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SpaceX / Re: Human Landing System(HLS) - Starship
« Letzter Beitrag von Springpunkt am 11. September 2026, 17:13:22 »Bei der Toleranz gegenüber seitlicher Bewegung spielt jetzt interessanterweise die schwächere Mondgravitation wie von Carlo angesprochen eine Rolle. Die Rückstellkraft die ein Objekt aufrecht hält solange sich dessen Schwerpunkt über dessen Stützfläche befindet hängt nämlich von der Gravitation ab. Bei einfachem Stehen ist die Größe dieser Kraft egal, aber sie wirkt eben auch seitlichen Kräften entgegen die das Objekt "umstubsen" könnten (Kann man sich leicht visualisieren: Beim Umkippen bleibt eine Kante am Boden während der Rest sich vom Boden heben muss, dieser Anhebung wirkt die Gravitation entgegen).
Umso länger die Beine, desto höher muss der Rest des Landers angehoben werden bevor er umkippt. Da braucht es jetzt etwas mehr als Trigonometrie um auszurechnen welche seitliche Geschwindigkeit ein Lander verkraften kann, aber ein einfaches Model führe ich unten weiter aus. Außerdem müssen die Beine selbst stabil genug sein um nicht einfach einzuknicken und wenn man ein mögliches Rutschen mit einbezieht wird es noch komplizierter, dass habe ich jetzt nicht berücksichtigt.
Bei meinen obigen Szenarien komme ich mit meinem einfachen Model auf folgende maximale seitliche Geschwindigkeiten:
Nicht besonders viel Toleranz, aber nach (kurzer) Recherche* zumindest vergleichbar mit Apollo (Rechnerisch 4,0m/s, für Mission zugelassen 1,22m/s).
*Quelle (Ab Seite 3 letzter Absatz, leider alles in Fuß statt Meter): https://apollojournals.org/alsj/tnD6850LMLandingGearSubsytem.pdf
Mathematik:
Hub des Schwerpunkts beim Kippen berechnen:
Vereinfachte Annahme: Distanz Schwerpunkt S zu Beinspitze P bleibt während des Kippens konstant. Strecke SP ist Hypotenuse des Dreiecks, also SP = Wurzel(h^2+r^2). Ursprünglich war der Schwerpunkt in Höhe h, jetzt in Höhe SP, wurde also um L = SP - h angehoben.
Annahme Hubkraft E(Hub) muss gleich seitlicher kinetischer Energie E(Kin) sein:
E(Hub) = m*g(Mond)*L
E(Kin) = 1/2*m*v^2
E(Hub) = E(Kin) Gleichsetzen: 1/2*m*v^2 = m*g(Mond)*L
m auf beiden Seiten rauskürzen, Mal 2 um die 1/2 loszuwerden, dann Wurzel ziehen: v = Wurzel(2*g(Mond)*L)
Umso länger die Beine, desto höher muss der Rest des Landers angehoben werden bevor er umkippt. Da braucht es jetzt etwas mehr als Trigonometrie um auszurechnen welche seitliche Geschwindigkeit ein Lander verkraften kann, aber ein einfaches Model führe ich unten weiter aus. Außerdem müssen die Beine selbst stabil genug sein um nicht einfach einzuknicken und wenn man ein mögliches Rutschen mit einbezieht wird es noch komplizierter, dass habe ich jetzt nicht berücksichtigt.
Bei meinen obigen Szenarien komme ich mit meinem einfachen Model auf folgende maximale seitliche Geschwindigkeiten:
- Kurze Beine+Hoher Schwerpunkt: 2,35m/s
- Kurze Beine+Niedriger Schwerpunkt: 2,94m/s
- Lange Beine+Hoher Schwerpunkt: 3,53m/s
- Lange Beine+Niedriger Schwerpunkt: 4,56m/s
Nicht besonders viel Toleranz, aber nach (kurzer) Recherche* zumindest vergleichbar mit Apollo (Rechnerisch 4,0m/s, für Mission zugelassen 1,22m/s).
*Quelle (Ab Seite 3 letzter Absatz, leider alles in Fuß statt Meter): https://apollojournals.org/alsj/tnD6850LMLandingGearSubsytem.pdf
Mathematik:
Hub des Schwerpunkts beim Kippen berechnen:
Vereinfachte Annahme: Distanz Schwerpunkt S zu Beinspitze P bleibt während des Kippens konstant. Strecke SP ist Hypotenuse des Dreiecks, also SP = Wurzel(h^2+r^2). Ursprünglich war der Schwerpunkt in Höhe h, jetzt in Höhe SP, wurde also um L = SP - h angehoben.
Annahme Hubkraft E(Hub) muss gleich seitlicher kinetischer Energie E(Kin) sein:
E(Hub) = m*g(Mond)*L
E(Kin) = 1/2*m*v^2
E(Hub) = E(Kin) Gleichsetzen: 1/2*m*v^2 = m*g(Mond)*L
m auf beiden Seiten rauskürzen, Mal 2 um die 1/2 loszuwerden, dann Wurzel ziehen: v = Wurzel(2*g(Mond)*L)
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