fluchtgeschwindigkeit

schönen guten tag!

bin bloß interessierter laie, deshalb bitte ich gleich schon mal zu anfang um verständnis, sollte mein problem zu leicht zu lösen sein. habeaber über die suchfunktion nichts gefunden zum thema, also wag ich's mal:

habe heute einen bericht gesehen zum space shuttle start. dort wurde gesagt, dass das space shuttle eine fluchtgeschwindigkeit von 12.000 km/h benötigt, um der erdanziehungskraft zu entkommen.

nun konnte ich mir nicht ganz klar machen, warum es diese geschwindigkeit benötigt weil a) in anderen quellen eine benötigte fluchtgeschwindigkeit für die erde von rund 40.000 km/h angegeben wird und b) ich überhaupt ein problem mit dem begriff habe, da doch eigentlich auch eine geschwindigkeit von 12 oder 40 km/h reichen würde, hauptsache sie wird die ganze zeit über aufrecht erhalten.

dann hab' ich mal bei wikipedia nachgeschaut und gelesen, dass fluchtgeschwindigkeit genau definiert wird als geschwindigkeit, die ein unbeschleunigtes (!) objekt benötigt, um (...) "unbeschleunigt" war dabei das stichwort, das ich brauchte. das macht sinn. das space shuttle wird aber lange beschleunigt. ist es nun so, dass das space shuttle bis auf eine bestimmte höhe beschleunigt und dort nach abschalten der triebwerke eben noch eine restgeschwindigkeit von 12.000 km/h benötigt um dann unbeschleunigt bis zum orbit zu kommen?

danke sehr!

Die Fluchtgeschwindigkeit ist ein Geschwindigkeitsdifferenz (delta v) und es ist im Idealzustand egal in welchen Zeitraum man sie erreicht. Die Saturn V braucht bis zum Mond eine Delta v von 11.2 km/s (40320 km/h) sie teilt diesen Schub in zwei Schritte auf. Der Erste in den LEO mit 7,9km/s und den Zweiten zum Mond mit 2.3km/s.
Das Space Shuttle braucht aber im idealen Fall ein delta v von 7,9km/s (28440km/h) um eine Umlaufbahn zu erreichen, in Wirklichkeit zirka 9,1 wegen der zu überwindeten Anziehungskraft und dem Luftwiederstand.
Wenn man mit konstanter Geschwindigkeit von 40km/h flieg baut man auch ein delta v auf weil man gegen die Anziehungskraft des Planeten der den Körper in eine Umlaufbahn zwingt ankämpfen mus.

Hallo orlowpbusch:
Vorweg: das mit den 12.000 km/h, von denen da berichtet wurde, ist falsch. Journalisten machen oft geradezu skurile Fehler, wenn sie über Raumfahrt berichten. Ich hab auch mal was von geostationären Satelliten in 36.000 m (statt km) gehört...

Ich versuche das mal gerade zu ziehen:
Damit ein Satellit die Erde umkreisen kann, muß er je nach Höhe eine Endgeschwidigkeit von 7,9-8 km/sec errreichen (relativ zur Erdoberfläche), das sind 28.500-29.000 km/h.
Um den Mond zu erreichen, beträgt dieser Wert (Endgeschwindigkeit) 10,8 km/sec. Und die sog. "Fluchtgeschwindigkeit" beträgt 11, 2 km/sec. Wenn Du einen Körper auf diese Endgeschwindigkeit bringst (oder auf eine höhere), verläßt er den Anziehungsbereich der Erde für immer und wird zu einem Trabanten der Sonne.

Was halbtoter mit delta v meint, ist folgendes:
da eine Rakete u.a. den Luftwiderstand überwinden muß, muß ihr der Antrieb MEHR Geschwindigkeitszuwachs geben, als es die Endgeschwindigkeit erfordert.  Ganz einfach, weil der Luftwiderstand einiges an Leistung auffrisst. Andere Faktoren spielen auch noch mit, aber entscheidend sind immer die tatsächlich erreichten (und oben genannten) Endgeschwindigkeiten.

hallo und erst mal vielen dank für die antworten.

hab jetzt auch noch mal drüber geschlafen und ich denke ich komme langsam dahinter. bei den 12.000 km/h von fluchtgeschwindigkeit zu reden, ist einfach vollkommen falsch, hier geht es wohl um die orbitalgeschwindigkeit, die erreicht werden soll. da das space shuttle ja kein unbeschleunigtes objekt ist, kann der term "fluchtgeschwindigkeit" einfach nicht benutzt werden.

