Fluchtgeschwindigket und der Flug zum Mond

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Mr._Beach

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Fluchtgeschwindigket und der Flug zum Mond
« am: 04. August 2008, 10:29:24 »
Hallo Leute, ich bin neu hier und möchte vorerst noch sagen, dass euer Form echt der Hammer ist! :) Nun zu meiner Frage.
Bei den Apollomissionen, wo sie zum Mond flogen - also Apollo 8 und 10-17 - mussten die Saturn V - Rakete ja auf die Fluchtgeschwindigkeit der Erde (11,2km/s) beschleunigt werden, was ca. 40.000 km/h entspricht. Der Mond ist im Durchschnitt 385.000 km von der Erde entfernt. Blos, wenn die Astronauten jetzt mit 40.000 km/h richtung Mond fliegen, dann müssten die ja in nicht einmal 10std. in der Umlaufbahn des Monds sein, oder??
Vielen Dank im Vorraus
MFG
Mr. Beach

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Offline Olli

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Re: Fluchtgeschwindigket und der Flug zum Mond
« Antwort #1 am: 04. August 2008, 11:38:06 »
Hallo Max,

herzlich willkommen im Forum! :)

Ddu vergisst bei der Überlegung, dass das Raumfahrzeug nach der Beschleunigung auf die Fluchtgeschwindigkeit (~11,2 km/s) sich im freien, d.h. antrieblosen Flug befindet und damit den Gravitationskräften der Erde wieder ausgesetzt ist.
Das Raumfahrzeug wird also auf dem Weg zum Mond kontinuierlich abgebremst, bis den in den gravitativen Einflussbereich des Mondes gelangt. Ab dort wird ohne eigenes hinzutun beschleunigt.

Deshalb reicht die Fluchtgeschwindigkeit vonm 11,2 km/s auch nicht ganz aus, da wenigstens die Distanz überwunden werden muss, bis die  Gravitation des Mondes überwiegt. Wie hoch diese Geschwindigkeit und die Distanz sind, weiß ich allerdings nicht...

Vllt weiß das anderes von euch?

Viele Grüße,
Olli
Einmal mitfliegen - was gäb' es Schöneres? Nichts!

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Offline James

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Re: Fluchtgeschwindigket und der Flug zum Mond
« Antwort #2 am: 04. August 2008, 13:57:40 »
Hi

Doch, die 11,2 km/s reichen prinzipiell schon aus um den Mond zu erreichen. Die Fluchtgeschwindigkeit (der Erde) ist ja ausreichend um den "Potentialtopf" der Erde zu verlassen (der ist ja eigentlich unendlich, und dort hätte man dann die Gechwindigkeit 0). Der findet durch das Vorhandensein des Mondes ein "früheres" Ende (am Librationspunkt erreicht die Steigung des Potentialtopfes freundlicherweise einen Nullstelle). Damit ist es also so, das man mit etwas weniger als den 11,2km/s auskommt, weil man nicht den "ganzen" Potentialtopf emporklettern, sondern "nur" den Librationspunkt mit ein wenig Speed packen muß.

m.f.G., James
« Letzte Änderung: 04. August 2008, 14:24:06 von James »

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Offline roger50

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Re: Fluchtgeschwindigket und der Flug zum Mond
« Antwort #3 am: 04. August 2008, 19:37:57 »
Hallo Max,

herzlich willkommen im Forum  [smiley=thumbsup.gif]

Ich möchte den Beitrag von James noch etwas ergänzen:

Je stärker eine Rakete ihre Nutzlast beschleunigen muß, umso weniger davon kann sie mitnehmen. Und da man natürlich immer möglichst viel Nutzlast transportieren will, muß man sich eine Flugbahn aussuchen, die mit einer möglichst geringen Endgeschwindigkeit auskommt.

Das war bei Apollo auch so. Und um zum Mond zu kommen, muß man noch nicht einmal die berühmte Fluchtgeschwindigkeit von 11,2 km/sec erreichen (das ist dann eine Hyperbel), denn man bleibt ja im Erdanziehungsfeld, bis man - wie James ja schon geschrieben hat - den Bereich in der Nähe des Mondes erreicht, wo dessen Schwerkraft das Raumfahrzeug anzieht.

Deshalb schießt man Mondsonden (auch Apollo) meistens in eine Ellipse um die Erde ein, deren erdfernster Punkt bei etwa 380.000 km liegt, also in Mondentfernung. Dafür reicht dann eine Endgeschwindigkeit von 10,9-11,0 km/sec.

Auf einer Ellipse wird die Geschwindigkeit aber immer geringer, je weiter man sich vom Brennpunkt (in dem sich die Erde befindet) entfernt. Am erdfernsten Punkt (dem sog. Apogäum) ist dann die Geschwindigkeit sogar Null! Daraus folgt auch, daß der Flug zum Mond damals mehr als 3 Tage dauerte.

Man muß natürlich darauf achten, daß der Mond dann auch da ist, wenn man in der Nähe des Apogäums ankommt. Also zum richtigen Zeitpunkt starten, denn sonst fliegt man immer weiter auf der Ellipse um die Erde herum und kann dem Mond bloß hinterhergucken.  ;D

Das ist den Anfangsjahren auch mehrfach mit unbemannten Raumsonden passiert, weil man entweder zu schnell oder zu langsam war....

Gruß
roger50

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Offline Schillrich

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Re: Fluchtgeschwindigket und der Flug zum Mond
« Antwort #4 am: 04. August 2008, 19:46:40 »
Zitat
Am erdfernsten Punkt (dem sog. Apogäum) ist dann die Geschwindigkeit sogar Null!

Hallo Roger,

0? Auf einer Ellipse trifft das auf die radiale Komponente zu, dort aber sowohl im Apo- als auch im Perizentrum, und beim Kreis überall. Die Bahngeschwindigkeit wird doch aber nie 0.
Oder reden wir aneinander vorbei?
\\   //    Grüße
 \\ ///    Daniel

"We are following you ... but not on twitter." (Futurama)

H.J.Kemm

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Re: Fluchtgeschwindigket und der Flug zum Mond
« Antwort #5 am: 04. August 2008, 19:48:35 »
Moin,

zur Ergänzung von Roger´s Beitrag:

Bei *Apollo 8*, dem ersten bemannten Mondflug, betrug die Flucht- / Entweichgeschwindigkeit in die Flugbahn zum Mond 10,99 km/s (39.564 km/h), da der Mond sich in Erdnähe von 384.000 km befand, somit betrug die Flugzeit 66 Std und 10 Min.

Jerry

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Offline roger50

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Re: Fluchtgeschwindigket und der Flug zum Mond
« Antwort #6 am: 04. August 2008, 23:26:27 »
N'abend,

@ Daniel:

Hast Recht, habe mich in diesem Punkt "mißverständlich  ::)" ausgedrückt:

Die Absolutgeschwindigkeit im Apogäum beträgt ca. 1 km/sec. Was Null ist, ist der Entfernungszuwachs relativ zur Erde.

Gruß
roger50

Mr._Beach

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Re: Fluchtgeschwindigket und der Flug zum Mond
« Antwort #7 am: 05. August 2008, 22:35:51 »
Wow!  :o Ihr seid ja echt voll informiert. Habt vielen Dank, auch dass das alles so verdammt schnell ging. Ich bin beeindruckt!!
Daaaaaaaaaanke!!!!!!
MFG
Max