Suborbitale Punkt-zu-Punkt Flüge

Hat mich nicht losgelassen, habe nochmals nachrecherchiert.
Wofür hatte man Physik im Studium.

Jetzt wirds vielleicht fachlich genauer, aber auch komplizierter:

Man könnte ein einfaches Modell mit einer Kugel und darauf gezeichneten Großkreisen nehmen, ich bleibe aber mal bei "Erde" und "Orbits".

Zunächst: "Orbit" meint hier vereinfacht immer "Orbital-Projektion auf die Erdoberfläche". Dass Orbits zudem in verschiedener Höhe liegen können und damit auch noch verschiedene Umlaufzeiten haben, lassen wir erstmal außen vor, das ändert die Geschwindigkeit, nicht ihre Projektionen auf die Erdkugel.
Ebenso werden zunächst Start- und Landephase mit ihren geringeren Geschwindigkeiten vernachlässigt. Die Projektion ist dann immer dieselbe.

Erstmal der Spezialfall einer nicht notierenden Erde:

Von jedem Punkt der Erde, egal ob Start- oder Zielpunkt, gibt es eine unendliche Anzahl an Großkreisen = Orbits, nämlich 360 Grad im Kreis um diesen Punkt herum. Bahnebene natürlich immer durch den Erdmittelpunkt, sonst wäre es ja kein Großkreis. Die Achse Punkt - Erdmitte gibt dabei die Rotationsachse dieser Bahnebenen vor.

Nun ist die Frage:
Gibt es Orbits, die zwei beliebige Punkte auf der Oberfläche verbinden?
Die Antwort ist rein geometrisch:
Ja, immer genau eine Bahnebene mit zwei Orbits, nämlich pro- und retrograd.

Nimmt man zudem eine sich drehende Erde an, ändert das nichts daran. Nur der scheinbare Orbit, der zwei Punkte verbindet, ist jeweils ein leicht anderer (verkrümmt/verschoben in der Projektion). Pro- und Retrograd sind dann nicht mehr genau entgegengesetzt und deckungsgleich, da die nötigen Abweichungen sich aufaddieren, nicht ausgleichen. Sie schneiden sich dann nur noch im Zielpunkt. Zudem spielt nun die Reisezeit = Fluggeschwindigkeit = Orbitalhöhe eine Rolle, da das beeinflusst, wieweit sich die Erde zwischenzeitlich drehen konnte, und damit den scheinbaren Zielpunkt, und damit den nötigen Orbit.

Exkurs, der zur klassischen Orbitalmechanik überleitet:

Jeder dieser Orbits erreicht mit weiteren Umläufen weitere Punkte auf der Erde (bei sich drehender Erde - und nur dann). Am wenigsten erreicht eine Äquatorialbahn, nämlich logischerweise nur die Punkte, die auf dem Äquator liegen. Je höher die Inklination, desto mehr Punkte nördlich und südlich erreicht eine einzelne Bahn, bis hin zur Polarbahn, die theoretisch alle Punkte der Erdoberfläche erreichen kann.

Denn man erreicht von einer beliebigen Polarorbitalbahn alle Punkte der Erde, sofern man Geschwindigkeit = Höhe richtig wählt. Aber ist z.B. Umlaufzeit = Erdrotation, überfliegt man immer den gleichen Längengrad bzw. dessen Gegenstück und erreicht auch nicht mehr Punkte als auf der Äquatorialbahn.

Und das bedingt die Missverständnisse:
Wir suchen nicht eine einzelne Orbitalbahn, die alle Punkte erreicht (Polarbahn),
sondern nur eine bestimmte, die zwei Punkte verbindet (ursprüngliche Frage).

