort London und Zielort Cape Canaveral. London: 51° 31′ N , 0° 7′ W; KSC: 28° 23′ N , 80° 36′ W, Von London aus geht schon mal nichts kleiner 51° 31′.
Das sind zwei beliebige Punkte.
In welche Orbitebene mit welcher Inklination müsste man starten?
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Von London aus geht schon mal nichts kleiner 51° 31′.
Was egal sein dürfte, weil man warscheinlich eh einen leicht retrograden polaren Orbit ansteuern wird müssen, so daß man nach fast einem gesamten Orbit auf das KSC stoßen wird, welches einem horizontal ein Stück entgegen gekommen ist.
Dafür muss ja höchstens weniger als der 1/2 Erdumfang umflogen werden.
Wie man an dem Beispiel sieht kann, meines Erachtens, trotzdem so ziemlich ein voller Orbit benötigt werden.
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Man möge mir den Vergleich verzeihen, aber ich glaube, es ist so am einfachsten zu erklären.
Von London nach Cape Canaveral würde ein Starship genau so fliegen, wie eine V2 von Peenemünde nach London.
Rein technologisch!
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Also hatte die Frage mit Flügen Punkt zu Punkt nur wenig zu tun.
Doch. Exakt dasselbe Problem.
Dies ist nur ein Spezialfall davon, wenn Start- und Zielpunkt identisch sein sollen.
Vielleicht ist mir was wichtiges entgangen. Ich hab’s so verstanden: In diesem Strang wird die Möglichkeit diskutiert verschiedene Fähigkeiten bei einem konkreten Flug zu demonstrieren ohne die Erde mehrfach zu umrunden.
(Orbithöhe und -geschwindigkeit + Wiedereintritt + Landung auf Startanlage)
Bei PzP in meiner Ergänzungsfrage ging es nur darum zwei beliebige Punkte auf dem Globus mit dem geringsten Energieaufwand (wenig Treibstoff=viel Nutzlast) zu verbinden.
Wenn dann Start und Ziel am gleichen Punkt stattfinden sollen muss die Erde nicht umrundet werden. (auch Spezialfall, macht natürlich für Cargo keinen Sinn)
Meine Frage zielte darauf ab, ab welcher Entfernung eine (oder mehr) Umrundung(en) energetisch günstiger ist(sind) als eine Landung nach weniger als 1/2 Umrundung.
Wie gesagt: Zusatzfrage
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Von London aus geht schon mal nichts kleiner 51° 31′.
Was egal sein dürfte, weil man warscheinlich eh einen leicht retrograden polaren Orbit ansteuern wird müssen, so daß man nach fast einem gesamten Orbit auf das KSC stoßen wird, welches einem horizontal ein Stück entgegen gekommen ist.
Viel einfacher.
Ein Direktflug fast wie ein Flugzeug, ja, eben "V2-mäßig".
Nämlich so 220 Grad SW von London 7000 km direkt nach Florida (das in dieser Zeit etwas entgegen kommt, also eher gleich nur ca 215 Grad). Das ist retrograd, aber weniger als eine viertel Umrundung. (Die 220 Grad sind auf der Windrose, keine Bahn-Inklination).
Prograd wären es 40 Grad NO, dann über Osteuropa, Naher Osten, Australien, Pazifik, Mexiko nach Florida. Polar geht das mE nach nicht mit weniger als einer Umrundung.
Vorstellen kann ich mir das gut, Bahn und Inklination berechnen und visualisieren müsste es jemand anders.
Wobei ich nicht abschätzen kann - @guldentaler - ob der Mitnahmeeffekt der Erdumdrehung bei ohnehin transatmosphärischen Flügen nicht so groß ist, dass es sich fast immer lohnt, prograd zu fliegen (oder halt gar nicht bei Kurzstrecken), denn die längere Flugstrecke geschieht ja dann "cruising" ohne Energiezufuhr, anders als bei Flugzeugen. Die Masse der Energie geht beim Start drauf, und der ist prograd deutlich "billiger". Danach ist es dann fast egal.
