DART auf Falcon 9 (B1063.3) von Vandenberg

Ich habe gerade das Pressekit ein wenig überflogen.

• Didymos der Asteroid, welcher um die Sonne herum fliegt mit 770 Tagen / Umlauf.
• Dimorphos ist sein Mond, er fliegt in einem Orbit um Didymos
• DART soll in knapp 1 Jahr auf dem Mond Dimorphos einschlagen (26. September bis 1. Oktober, 2022)
• Damit verkleinert sich der Orbit von Dimorphos um Didymos herum.
• Das ganze passiert am erdnächsten Punkt der Umlaufbahn, somit ändert man die Umlaufbahn von Didymos primär am erdentferntesten Punkt.
• Dieser Punkt ist jedoch noch immer 11 Millionen Kilometer von der Erde entfernt, (Vergleich: Unser Mond hat 0,38 Mio km Entfernung zur Erde).
• Es ist somit perfekt für einen Test, da es gut zu beobachten ist.

Gerade dafür könnte es interessant sein zu schauen, wie Asteroiden auf ein 'Anschubsen' mittels Nuklearer Stoßfronten reagieren.

Aber Dart ist erst einmal schon ganz passend für die geplanten Missionsziele

Gerade dafür könnte es interessant sein zu schauen, wie Asteroiden auf ein 'Anschubsen' mittels Nuklearer Stoßfronten reagieren.

Man muss beachten, das eine Explosion im Vakuum ganz anders wirkt, als wir das hier auf der Erde mit Atmosphäre (hoffentlich nicht) kennen. Die Atmosphäre erzeugt ganz viel von der Zerstöung, die wir von Explosionen kennen: Überdruck und anschließender Unterdruck.
Im Vakuum würde bei einer Explosion über der Asteroidenoberfläche einfach nur die Oberfläche SEHR erhitzt und verdampft sicher auch ein bisschen und erzeugt damit Rückstoß, aber nicht zu Vergleichen mit einer atmosphärischen Druckwelle. Eine Explosion IM Asteroid ist aber vermutlich genauso effektiv wie in ähnlichem Material auf der Erde. Aber das bremst halt nicht, sondern zerkrümelt nur.

Viele Asteroiden sind doch sogenannte Rubble Piles ("Schutthaufen"), also quasi eine zusammenhängende Menge von losen Brocken.
Ich frage mich, wie sich hier ein Impakt auswirken würde. Wäre das nicht eher vergleichbar mit der Knautschzone eines Autos, d.h. die Bewegungsenergie verpufft zum großen Teil, und der Impuls wirkt sich fast gar nicht auf den Gesamtkörper aus?

Viele Asteroiden sind doch sogenannte Rubble Piles ("Schutthaufen"), also quasi eine zusammenhängende Menge von losen Brocken.
Ich frage mich, wie sich hier ein Impakt auswirken würde. Wäre das nicht eher vergleichbar mit der Knautschzone eines Autos, d.h. die Bewegungsenergie verpufft zum großen Teil, und der Impuls wirkt sich fast gar nicht auf den Gesamtkörper aus?

Genau um solche Fragen genau beantworten zu koennen schickt man solche Sonden. 

Der NASA Livestream ist schon vorbereitet.

Wäre das nicht eher vergleichbar mit der Knautschzone eines Autos, d.h. die Bewegungsenergie verpufft zum großen Teil, und der Impuls wirkt sich fast gar nicht auf den Gesamtkörper aus?

Energie kann nicht "verpuffen". Die Bahnänderung ist somit unabhängig davon ob es eine "Knautschzone" gibt oder nicht.

Aber ein "Loser Schutthaufen" hätte eine andere Gefahr. Was wäre, wenn er aus 10 Teilen besteht und man es schafft genau 1 Teil zu treffen, und sich dieses Teil vom Asteroiden löst? Dann hat man 1 Teil stark beschleunigt und 9 Teile gar nicht. Das wäre der "Worst Case".

Ich glaube, so gibt es sehr viele Fragen, welche DART beantworten könnte.

Das wichtigste: Man hat Messdaten. Messdaten sind immer besser als berechnete Daten. Zum einen bestätigen sie, dass Berechnungen richtig waren zum anderen beruhigen Sie echte Kritiker.

Die kleine Dart Raumsonde im großen SpaceX Fairing.



Quelle: NASA's Launch Services Programm auf Twitter

Zitat von: Prodatron am 23. November 2021, 15:02:54

Wäre das nicht eher vergleichbar mit der Knautschzone eines Autos, d.h. die Bewegungsenergie verpufft zum großen Teil, und der Impuls wirkt sich fast gar nicht auf den Gesamtkörper aus?

Energie kann nicht "verpuffen". Die Bahnänderung ist somit unabhängig davon ob es eine "Knautschzone" gibt oder nicht.