In der Praxis nimmt man für einen Ort-zu-Ort-Flug dann natürlich den Teil-Orbit, der am schnellsten/billigsten zu fliegen ist, das ist der kürzere der beiden pro- und retrograden.
Es sei denn, jener in mehr östliche Richtung bringt so viel mehr Erdrotations-Schwung mit, dass der zusätzliche Geschwindigkeitsgewinn bzw. dadurch Treibstoffersparnis die größere Entfernung ausgleicht oder übertrifft (es kommt dann ja die doppelte Entfernung dessen dazu, um was sich die Erde in der Flugzeit am Zielpunkt weitergedreht hat).
Das zusammen mit den Effekten von Start und Landung ist eine schöne Optimierungsaufgabe mit nicht mehr trivialer Geometrie und Berechnung.

Hoffe, das war verständlich und diejenigen, die sich durchgearbeitet haben, konnten die Argumentation nachvollziehen.

Wollte eigentlich hier nicht mehr argumentieren, aber auch mich "hats nicht losgelassen."

Also erstmal sind wir hier trotz Verschiebung immer noch im falschen Faden, denn wir sprechen ja nicht von "suborbitalen" Flügen, sondern von "Orbitalflügen."

Und das ist eben der Riesenunterschied, der hier u.a. immer wieder für Verwirrung sorgt.

Niedrige suborbitale Flüge finden innerhalb der Atmosphäre statt (und sind quasi vergleichbar mit dem Reisen in Fahr-/Flugzeugen. Die können so schnell fahren wie sie wollen, wenn du da drin bist, landest du beim Hochspringen immer wieder am selben Punkt, bzw. ohne große Probleme am Zielort.)
Orbitalflüge unterliegen ganz anderen Gesetzen. (In etwa vergleichbar mit dem Stehen auf einem fahrenden Zug. Wenn du da hochspringst, fährt der Zug unter dir weiter und du landest eben nicht mehr am Ausgangspunkt.)

Das Navigieren im niedrigen suborbitalen Raum ist also wesentlich einfacher. Du startest und fliegst im Idealfall das Ziel direkt an (da wir aber auf einer Kugel leben fliegst du dabei immer einen Teilkreis, sehr schön zu sehen, wenn du den Flugweg auf eine Karte überträgst.)

Fliegst du allerdings aus der Erdatmosphäre hinaus ins All, wird es komplizierter, wenn du einen bestimmten Ort anfliegen willst. Und mit dem Starship wollen wir das ja, da die Fangarme an einem festen Ort warten!
Zum Einen ist da das Problem mit dem Großkreis und dann ist da die Inklination (Flug-Bahnneigung in Bezug zum Äquator), die vom Startort abhängt (bzw. vom Breitengrad auf dem sich dieser befindet) und eben die Erddrehung.

Fakt ist eben, daß du von einem bestimmten Startpunkt aus nur mit bestimmten Inklinationen in einen Orbit, der immer ein Großkreis ist, starten kannst.
Nach einer Erdumrundung bist du dann zwangsweise bis zu einigen tausend Kilometern vom Startpunkt entfernt. Ausnahmen davon sind (wie oben schon mehrfach sehr richtig geschrieben) Starts von den Polen und vom Äquator.
Da hilft auch kein "Vorhalten" o.ä., denn damit würdest du nur in einem neuen Großkreis fliegen und kämst zwar mit einem entsprechend anderen Winkel/Inklination in der Nähe des Startpunkts an, aber immer noch in etwa der gleichen Entfernung.

Wenn du nicht vom Pol oder Äquator startest, gibt es tatsächlich nur 2 Möglichkeiten um wieder genau am Startplatz zu landen. Entweder du wartest bis jeweils volle Tage verstrichen sind, oder du fliegst den Startplatz aktiv an. Starship kann dieses "aktiv" nicht da es weder entsprechende Flügel/Seitenruder, noch genügend Treibstoff hat. (Schillrich weiß das Alles sehr viel besser und hat es natürlich auch bereits sehr richtig geschrieben)

Der stabile Orbit ist übrigens immer ein Großkreis (Vollkreis mit Erdmitte als Zentrum), weil das Raumschiff auf seiner Bahn immer in Richtung Masseschwerpunkt/Erdmitte gezogen wird, durch seine hohe Geschwindigkeit aber auf eine Kreisbahn drumherum gezwungen wird (fällt antriebslos um die Erde). Um diese Bahn zu ändern (und z.B. den Startort bereits nach einer einzigen Erdumrundung wieder anzufliegen), muß z.T. erhebliche Energie aufgewendet werden, die aber einer chemischen Rakete (wie z.B. Starship) eben nicht ausreichend zur Verfügung steht.