obwohl, eigentlich macht der term "fluchtgeschwindigkeit" (ganz abgehsehen vom space shuttle) doch überhaupt keinen sinn, da zumindest theoretisch g zwar mit r-quadrat abnimmt, aber die reichweite unendlich bleibt? also müsste (zumindest theoretisch) doch keine fluchtgeschwindigkeit wirklich ausreichend sein, da g permanent an ihr rumknabbert bis zum bitteren ende... aber das ist ein anderes problem denke ich

also danke für die antworten!

p.s. @ roger50: geostationäre satelliten in 36.000 m höhe wären aber eine praktische sache

Moin,

das ist zwar nicht mein Gebiet, aber hier wollte ich auch was sagen:

aus Vorbeitrag: geostationäre satelliten in 36.000 m höhe wären aber eine praktische sache

Geostationäre bedeutet doch geosynchron mit einem fixierten Punkt auf der Erdoberfläche. Aber nur dann, wenn der Satellit sich exakt in einer Höhe von 35.800 km oberhalb des Erdäquators befindet. Somit umrundet (bzw. steht fest an einem Punkt) sder Satellit die Erde in 24 Stunden.

Wenn der Satellit jetzt nur in 36.000 m ( 36 km ! ) steht, dann ist das nicht *geostationär*.

Oder was hattest Du mit Deiner Aussage gemeint.?


Jerry

Yo Jerry,

die Aussage von orlowpbusch bezog sich auf diese Aussage von roger50 und war wohl nicht ganz ernst gemeint:

Journalisten machen oft geradezu skurile Fehler, wenn sie über Raumfahrt berichten. Ich hab auch mal was von geostationären Satelliten in 36.000 m (statt km) gehört...

Moin an alle, schönen Sonntag.
Sag mal Jerry, schläfst Du eigentlich nie? Du postest ja rund um die Uhr....

Aber zurück zum Thema:

.... zumindest theoretisch g zwar mit r-quadrat abnimmt, aber die reichweite unendlich bleibt? also müsste (zumindest theoretisch) doch keine fluchtgeschwindigkeit wirklich ausreichend sein, da g permanent an ihr rumknabbert bis zum bitteren ende...

Im Prinzip ist das sogar richtig - wären da keine anderen Himmelskörper, die mit ihren, auch bis ins unendliche reichende Schwerefelder, sich gegenseitig beeinflussen. Und die Sonne hat nun mal das stärkste Schwerefeld. Deshalb hat auch jeder Himmelskörper eine andere Fluchtgeschwindigkeit. Bei der Erde sind es eben 11,2 km/sec, bei unserem Mond nur etwa 1,5 km/sec. Wenn Du einen Flugkörper (relativ zur Erde) über 11,2 km/sec beschleunigst, kann ihn die Erde quasi nicht mehr festhalten und das Schwerefeld der Sonne überwiegt, sodaß sich der Flugkörper dann um die Sonne zu bewegen beginnt und nicht mehr zur Erde zurückfällt.

geostationäre satelliten in 36.000 m höhe wären aber eine praktische sache

Und ob, besonders als Relais-Plattform für Kommunikation. Allerdings, ein "Satellit" wäre das dann nicht, ev. vielleicht eine angeleinte Plattform an einem Ballon.

Jerry hat das mit den "geostationären Satelliten" völlig korrekt beschrieben.

Moin Roger,

Sag mal Jerry, schläfst Du eigentlich nie? Du postest ja rund um die Uhr....

Ich melde mich bei Dir über PN, schau mal rein.


Jerry

obwohl, eigentlich macht der term "fluchtgeschwindigkeit" (ganz abgehsehen vom space shuttle) doch überhaupt keinen sinn, da zumindest theoretisch g zwar mit r-quadrat abnimmt, aber die reichweite unendlich bleibt? also müsste (zumindest theoretisch) doch keine fluchtgeschwindigkeit wirklich ausreichend sein, da g permanent an ihr rumknabbert bis zum bitteren ende... aber das ist ein anderes problem denke ich

Doch genauso ist es. Selbst wenn es im Universum nur die Erde geben würde. Zwar wird das Raumschiff immer abgebremst, aber es wird nie(!) wieder auf den Planeten zurückfallen, weil es immer schwächer abgebremst wird und die Geschwindigkeit einen bestimmten Grenzwert nicht unterschreitet.

Schau mal hier:
http://de.wikipedia.org/wiki/Fluchtgeschwindigkeit

Moin Tobias,

Doch genauso ist es. Selbst wenn es im Universum nur die Erde geben würde. Zwar wird das Raumschiff immer abgebremst, aber es wird nie(!) wieder auf den Planeten zurückfallen, weil es immer schwächer abgebremst wird und die Geschwindigkeit einen bestimmten Grenzwert nicht unterschreitet.