Aber ein "Loser Schutthaufen" hätte eine andere Gefahr. Was wäre, wenn er aus 10 Teilen besteht und man es schafft genau 1 Teil zu treffen, und sich dieses Teil vom Asteroiden löst? Dann hat man 1 Teil stark beschleunigt und 9 Teile gar nicht. Das wäre der "Worst Case".

Ich glaube, so gibt es sehr viele Fragen, welche DART beantworten könnte.

Das wichtigste: Man hat Messdaten. Messdaten sind immer besser als berechnete Daten. Zum einen bestätigen sie, dass Berechnungen richtig waren zum anderen beruhigen Sie echte Kritiker.

Uhh... doch?

Ich kann komplett falsch liegen! aber es ist doch immens bedeutend ob man einen eher elastischen oder eher unelastistischen Stoß durchführt.
Wenn man zwei Billiardkugeln aus Knete auf einander zulaufen lässt wird die Kraftübertragung auch nicht sonderlich groß sein.

Ich dachte eher, daß die Impulsenergie in Wärme oder Verformungsenergie (oder ist das das selbe?) umgewandelt wird, die durch die Reibung der losen Brocken untereinander entsteht. Dann würde der Körper selbst gar nicht gross seinen Impuls ändern.

Bitte nicht "Impulsenergie", wenn schon "kinetische Energie". Impuls ist eine andere, eigenständige, dynamische Größe. Nicht mischen! Das tut schon ein wenig weh ... und führt v.a. zu Missverständnissen.

Impuls bleibt immer erhalten, egal ob elastischer oder unelastischer Stoß.

Tschuldigung Daniel, danke für die Richtigstellung!
Und Nitro, stimmt, da hast Du völlig recht!

Auf der Erde denkt man immer an ein Auto, welches bremsen kann und somit die kinetische Energie in Wärme umwandelt. Dann denkt man, man hat E_kin in E_pot umgewandelt.

Aber auch hier greift der Impulserhaltungssatz. Das ist somit genau genommen nur die halbe Rechnung. In Wirklichkeit ändert sich hierbei die Geschwindigkeit beider Körper. Also auch die Erde verändert die eigene Geschwindigkeit. Auf der Erde ignoriert man das jedoch, da auf Grund der hohen Masse der Erde die Geschwindigkeitsänderung verschwindend gering ist.

Im Weltall bei der Berechnung der Bahnen von einem Asteroiden darf man das nicht mehr ignorieren. Die kinetische Energie beider Körper in Summe kann man nutzen um die neue Bahn zu berechnen. Gemäß Impulserhaltungssatz wird diese nicht in Wärme umgewandelt.

Ich glaube, der große Vorteil bei DART ist, dass Dimorphos um Didymos kreist. Man kann also den Orbit von Dimorphos ändern und diese Änderung beobachten. Die Änderung ist verhältnismäßig sehr groß. Man kann somit die Zeit pro Umlauf messen und hat sehr genaue Messdaten.

Wenn keine Trümmer entstehen und alles läuft wie geplant, kennt man das Ergebnis natürlich vorher. Aber genau darum geht es bei einer Forschungsmission: Testen, ob das, was man erwartet auch eintritt. Messdaten für die Zukunft sammeln. Gerade bei neuem, kann vieles unerwartetes passieren. (Siehe Insight)

Stream:

Das Strongback klappt zurück.

Die Falcon 9 hebt ab.

Die erste Stufe wurde abgetrennt und die zweite Stufe hat gezündet. Das Fairing wurde abgeworfen.

Das entry burn wurde erfolgreich durchgeführt.

Die Landung auf dem Droneship ist erfolgt.

Bis zum Aussetzen der Sonde dauert es noch fast ein ³/4 Stunde.

Wie sieht das denn jetzt eigentlich bahnmechanisch nach der Trennung aus? Hat die Masse einen Einfluss auf den weiteren Orbit? Wird die zweite Stufe näher an der Erde bleiben im Vergleich zu DART oder kommen die beide in der Umgebung von Didymos an?

Wie sieht das denn jetzt eigentlich bahnmechanisch nach der Trennung aus? Hat die Masse einen Einfluss auf den weiteren Orbit?

Nein, die Masse eines Objekts von DART oder der Rakete hat keinen Einfluss auf die weitere Bahn/den Orbit um die Erde.

Sobald DART seinen eigenen Antrieb einschaltet trennen sich die Bahnen von Rakete und DART.

Edit: Wären es z.B. zwei ähnlich große Planeten hat die Masse Einfluss. Danke @Schillrich für die Info.

Die fliegen beide quasi "parallel" weiter. DART selbst wird aber zwischendurch aktiv manövrieren, wodurch die Trennung zunehmen wird.

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Nein, die Masse eines Objekts hat keinen Einfluss auf die weitere Bahn/den Orbit.
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Das stimmt für unsere Raumfahrzeuge, mit winziger Masse gegenüber den Zentralkörpern Erde oder Sonne ... aber das gilt nicht mehr, wenn beide Körper/Objekte ähnlich große Massen haben.