Ich hoffe damit nicht allzuviel neue Verwirrung geschaffen zu haben, aber kanns leider nicht besser erklären.

Die Orbitalmechanik ist halt leider etwas anders als der gesunde Menschenverstand.

Hallo,

da bin ich voll bei Alepu. Ich denke (bitte korrigieren wenn ich es falsch verstehe) Gecko. will einen suborbitalen Flug bis zurück zum Startpunkt machen. Mit den "Vorteilen" des suborbitalen Flugs. Also einmal voll um die Erde herum und quasi vorhalten bzw. Zielen auf den Punkt, an dem Boca Chica dann ist, wenn das Starship da ankommt. Aber das geht so einfach nicht (meiner Meinung nach). Eine volle Erdumrung ist nach allem, was ich verstehe, zwingend orbital und kann nicht suborbital sein. Also orbital mit allen damit verbundenen "Nachteilen" (Großkreis, kein Zielen dahin, wo Boca nach einer Runde ist).

Gruß
Excalibur

Stimmt so wohl nicht so ganz.
Eine "volle Erdumrundung" ist wohl möglich und wurde sicher auch schon gemacht, z.B. mit Militärflugzeugen und Betanken unterwegs im Flug.
Ob das allerdings ein Starship schafft?
Das Problem ist hier wohl u.a. der Luftwiderstand.

Sähe das dann so aus? Mit Solarzellen, damit das Schiff auch genug Strom hat für so lange Flüge.



(KI-Geriertes Bild)

Gecko. will einen suborbitalen Flug bis zurück zum Startpunkt machen.
....
Mit den "Vorteilen" des suborbitalen Flugs.
....
Eine volle Erdumrung ist nach allem, was ich verstehe, zwingend orbital und kann nicht suborbital sein.
....
Also orbital mit allen damit verbundenen "Nachteilen" (Großkreis, kein Zielen dahin, wo Boca nach einer Runde ist).

1. Nein, will ich nicht. Es ist nämlich völlig egal, ob suborbital oder orbital, das ändert an der Bahngeometrie rein gar nichts Grundsätzliches, es ist u.a. immer ein Großkreis(-segment). (Das "suborbital" entstand beim Erstellen des eigenen Threads; nicht meine Formulierung)

2. Welche "Vorteile" sollen das sein? (Bisher gab es immer nur mantramäßig die Behauptungen, dass Orbital gegenüber Suborbital Nachteile bei Ort-zu-Ort-Flügen hätte bzw. gar nicht geht, aber bisher habe ich kein physikalisch-geometrisches Argument dazu gehört. Nur pauschales "geht nicht" und nachweislich falsche Behauptungen wie "man kann nicht nach Westen starten" oder "der Startplatz gibt die Inklination vor".

3. Warum sollte man nicht suborbital um die Erde kommen? Das können Flugzeuge (s. alepu) und Interkontinentalraketen doch auch, wenn es sein muss. Ist ja kein ballistischer Flug.
(Nachtrag zur Präzisierung, bevor sich jemand daran reibt: Es geht natürlich um "gerade" Flüge ohne seitliche Kurskorrekturen; und "suborbital" heißt nicht "atmospärisch", sondern nur "nicht schnell genug, um in gegebener Höhe oben zu bleiben", das kann wie bei den Starship-Testflügen auch deutlich über der Karman-Linie sein. Dass das runter kommt, liegt an der Trajektorie, nicht am Luftwiderstand "da oben".)