Dazu habe ich aber folgendes gelesen:


In den erdnahen Umlaufbahnen führt die Reibung mit einzelnen Luftmolekülen dazu, daß sie über die Jahre hinweg immer langsamer werden, bis die Fliehkraft ihrer Bahnbewegung der Erdanziehung nicht mehr standhalten kann und sie auf die Erde fallen.

Jerry

Hallo Jerry,

das gilt aber nur bei erdnahen Umlaufbahnen. So wie ich das verstanden habe, geht es um die Fluchtgeschwindigkeit, also die Flucht von der Erde (2. kosmische Geschwindigkeit). So z.B. bei den Voyager-Sonden, die nie wieder zur Erde zurückkehren werden.

mfg

Tobias

Ich muss ganz ehrlich gestehen, dass ich noch immer nicht ganz kapiert habe, warum es nicht möglich ist, sich mit einer konstanten Geschwindigkeit von z.B 1000 km/h von der Erde zu entfernen, bzw. der Erdumlaufbahn zu entfliehen.

Sprich wenn ich mich mit dieser 1000 km/h entferne, dann entferne ich mich mit dieser Geschwindigkeit - wie kann die Erdanziehungskraft das verhindern??? Sie erhöht den benötigten Kraftaufwand für die 1000 km/h, dass ist klar, aber wenn ich die Geschwindigkeit halten kann...wie soll sie mich dann aufhalten?

Hi liftwartbertl,

Weil die Anziehungskraft wie eine Superbremse wirkt. Wenn Du mit einem Auto konstant 100 km/h fahren willst, deine Handbremse aber angezogen ist, dann mußt du ständig Gas geben (also beschleunigen), damit du überhaupt 100 km/h erreichst. Laß das Gaspedal los - sofort bremst der Wagen ab und wird langsamer.

Genau so verhält es sich mit der Erdanziehungskraft. Wirf einen Stein senkrecht nach oben, dann hat er anfangs eine Geschwindigkeit von vielleicht 100 km/h. Aber je höher er steigt, umso langsamer wird er, dank der Erdanziehungskraft. Irgendwann hat er dann eine Geschwindigkeit von 0 km/h - und dann fällt er wieder runter. Bitte zur Seite treten!

Wenn du dich also mit konstant 1000km/h von der Erde entfernen willst, dann mußt du ständig beschleunigen - weil die Erdanziehung dich auch ständig abbremst. Wenn Du aber anfangs auf 11,2 km/sec, also auf 40.300 km/h beschleunigst, bremst die Erde, deren Anziehungskraft ja mit der Entfernung geringer wird, nicht mehr genügend ab und du kannst dich endgültig von ihr entfernen.

Ich hoffe, ich habe das verständlich genug ausgedrückt. Sonst frage nach.

Ich muss ganz ehrlich gestehen, dass ich noch immer nicht ganz kapiert habe, warum es nicht möglich ist, sich mit einer konstanten Geschwindigkeit von z.B 1000 km/h von der Erde zu entfernen, bzw. der Erdumlaufbahn zu entfliehen.

Sprich wenn ich mich mit dieser 1000 km/h entferne, dann entferne ich mich mit dieser Geschwindigkeit - wie kann die Erdanziehungskraft das verhindern??? Sie erhöht den benötigten Kraftaufwand für die 1000 km/h, dass ist klar, aber wenn ich die Geschwindigkeit halten kann...wie soll sie mich dann aufhalten?

Also wenn du ständig mit 1000km/h fliegst, also z.B. durch ein Triebwerk ständig beschleunigst, dann kannst du auch der Erde entkommen.

So ich habs gerade mal ausgerechnet. Du musst ca. 10 Millionen km von der Erde weg seien, damit die Fluchtgeschwindigkeit aus dem Gravitationsfeld der Erde unter 1000km/h sinkt. Dass heißt, du fliegst konstant 1000km/h bis du so weit weg bist, dann kannst du dich treiben lassen.

Ok danke. Jetzt ists mir klar. Es geht als nur um Körper, die keinen Antrieb mehr haben.

Wenn eine Saturn V Rakete auf 40.000 km/h beschleunigt wird, hat das eher Energiesparmotiv, weil es genügt, die Rakete 1 Mal auf dieses Tempo zu beschleunigen und sie dann treiben zu lassen. Wenn ich die 40.000km/h nicht erreiche müsste ich ja ständig voll Stoff geben, um nicht zurückzufallen, was Unmengen an zusätzlichem Sprit kosten würde. Stimmt das so?

@liftwartbertl:
Ja, stimmt so.

Ich darf noch mal auf den wikipedia-Beitrag zur Fluchtgeschwindigkeit verweisen:
http://de.wikipedia.org/wiki/Fluchtgeschwindigkeit