EchoStar 23 auf Falcon 9v1.2

Kommentar von Musk: https://twitter.com/elonmusk/status/726559284306173952
Unsere Diskusion dazu: https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=3424.msg361517#msg361517

Ging darum, das sie die Reserven reduzierten. Wenn sie per Schwimmer im Tank testen wäre dies recht unnötig. Abgesehen davon, ist das mit Schwimmer etwas schwierig, wenn die Rakete beim Flug durchgerüttelt wird.

Dies ist, was also als Referenz/Beleg sehe.

Grüße aus dem Schnee

Danke. Wenn ich richtig verstehe ist von SpaceX klar daß sie mit zunehmenden Flugdaten die statistischen Unsicherheiten, ausgedrückt in 3 sigma, verringern. Das ist der übbliche Weg, macht z.B. Ariane auch.
Die Frage bleibt woher die Daten kommen, ob also die Triebwerke im Flug je nach erreichter Flugbahn und verbrauchtem Treibstoff geregelt werden, oder nur ein vorgegebenes Programm gesteuert wird. Dazu gibt es wohl keine Aussagen von SpaceX, (ich kenne keine)

Kleiner Beitrag zu der Diskussion, auf die verwiesen wurde:
Die Daten sind üblicherweise nicht die absoluten Daten für Schub, Treibstoffverbrauch oder ähnliches, sondern die Differenzen zwischen Vorhersagen und tatsächlicher Messungen (bzw. Auswertungen aus Messdaten). Damit kann man generellere Aussagen treffen, obwohl für jede Mission unterschiedliche Flugbahnen geflogen werden. Mit dem Vergleich zur analytischen Vorhersage wird dies quasi normiert. Mit steigender Flugerfahrung wird die Vorhersage immer genauer, bzw. man kennt die systematische Abweichung und die Strreuung um sie herum immer besser. Dann ist natürlich klar daß an die Treibstoffreserven verringern kann, ohne damit die Zuverlässigkeit (= Wahrscheinlichkjeit daß sie auch im ungündtigsten Fall ausreichen) zu verringern. Das geht egal ob man regelt oder steuert.

Brennkammerkühlung:  Ist höchstwahrscheinlich nicht mit Sauerstoff sondern mit Kerosin und zusätzlich mit Filmkühlung (dafür eignet sich das Einspritzsystem besonders gut). Wenn doch Kühlkanäle aufreißen würde es mit Sauerstoff sofort zum Totalversagen führen, mit Kerosin nicht.

Seit SES-9 gibt es die Option die F9 Oberstufe bis zum Maximum leerzubrennen, hier ein Artikel dazu:
http://spaceflight101.com/falcon-9-ses-9/ses-9-launch-success/

The engine firing was set up to essentially burn the second stage to depletion, shutting the engine down when reaching a minimum propellant residuals level instead of relying on a guided shutdown based on more conservative simulations. This mission modification was agreed upon by SpaceX and SES to keep the original in-service schedule for SES-9, despite the multi-week slip of the launch.

Tobi hat gewonnen.

Wow, ok, scheint der von mir genannte ablauf doch älter zu sein, bzw. nicht zwangsweise.
Das leerbrennen scheint also wörtlich gemeint zu sein. Wow

Grüße aus dem Schnee.

EchoStar23 ist noch immer nicht ganz da, so wie es aus sieht. Er pendelt noch ein wenig. Aber nicht viel, 0,08°, das stellt für den Betrieb kein Problem dar.