4. "Großkreis" trifft auch suborbital zu, wie ich oben mehrfach dargelegt habe, und auch Orbital kann man "zielen" (nicht bei bestehendem Orbit, sondern bei der Wahl des Orbits vor dem Start, aber dieses Missverständnis habe ich ja nun 3x unterschiedlich erläutert).

Ich wäre wirklich an fachlich fundierten Sachargumenten (für oder wider) interessiert, aber reine Meinungsbezeugungen und lustige KI-Bilder helfen hier nicht weiter...

Also erstmal sind wir hier trotz Verschiebung immer noch im falschen Faden, denn wir sprechen ja nicht von "suborbitalen" Flügen, sondern von "Orbitalflügen."

Bitte den Thread-Titel lesen, Punkt-zu-Punkt-Flüge sind (optimal) immer suborbital. Sie finden trotzdem zum Großteil außerhalb der Atmosphäre stand, das hat überhaupt nichts mit orbital oder suborbital zu tun. Sie sind ballistisch und können von jedem Punkt jeden anderen Punkt erreichen. Falsche Darstellungen wie der Hula Hoop Reifen (die schon ich Richtung Flat-Earth ging  ) sind da leider nicht förderlich.

Nochmal kurz zusammengefasst:
- Würde sich die Erde nicht drehen, kann man dann suborbital jeden Punkt erreichen? Ja, kann man.
- Dreht sich die Erde, dann verschiebt sich dieser Punkt über einen gewissen Zeitraum; deshalb nimmt man die Zeit, die man zum Erreichen benötigt, berechnet den neuen verschobenen Punkt, und fliegt ab dem Start suborbital direkt dorthin

Sollte ich komplett falsch liegen, dann würde ich mich über eine verständliche Aufklärung freuen, nur gehen bisher alle Beiträge außer die von Gecko seltsamerweise komplett daran vorbei, warum auch immer.

Bitte den Thread-Titel lesen

Der wurde ja nachträglich dazuerfunden...

Ich spreche von beidem. Es geht um beliebige Punkt-zu-Punkt-Flüge (zur Erinnerung: angefangen hatte das ja mit der Frage, ob Starship nach einer Erdumkreisung wieder in Boca Chica landen kann). Ob suborbital oder orbital spielt erstmal gar keine Rolle, das ist ja nur eine Frage der (zwischenzeitlichen) Maximalgeschwindigkeit des Flugkörpers.

Punkt-zu-Punkt-Flüge sind (optimal) immer suborbital. Sie finden trotzdem zum Großteil außerhalb der Atmosphäre stand, das hat überhaupt nichts mit orbital oder suborbital zu tun.

Jein.

Mir dämmert, dass hier bei anderen Mitdiskutanten ein weiteres fundamentales Missverständnis besteht, dass Du nun richtig ansprichst:
"Suborbital" heißt nicht "niedrig", sondern "mit zu geringer Horizontal-Geschwindigkeit, um oben zu bleiben".
"Orbital" heißt, "schnell genug, um nicht runter, sondern um die Erde herum zu fallen".
(grob vereinfacht)

Ich habe das Gefühl, das wird fortwährend mit "atmospärisch" und "transatmosphärisch" verwechselt. Das spielt aber nur insofern eine Rolle, als dass die Bremswirkung der Atmosphäre einen Orbit verhindert.

Aber: Punkt-zu-Punkt-Flüge können auch sehr wohl orbital sein. Letztlich ist ja alles, was startet, einen Orbit erreicht und irgendwann wieder landet, automatisch auch ein "Punk-zu-Punkt"-Flug.

Das Missverständnis ist wohl, dass suborbital und orbital zwei grundsätzlich völlig verschiedene Dinge mit völlig anderen Optionen und Einschränkungen wären. Das ist aber nicht so. Man ist solange suborbital bis man - je nach Höhe - durch Horizontalbeschleunigung die entsprechende Orbitalgeschwindigkeit erreicht hat.