Übrigens, würde Starship so langsam fliegen wie ein Jet, aber dennoch transatmospärisch (ja, ich weiß, geht nicht), dann müsste es von London (völlig kontraintuitiv) nach SSO starten, denn nach 7-8 Flugstunden ist Cape Canaveral durch die Erddrehung schon weiter östlich als es London beim Start war. Gilt für das Flugzeug im Prinzip auch, aber das muss ja durch die sich mitdrehende Atmosphäre fliegen, was den Effekt nicht nutzbar macht.
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Ich habe jetzt noch mal an den Anfang dieses Themas zurück gescrollt, weil ich das Gefühl habe, dass die Ausgangsfrage verschieden aufgefasst würde und daraus eine z. T. merkwürdige Diskussion entstand. Leider ist in Post 1 schon alles voll im Gange...🙄
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Leider ist in Post 1 schon alles voll im Gange...🙄
Siehe Antwort 38
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Hallo,
ich war heute auf dem Open Day der ESA in Darmstadt. Ich habe mich ein bisschen durchgefragt und hatte letztlich einen Mitarbeiter der "Flight Dynamics" (das sind die, die sich um Bahnberechnungen kümmern) auffinden können.
Ich hab angefangen ihm das Thema, zu dem ich eine Frage habe zu schildern (eben das, worüber hier ausführlich diskutiert wurde). Seine erste Antwort war: "Wenn man nach dem Start im Orbit seitlich zur Flugbahn feuert, kann man die Inklination ändern und so den seitlichen Versatz durch die Erddrehung ausgleichen". Ich habe dann nachgefragt, wie es aussieht, wenn man den Treibstoff dafür nicht hat und ob es möglich sei, vom Start weg in eine Inklination zu starten, die nach einer Umrundung wieder direkt über den Startplatz führt. An der Stelle hat er dann gesagt, dass er leider keine Zeit mehr habe und er sich auch um andere Besucher und deren Fragen kümmern müsse.
Tja, letztlich also keine neuen Erkenntnisse. Schade, aber auch verständlich, dass er nicht genug Zeit hatte. Es waren wirklich viele Besucher da und alleine schon den Hintergrund meiner Frage zu erläutern, war halt (zumindest für mich) nicht in wenigen Sekunden möglich.
Kleines, aus meiner Sicht interessantes Erlebnis: Das Cyber Security Operations Center der ESA hatte abgeklebte Scheiben, so dass man nicht hineinschauen konnte. Ist, finde ich, auch sehr verständlich und wunderte mich nicht. War auch die Abteilung mit dem höchsten Sicherheitslevel, dass mir dort begegnet ist. Allerdings waren die Abklebungen etwas nachlässig angebracht, es gab einen minimalen Sichtschlitz am Rahmen der Scheibe. Ich habe mal versucht durchzuschauen und einige große Bildschirme gesehen... und auf dem größten Bildschirm an der Wand war irgendeine fette Fehlermeldung mit einem dicken roten X (die ich aber nicht weiter entziffern konnte) zu sehen... ich musste mal schmunzeln ;P
Gruß
Excalibur
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Nachtrag zu möglichen Startrichtungen:
SpaceX hat die FAA um Genehmigung neuer Flugbahnen für den Start und die Landung von Starship gebeten:
"...würde vorsehen, dass Starship von Südtexas aus in nordöstlicher Richtung startet und Nordflorida überquert."
https://arstechnica.com/space/2025/09/starship-will-soon-fly-over-towns-and-cities-but-will-dodge-the-biggest-ones/
Grafik dazu:
https://cdn.arstechnica.net/wp-content/uploads/2025/09/launchtraj.jpg
Wer es ganz genau wissen will, hier das PDF der FAA:
https://www.faa.gov/space/stakeholder_engagement/spacex_starship/20250919_Draft-Tiered-EA-for-Additional-Trajectories-and-Starship-RTLS_508.pdf
Zweite neue Startoption SW über Jamaica.
Zudem eine alternative Lande-Trajektorie nach Boca Chica parallel zur US-Mexiko-Grenze, über die Millionenstadt Chihuahua, bzw. nahe San Diego und Phoenix.
Geht wohl doch schneller als ich gedacht hätte, mit dem Überflug über dicht besiedelte Gebiete, insbesondere Florida!
Nix mit "No-Go!"
Aber die Flugrichtung passt nicht, man würde über Florida starten. Das ist ein NO-GO.
Erstens wird auch das irgendwann möglich sein, genauso wie im jedem Fall zwangsläufig Landung über Mexiko.