Echostar
========
Zeit: 16.03.2017 11:49 UTC - Perigäum: 182,1 km - Apogäum: 35906,8 km - Inklination: 22,4° - Umlaufzeit: 10:32:47
Zeit: 17.03.2017 23:52 UTC - Perigäum: 180,7 km - Apogäum: 35902,9 km - Inklination: 22,4° - Umlaufzeit: 10:32:41
Zeit: 18.03.2017 23:47 UTC - Perigäum: 3931,4 km - Apogäum: 35891,8 km - Inklination: 13,7° - Umlaufzeit: 11:46:45
Zeit: 19.03.2017 14:14 UTC - Perigäum: 10296,4 km - Apogäum: 35891,7 km - Inklination: 7,3° - Umlaufzeit: 13:58:55
Zeit: 20.03.2017 23:00 UTC - Perigäum: 21822,0 km - Apogäum: 35881,9 km - Inklination: 2,5° - Umlaufzeit: 18:16:28
Zeit: 21.03.2017 21:16 UTC - Perigäum: 21821,6 km - Apogäum: 35881,10 km - Inklination: 2,5° - Umlaufzeit: 18:16:28
Zeit: 23.03.2017 14:39 UTC - Perigäum: 35532,7 km - Apogäum: 35799,2 km - Inklination: 0,2° - Umlaufzeit: 23:49:34
Zeit: 27.03.2017 16:07 UTC - Perigäum: 35772,0 km - Apogäum: 35839,2 km - Inklination: 0,1° - Umlaufzeit: 23:56:42
Zeit: 28.03.2017 16:03 UTC - Perigäum: 35741,8 km - Apogäum: 35845,4 km - Inklination: 0,09° - Umlaufzeit: 23:56:5
Zeit: 29.03.2017 14:23 UTC - Perigäum: 35768,5 km - Apogäum: 35884,7 km - Inklination: 0,09° - Umlaufzeit: 23:57:47
Zeit: 02.04.2017 04:48 UTC - Perigäum: 35785,7 km - Apogäum: 35801,9 km - Inklination: 0,08° - Umlaufzeit: 23:56:6
Zeit: 04.04.2017 08:29 UTC - Perigäum: 35776,6 km - Apogäum: 35810,4 km - Inklination: 0,08° - Umlaufzeit: 23:56:5


Dafür sinkt die Falcon langsam aber kontinuierlich. Die Umlaufzeit hat sich bereits um 0,22% reduziert. Zu beachten ist, daß die Umlaufzeit nicht bis 0% gehen kann. Aber ich weiß nicht, bei welcher Umlaufzeit eine Rakete verglüht.

Falcon 9
========
Zeit: 16.03.2017 08:09 UTC - Perigäum: 186,4 km - Apogäum: 35854,2 km - Inklination: 22,4° - Umlaufzeit: 10:31:51
Zeit: 16.03.2017 22:18 UTC - Perigäum: 183,0 km - Apogäum: 35849,6 km - Inklination: 22,4° - Umlaufzeit: 10:31:42
Zeit: 18.03.2017 05:46 UTC - Perigäum: 183,4 km - Apogäum: 35845,7 km - Inklination: 22,4° - Umlaufzeit: 10:31:37
Zeit: 19.03.2017 02:45 UTC - Perigäum: 184,1 km - Apogäum: 35842,2 km - Inklination: 22,4° - Umlaufzeit: 10:31:34
Zeit: 23.03.2017 01:07 UTC - Perigäum: 186,8 km - Apogäum: 35825,6 km - Inklination: 22,5° - Umlaufzeit: 10:31:18
Zeit: 24.03.2017 08:34 UTC - Perigäum: 186,9 km - Apogäum: 35820,9 km - Inklination: 22,5° - Umlaufzeit: 10:31:13
Zeit: 26.03.2017 02:29 UTC - Perigäum: 188,0 km - Apogäum: 35812,8 km - Inklination: 22,5° - Umlaufzeit: 10:31:4
Zeit: 26.03.2017 23:27 UTC - Perigäum: 182,4 km - Apogäum: 35815,1 km - Inklination: 22,5° - Umlaufzeit: 10:31:1
Zeit: 29.03.2017 03:51 UTC - Perigäum: 184,8 km - Apogäum: 35808,5 km - Inklination: 22,5° - Umlaufzeit: 10:30:56
Zeit: 30.03.2017 21:46 UTC - Perigäum: 186,4 km - Apogäum: 35802,2 km - Inklination: 22,5° - Umlaufzeit: 10:30:50
Zeit: 02.04.2017 02:09 UTC - Perigäum: 186,7 km - Apogäum: 35792,7 km - Inklination: 22,5° - Umlaufzeit: 10:30:40
Zeit: 03.04.2017 09:34 UTC - Perigäum: 186,2 km - Apogäum: 35786,2 km - Inklination: 22,5° - Umlaufzeit: 10:30:31
Zeit: 04.04.2017 16:59 UTC - Perigäum: 186,5 km - Apogäum: 35780,10 km - Inklination: 22,5° - Umlaufzeit: 10:30:26


Wenn man die Position von Echostar auf den Boden projiziert, entsteht folgende Flugkurve.