Die Starship-Testflüge sind deshalb suborbital geblieben, weil absichtlich die Geschwindigkeit nicht ganz zum Orbit gereicht hat (damit im Fall des Wiederzünden-Scheiterns das Ding mangels Deorbit-Burn nicht da oben bleibt). Das heißt aber doch nicht, dass mit den paar Prozent Geschwindigkeit (nicht: Höhe!) mehr, die da fehlten, sich auf einen Schlag sämtliche Bahnparameter, Orbitalgleichungen und Flugdynamiken grundsätzlich komplett ändern würden und plötzlich was "verboten" wäre, was vorher problemlos ging.

Wäre das Starship kurz mal orbital gewesen (um zB Starlinks auszusetzen), was wir demnächst sicher sehen werden, und landet dann irgendwo, ist das auch ein "Punk-zu-Punkt"-Flug.

Sie sind ballistisch und können von jedem Punkt jeden anderen Punkt erreichen.

Nee, das ist leider so pauschal nicht richtig.
Erstens, wir fliegen mit Raketen, nicht mit einer Jules-Verne-Abschusskanone. Ballistisch ist der Flug nur in den Phasen, wenn die Triebwerke nicht feuern. Das wird natürlich aus Treibstoffgründen möglichst kurz gehalten, aber dennoch, nicht rein ballistisch, und damit auch nicht komplett auf die Einschränkungen eines ballistischen Fluges beschränkt.
Zweitens, ich stimme Dir zu, dass solche Flüge jeden Ort erreichen können (wenn man Abflugwinkel, Geschwindigkeit und Höhe passend wählt). Aber, siehe oben, das gilt grundsätzlich für "orbital" auch.

Eine Orbitalbahn ist ja nur ein Spezialfall der Freier-Fall-Bahnen ("ballistisch"), bei der die Geschwindigkeit genau so groß ist, dass der freie Fall zu einer geschlossenen Kreisbahn wird (lassen wir jetzt mal asymetrische Orbits außen vor, bei denen Ellipsen geflogen werden). Sinkt die Horizontal-Geschwindigkeit, sinkt die Bahnhöhe. Sinkt sie fortwährend oder gerät in die bremsende Atmosphäre, wird die Bahn suborbital.

Deshalb ist New Shepard immer suborbital, egal wie hoch sie die schießen (auch wenn es 100, 150 oder mehr km wären), weil die Horizontalgeschwindigkeit für einen Orbit fehlt.

Ohne Bremswirkung der Atmosphäre könnte man aber auch in 10 km Höhe orbital um die Erde fliegen.
Auf dem Mond geht das übrigens.

Bedeutet im Umkehrschluss: Wenn man unter der Orbitalgeschwindigkeit bleibt bzw. passiv gebremst wird, kommt ein Raumschiff von selbst wieder runter (wie die Starship-Testflüge). Das kann aber auch nach 1, 2 oder mehr Erdumkreisungen der Fall sein, je nach Geschwindigkeit und Bremswirkung; halt spiralig.

Also nochmal: Es geht um die Geschwindigkeit, nicht um die reine Flug-Höhe, und es wird in beiden Fällen entlang (auf die Erde projizierter) Großkreise geflogen.

Daher ist die Behauptung "Erdumkreisung ist immer orbital" genauso falsch wie "weniger als 1 Erdumkreisung heißt immer suborbital".