Die Zahlen sind Koordinaten. Umgerechnet hat der Kreis 10,44 Kilometern. Aber das ist der auf den Erdboden projizierte Kreis. Wenn man das per Dreisatz hochrechnet, müsste der Satellit um 58,63 Kilometern "Kreisen". Was dann wiederum einem Winkel von 0,09° entspricht, also der Inklination. Der Kreis ist optisch nicht geschlossen, da ich zur späten Stunde die Formeln zur Berechnung nicht mehr gefunden habe

Echostar hält seine Position mit 0,07° Inklination jetzt seit längerem Stabil. Folgend die Zahlen aus dem aktuellen Monat, man sieht, es verändert sich kaum noch etwas.

Echostar
========
Zeit: 02.04.2017 04:48 UTC - Perigäum: 35785,7 km - Apogäum: 35801,9 km - Inklination: 0,08° - Umlaufzeit: 23:56:6
Zeit: 04.04.2017 08:29 UTC - Perigäum: 35776,6 km - Apogäum: 35810,4 km - Inklination: 0,08° - Umlaufzeit: 23:56:5
Zeit: 04.04.2017 14:07 UTC - Perigäum: 35784,9 km - Apogäum: 35802,5 km - Inklination: 0,08° - Umlaufzeit: 23:56:6
Zeit: 05.04.2017 14:03 UTC - Perigäum: 35785,0 km - Apogäum: 35802,6 km - Inklination: 0,07° - Umlaufzeit: 23:56:6
Zeit: 06.04.2017 13:59 UTC - Perigäum: 35787,0 km - Apogäum: 35800,5 km - Inklination: 0,07° - Umlaufzeit: 23:56:6
Zeit: 07.04.2017 13:55 UTC - Perigäum: 35787,0 km - Apogäum: 35800,6 km - Inklination: 0,07° - Umlaufzeit: 23:56:6
Zeit: 08.04.2017 13:51 UTC - Perigäum: 35787,1 km - Apogäum: 35800,6 km - Inklination: 0,07° - Umlaufzeit: 23:56:6
Zeit: 09.04.2017 13:47 UTC - Perigäum: 35787,2 km - Apogäum: 35800,7 km - Inklination: 0,07° - Umlaufzeit: 23:56:6


Die Falcon sinkt langsam aber beständig, folgend mal nur ein kleiner Ausschnitt. Das Perigäum schwankt um 185  +/- 5 km, das Apogäum und die Umlaufzeit sinken.

Falcon 9
========
Zeit: 16.03.2017 22:18 UTC - Perigäum: 183,0 km - Apogäum: 35849,6 km - Inklination: 22,4° - Umlaufzeit: 10:31:42
Zeit: 07.04.2017 07:49 UTC - Perigäum: 188,5 km - Apogäum: 35769,8 km - Inklination: 22,5° - Umlaufzeit: 10:30:15


@Hugo: Für mich sieht das alles immer noch nach Messtoleranzen aus. Nehme ich mal spaßeshalber 1% Toleranz an (reine Vermutung von mir, aber Messgeräte mit einer Fehlerabweichung von 1% sind schon sehr gut) , dann kann sich das Apogäum noch deutlich mehr ändern, ohne das es sich die Umlaufbahn wirklich ändert. Sprich das Ding kommt nicht wirklich runter. Außer jemand weiß, wie genau die Daten wirklich sind.

für die Umlaufzeit ist die 1% sicher falsch, Zeiten kann man sehr genau messen, am leichtesten wird man dass im Perigäum machen, da hat das Ding über 10km/s drauf, da ändert sich der Winkel vom Boden aus sehr schnell.

War ne Annahme, hast du genaue Angaben für die Messtoleranz? Selbst bei Zeiten kann man sich fröhlich vertun, wenn man Todzeiten etc. nicht beachtet. Und die Änderungen im Perigäum und Apogäum sind wirklich minimal....