Nochmal kurz zusammengefasst:
- Würde sich die Erde nicht drehen, kann man dann suborbital jeden Punkt erreichen? Ja, kann man.
- Dreht sich die Erde, dann verschiebt sich dieser Punkt über einen gewissen Zeitraum; deshalb nimmt man die Zeit, die man zum Erreichen benötigt, berechnet den neuen verschobenen Punkt, und fliegt ab dem Start suborbital direkt dorthin

Das sehe ich auch so, aber wie oben ausgeführt, gibt es keinen prinzipiellen Unterschied, ob ich dabei immer suborbital bleibe oder ob ein Teil der Flugbahn orbital ist.
(Dass während Start- und Landephase nicht orbital geflogen wird, ist ja klar, und vielleicht ist das auch ein Problem bei der Argumentation jener, die pauschal sagen, das geht nicht. Denn wenn mal nur orbital denkt, geht man ja von Anfang an von einer rein orbitalen Flugbahn aus, das ist aber bei Ort-zu-Ort-Flügen nie der Fall)

Sollte ich komplett falsch liegen, dann würde ich mich über eine verständliche Aufklärung freuen, nur gehen bisher alle Beiträge außer die von Gecko seltsamerweise komplett daran vorbei, warum auch immer.

Danke für die Blumen.
Und ich würde mich meinerseits über neue (bessere) Argumente freuen.

Falsche Darstellungen wie der Hula Hoop Reifen (die schon ich Richtung Flat-Earth ging  ) sind da leider nicht förderlich.

Bitte. Das ist jetzt mehr als peinlich. Der Reifen ist doch nur ein Symbo und hat nichts mit Verschwörungstheorien zu tun.

Zur Klarstellung: In diesem Thread geht es um Orbitalflüge und nur der Titel ist falsch. Das wurde doch bereits mehr als 1x geschrieben.

Ich lese interessiert mit, die Antwort auf die Ursprungsfrage habe ich noch nicht klar gesehen (oder überlesen)?
Kann das Starship nun mit einer Umrundung nach Starbase zurück (orbital oder nicht) oder geht das nicht?

Ich lese interessiert mit, die Antwort auf die Ursprungsfrage habe ich noch nicht klar gesehen (oder überlesen)?
Kann das Starship nun mit einer Umrundung nach Starbase zurück (orbital oder nicht) oder geht das nicht?

Nein.
Orbitalmechanisch ist das ohne große Crossrange nicht möglich, da sich die Erde in dieser Zeit unter der Bahnebene weiter dreht. Starship hat keine nennenswerte Crossrange.

Nur, wegen der Irritationen zum Thema, die Historie:

Es begann hier mit einer harmlosen Frage

Würde es nicht langsam Sinn machen einen Versuch zu starten ein Starship einzufangen

und der Antwort:

"Einfangen" kannste in diesem Fall nur, was zum Startturm zurück kommt und dafür müßte das Schiff erstmal für einige Runden in den Orbit

und meiner noch nicht sehr ausgereiften Antwort

Eine einzige Erdumrundung würde reichen, dafür braucht es keinen echten Orbit, ein paar Schubser mit einem Raptor würde die Flugbahn bis Hawaii (ursprünglicher Plan) oder Texas locker verlängern.

(Falls ein Mod das ganz an den Anfang schieben könnte?)

Zitat von: einsteinturm am 01. September 2025, 08:44:45

Kann das Starship nun mit einer Umrundung nach Starbase zurück (orbital oder nicht) oder geht das nicht?

Nein.
Orbitalmechanisch ist das ohne große Crossrange nicht möglich, da sich die Erde in dieser Zeit unter der Bahnebene weiter dreht. Starship hat keine nennenswerte Crossrange.

So pauschal stimmt das einfach nicht.
Es gibt nicht "die eine" Bahnebene beim Start; ich kann mir durch die Startrichtung eine Bahnebene aussuchen, radialsymetrisch.
Zwei beliebige Punkte auf der Erde, auch der Startpunkt und der, an den der Fangturm nach x Umkreisungen durch die Erddrehung hingewandert ist, lassen sich immer durch genau eine Bahnebene verbinden. Kugelgeometrie.