Nein das nicht, nur wenn sich das Ding durch das Perigäum bewegt und ca. 185km hoch ist, sind schon 20s ca. 90° Winkeländerung am Himmel.
Die Lage der Bahn ist sicher auch gut erfassbar, ich denke nur das Apogäum ist relativ ungenau.
Wie gesagt, Zeiten kann man sehr genau erfassen.

@D.H.: Das ist keine Messungenauigkeit.

Kopiere dir einfach die Apogäumswerte einmal in Excel und lass es dir darstellen. Im Ergebnis wird schon eine ganz gut passende Gerade draus. Und bei 15+  Messwerten ist das kein Zufall mehr

Warum sollten die Messungenauigkeiten denn überhaupt so hoch sein? Die Umlaufzeit der F9 hat sich um 35s verändert. Das ist (messtechnisch) enorm. Da bin ich voll bei Klakow.

Aber auch die Toleranzen von Apogäum und Perigäum sind sicherlich maximal im Meterbereich (wenn überhaupt). Die Objekte werden mit Radar erfasst. Das ist bekanntlich eine elektromagnetische Welle die sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegt. Die Zeit, die die reflektierten Radarstrahlen benötigen um wieder zur Erde zurückzukehren kann in Picosekunden gemessen werden. Über Millisekunden oder gar Sekunden brauchen wir gar nicht zu sprechen. Das Problem bei Radar ist, dass die erfassten Objekte eine gewisse Größe haben müssen damit genügend Strahlung reflektiert werden kann. Aktuell ist die Mindestgröße ca. 10cm für LEO Objekte. Alles darunter kann man mit Radar nicht oder nicht sicher "sehen". Bei einer F9 Oberstufe ist die Größe aber nicht das Problem.

Ich hab keine Quelle, aber mich würde eine Messtoleranz von mehr als einigen Metern sehr wundern. Wahrscheinlich reden wir eher über Zentimeter. Vor allem wie gesagt bei so großen Objekten wie Kommunikationssatelliten und Oberstufen.


Ich weiß, dass man die Positionen von Merkur und Venus via Radar heutzutage auf zwei, drei Kilometer!! genau messen kann, auch wenn sie von uns aus gesehen nahe der Sonne stehen (so wurde unter anderem die Relativitätstheorie getestet). Beide Planten sind deutlich weiter von der Erde entfernt als Satelliten im LEO oder GEO und ein Großteil der zwei bis drei Kilometer Toleranz sind von der Oberfläche der Planeten abhängig. Da gibt es eben auch Berge und Täler so dass die Radarstrahlen unterschiedlich lange zurück brauchen wenn sie auf einen Berg oder in ein Tal treffen.

Mane

So ganz überzeugt habt ihr mich noch nicht wirklich.

Zum einen muss man denke ich differenzieren zwischen Messfehler durch das Verfahren an sich (hier halt Radarmessung, ist schon sehr genau, stimme ich zu) und der Implementierung. Sprich kommen Messfehler durch meinen Aufbau, Gerät etc. rein. Und das denke ich wäre hier auch gut möglich. Dritte mögliche Fehlerquelle wäre auch ein künstlicher Einbau von Störungen, so wie es beim amerikanischen GPS-System gemacht wird (ich weiß es nicht, es ist jetzt auch nicht als Verschwörungstheorie gedacht, nur auf Grund meiner eigenen Erfahrung gehe ich davon aus, dass Daten von militärischen Quellen nicht immer ganz genau sein müssen  ).

Zum anderen verwundert mich etwas die von euch genannte Ungenauigkeit von einigen Metern (und ich hatte vorher eher Kilometer vermutet). Wenn dem so wäre, warum werden Satelliten, die Gefahr laufen mit Trümmern zu kollidieren, unter Treibstoffeinsatz aus der Gefahrenzone befördert, obwohl die Trümmer meist im ein- bis zweistelligen Kilometerbereich vorbei fliegen. Sind die Messdaten nahezu exakt, brauche ich ja auch nicht auszuweichen, wenn es in ein paar Kilometern vorbei fliegt...