Doch selbst wenn "zurück zum Startpunkt geht nicht" so pauschal orbitalmechanisch stimmen würde:

Was noch gar nicht weiter thematisiert wurde - hinzu kommt die Sache mit den Flugphasen, die nicht orbital sind, oder sogar nicht ballistisch (Start und Landung). Allein durch Optimierung dieser Phasen und die dadurch variierenden Geschwindigkeiten auf der Flugbahn (Dauer der Triebwerkszündungen, Dauer und Stärke der atmosphärischen Bremsung) kann die Flugbahn noch weiter beeinflusst werden. Ob man das nun "Crossrange" nennen sollte weiß ich nicht. Für mich ist das erstmal eine ohnehin unvermeidbare Bahnvariation, die man auch gezielt so steuern kann, dass man gewünschte Abweichungen vom idealen Großkreis erreicht und damit unterschiedliche Zielpunkte ansteuern kann. Das geht nicht beliebig, aber ein paar 100 bis 1000 km sind drin, und allein das würde reichen.

(Nachtrag, um Missverständnisse zu vermeiden: Damit meine ich nicht gezielte seitliche Steuerbewegungen, sei es durch gesteuerte Düsen oder Klappen, das wäre der klassische "Crossrange", und der ist im Vergleich wirklich gering. Es geht nur um Geschwindigkeitsvariation entlang der Flugbahn und dadurch geänderte "scheinbare" = "auf die sich drehende Erde projizierte" Bahn. Das Starship bleibt dabei auf seiner Flugbahn entlang des Großkreises.)

Ich gehe mal weg von den bereits sehr ausführlich gemachten geometrischen Bahnbetrachtungen und frage mal praxisorientiert:
SpaceX baut Fangtürme, das ist Fakt.
Wenn man damit grundsätzlich kein Starship nach einer Umkreisung fangen könnte, bedeutete das, jedes Starship müsste erst so ein Duzend oder mehr Umkreisungen fliegen, bis sich die Erde nach 24 Stunden wieder in die passende Position für die Landung gedreht hätte?
Dann wäre ein (militärischer) Punkt-zu-Punkt-Transport "innerhalb von 2 Stunden an jeden Ort" ja auch nicht möglich, da auch dann immer gewartet werden müsste, bis sich die Erde unter dem Start-Großkreis passend gedreht hätte. Also ggf. bis zu 12 Stunden, und diese ganze Zeit womöglich suborbital fliegen?
Dann wäre die ganze Idee zum Scheitern verurteilt, sowohl Transport als auch schnelles Fangen.

Nein, natürlich ist das nicht so, und weder SpaceX noch die Militärs haben sich verrechnet noch die Orbitalmechanik nicht verstanden.
Das funktioniert, und wir werden zumindest den Fang am Startort nächstes Jahr vorgeführt bekommen.

Gecko, versuch einfach mal einen geschlossenen Ring um einen Ball zu legen, der gleichzeitig über den Startplatz (beliebiger Punkte auf Ball) und über dessen weiter östliche liegende Koordinate nach 90 Minuten geht ...

Diesen Kreis gibt es nicht. Das ist dann eine offene Spirale (d.h. Cross-Range durch irgendwelche Manöver) ... und damit auch kein ballistische Trajektorie mehr.

Zitat: „Daher ist die Behauptung "Erdumkreisung ist immer orbital" genauso falsch wie "weniger als 1 Erdumkreisung heißt immer suborbital".“

Hier sehe ich das Grundproblem dieser Diskussion.

Ich habe den Eindruck, das Gecko eigene Definitionen verwendet.
Dann passen halt die Antworten auf Grundlage der „üblichen“ Definitionen nicht zur Fragestellung.

Ich würde jedem der fragt „was ist ein Orbitalflug“ antworten:
Ein Flug der eine stabile Umlaufbahn erreicht.
Suborbital sind alle Flüge die keine stabile Umlaufbahn erreichen.