Das mit Merkur und Venus passt m.E. auch nicht so ganz. Planeten bewegen sich auf relativ bekannten Bahnen schon seit sehr langer Zeit. So eine neue Weltraum-Schrott-Oberstufe verhällt sich doch etwas chaotischer, v.a. wenn sie durch Erdatmosphäre abgebremst wird.

Zum anderen verwundert mich etwas die von euch genannte Ungenauigkeit von einigen Metern (und ich hatte vorher eher Kilometer vermutet). Wenn dem so wäre, warum werden Satelliten, die Gefahr laufen mit Trümmern zu kollidieren, unter Treibstoffeinsatz aus der Gefahrenzone befördert, obwohl die Trümmer meist im ein- bis zweistelligen Kilometerbereich vorbei fliegen. Sind die Messdaten nahezu exakt, brauche ich ja auch nicht auszuweichen, wenn es in ein paar Kilometern vorbei fliegt...

Wenn ein anderes Objekt (muss ja kein Trümmerteil sein) einige Kilometer vorbei fliegt, weicht ein Satellit sicherlich nicht aus. Vor allen bei den polaren Orbits müsste dann praktisch immer ausgewichen werden. Die ISS hat einen größeren Sicherheitswürfel, in dem kein (bekanntes) Objekt eindringen darf.

Das mit Merkur und Venus passt m.E. auch nicht so ganz. Planeten bewegen sich auf relativ bekannten Bahnen schon seit sehr langer Zeit.

Hier hab ich zwei Anmerkungen:

1) Ja, die Bahnen sind schon lange bekannt, aber nicht mit einer Genauigkeit von wenigen Kilometern. Was denkst du, wie hat man diese Genauigkeit erreicht? Genau: Mit Radar.

2) Vor allem die Bahn von Merkur konnte man sich ohne die Relativitätstheorie nicht erklären (Stichwort: Periheldrehung). Um aber die Relativitätstheorie zu testen, hat man die Bahn der Venus (und ich glaub auch Merkur) mit dem Radar verfolgt. Kurz nachdem der Planet von uns aus gesehen hinter der Sonne verschwunden war, konnte man eine deutliche Laufzeitverlängerung der Radarsignale erkennen. Was man da gemessen hat ist ein relativistischer Effekt, denn die Radarstrahlen müssen ja in das Gravitationspotential der Sonne rein und auf der anderen Seite wieder hinaus, da die Sonne mit ihrer enormen Masse die Raumzeit um sich herum stark krümmt. Und das wurde eben mit der besagten Genauigkeit gemessen.

So eine neue Weltraum-Schrott-Oberstufe verhällt sich doch etwas chaotischer, v.a. wenn sie durch Erdatmosphäre abgebremst wird.

Dann mach mal bitte das, was Sensei geschrieben hat. Die Excel-Grafik zeigt praktisch eine Gerade nach unten. Chaotisch ist etwas anderes.


Mane

Add: und ein wenig chaos ist schon immer mit dabei. V.a. Gravitative Einflüsse von Sonne, Mond... und die Erde hat auch nicht überall ein gleichmäßiges Schwerefeld. Dazu ist die Atmosphäre nicht kugelförmig sondern kann sich je nach Sonnenwind ect in dieser höhe erheblich unterscheiden.

Echostar hat seine Inklination auf 0,02° abgebaut und sie somit das Ziel von 0° zu 99,995% erreicht. Hätte ich nicht gedacht, daß die Inklination noch weiter abgebaut wird. Dafür ist die Umlaufzeit um 4 Sekunden falsch und somit derzeit zu 99,995% korrekt.

Norad-Nr	Epoche	Apogäum	Perigäum	Inklination	Umlaufzeit
42070	20.03.2017 23:00 UTC	35881,9 km	21822 km	2,5°	18:16:28
42070	28.03.2017 16:03 UTC	35845,4 km	35741,8 km	0,1°	23:56:05
42070	05.04.2017 14:03 UTC	35802,6 km	35785 km	0,1°	23:56:06
42070	12.04.2017 13:35 UTC	35801 km	35787,4 km	0,1°	23:56:07
42070	31.05.2017 10:23 UTC	35804 km	35785,1 km	0°	23:56:08

Wieso 4 Sekunden?
Die Zahl schaut doch nach 4 Minuten aus?

24h beträgt ein Erdtag, aber das sind mehr als 360°.
Die Jahreslänge der Erde beträgt 365,2422 Tage, aber dabei dreht sicher die Erde eben nicht um 365,2422*360°, sonder einmal mehr um sich selbst.
Wenn ich das nicht falsch berechnet habe, sind das knapp 4min Differenz zu 24h, genauer, 3min und 55,9s

24h beträgt ein Erdtag, aber das sind mehr als 360°.
Die Jahreslänge der Erde beträgt 365,2422 Tage, aber dabei dreht sicher die Erde eben nicht um 365,2422*360°, sonder einmal mehr um sich selbst.
Wenn ich das nicht falsch berechnet habe, sind das knapp 4min Differenz zu 24h, genauer, 3min und 55,9s

Das nennt man den Unterschied zwischen synodischem Tag oder Sonnentag (von Sonne im Meridian bis darauffolgendem Zeitpunkt Sonne im Meridian) = 24 Stunden;  und siderischem Tag (von Stern im Meridian bis darauffolgendem Zeitpunkt Stern im Meridian = von 23 h 56 m 4,099 s.
Ist ganz gut bei Wikipedia erklärt.
Das heißt daß sich die Erde in einem siderischen Tag genau um 360 Grad dreht, also muss ein Satellit auf einer geostationären Bahn dies auch so machen, damit er von der Erdoberfläche gesehenj scheinbar stillsteht.

Die Erde dreht sich im Jahr 366,2425 mal um sich selber und Minus 1 mal um die Sonne. Eine Erdumdrehung dauert dauert 23:56:04,09 Stunden. Jedes Jahr gehen die Sterne am Himmel 366,2425 mal auf und unter. Auch Echostar (würde man ihn sehen können) würde 366,2425 mal im Jahr auf und unter gehen. Nur daß seine Umlaufzeit mit 23:56:08 Stunden um ca. 4 Sekunden neben der perfekten Umlaufzeit von 23:56:04,09 liegt.

Einzig und alleine anders verhält es sich bei der Sonne, die geht einmal weniger auf und unter, weil die Erde sich -1 mal um die Sonne dreht pro Jahr. Es dauert 1,002738 Erdumdrehungen, bis man die Sonne wieder an der gleichen Stellt sieht.  23:56:04,09 mal  1,002738 ergibt dann die für Menschen hübsche dauer von 24:00:00 Stunden.

(Ich schreibe ganz bewusst "Minus 1", da sich die Erde anders herum um die Sonne dreht, als sie sich um sich selber dreht. Möchte man mit so etwas rechnen, muss man mathematisch eine Zahl Positiv und die andere Negativ machen.)

Zitat von: Klakow am 03. Juni 2017, 17:05:56

24h beträgt ein Erdtag, aber das sind mehr als 360°.
Die Jahreslänge der Erde beträgt 365,2422 Tage, aber dabei dreht sicher die Erde eben nicht um 365,2422*360°, sonder einmal mehr um sich selbst.
Wenn ich das nicht falsch berechnet habe, sind das knapp 4min Differenz zu 24h, genauer, 3min und 55,9s

Das nennt man den Unterschied zwischen synodischem Tag oder Sonnentag (von Sonne im Meridian bis darauffolgendem Zeitpunkt Sonne im Meridian) = 24 Stunden;  und siderischem Tag (von Stern im Meridian bis darauffolgendem Zeitpunkt Stern im Meridian = von 23 h 56 m 4,099 s.
Ist ganz gut bei Wikipedia erklärt.
Das heißt daß sich die Erde in einem siderischen Tag genau um 360 Grad dreht, also muss ein Satellit auf einer geostationären Bahn dies auch so machen, damit er von der Erdoberfläche gesehenj scheinbar stillsteht.

Hallo,

da lernt man tatsächlich nach 42 Jahren mit größtem Anteil Astronomieinteresse noch etwas dazu.

Vielen Dank und viele Grüße

Mario

Hallo,

In diesem video (erste Hälfte) wird das ganze sehr anschaulich dargestellt:


https://www.youtube.com/watch?v=IJhgZBn-LHg

O.k. Alles klar.
Wieder mal den siderischen Tag vergessen.