(Ohne Luftreibung, Schwerkraftanomalien u.ä. ist jede Umlaufbahn stabil)

Wenn man erstmal eine stabile Umlaufbahn erreicht hat gelten die hier genannten Einschränkungen der Bahnmechanik.

Bei der Definition „Punkt zu Punkt Flug“ ähnliches Definitionsproblem:
Wird meist verwendet als: „ohne Umweg/Zwischenstop vom Start zum Ziel“
Also keine Zwischenziele.
Übertragen auf Starship: kein Orbit!
Ein Orbit wäre ein Zwischenziel!

Ich denke die Antworten die hier schon stehen werden verständlich wenn wir uns auf gemeinsame Begriffsdefinitionen einigen.

Also: erst mal Begriffe klären.
(Vielleicht ist mein Verständnis der Begriffe falsch?)

Es gibt nicht "die eine" Bahnebene beim Start; ich kann mir durch die Startrichtung eine Bahnebene aussuchen, radialsymetrisch.

Auch das ist nicht so einfach. Man kann nicht jede beliebige Inklination von jedem Startpunkt anfliegen, zumindest nicht ohne erheblichen Energieaufwand. Daher gibt es z.B. Startplätze die speziell für polare Umlaufbahnen eher geeignet sind als andere.

Zwei beliebige Punkte auf der Erde, auch der Startpunkt und der, an den der Fangturm nach x Umkreisungen durch die Erddrehung hingewandert ist, lassen sich immer durch genau eine Bahnebene verbinden. Kugelgeometrie.

Nein, das würde nur weitestgehend bei einer perfekt polaren Umlaufbahn funktionieren. Die Bahn der ISS wurde bspw. speziell so gewählt, dass sie von den geplanten Startplätzen aller beteiligten Mitglieder erreichbar ist.
Aber gerade polare Umlaufbahnen benötigen je nach Bahnhöhe bis zu mehreren Wochen um ihren Zyklus abzuschließen.

Ich gehe mal weg von den bereits sehr ausführlich gemachten geometrischen Bahnbetrachtungen und frage mal praxisorientiert:
SpaceX baut Fangtürme, das ist Fakt.
Wenn man damit grundsätzlich kein Starship nach einer Umkreisung fangen könnte, bedeutete das, jedes Starship müsste erst so ein Duzend oder mehr Umkreisungen fliegen, bis sich die Erde nach 24 Stunden wieder in die passende Position für die Landung gedreht hätte?

Ja, genau so ist es. Es wird aber eher selten genau 24 Stunden dauern. Das würde nur funktionieren, wenn die Bahnhöhe des Starships so gewählt ist, dass ein Umlauf ein perfektes Inkrement von 24 Stunden ist.

Dann wäre ein (militärischer) Punkt-zu-Punkt-Transport "innerhalb von 2 Stunden an jeden Ort" ja auch nicht möglich, da auch dann immer gewartet werden müsste, bis sich die Erde unter dem Start-Großkreis passend gedreht hätte.

Doch, das ist möglich. Da man bein einem Punkt-zu-Punkt Transport nicht zum Startpunkt zurückkehrt. Man kann hier also eine sub-orbitale Bahn so wählen, dass man die Erddrehung mit einberechnet. Ähnlich wie wenn man versucht mit einer Schußwaffe ein bewegliches Ziel zu treffen und dessen Bewegung mit einbezieht und daher "vor" das Ziel schießt. Man kann die gleiche Methode aber nicht so leicht verwenden um mit einer Erdumrundung wieder zum Startpunkt zurück zukehren, wie oben beschrieben.

#Gecko. tut mir ja wirklich sehr leid, aber trotz all deiner Mühe und trotz all deiner z.T. sehr langen Erklärungen hab ich dich bisher einfach nicht so richtig verstanden. Und ich glaube nicht, daß das an mir liegt.

Natürlich hast du in vielen Dingen recht, aber das mit "nach einer Erdumrundung im Orbit kann eine Rakete problemlos wieder am Startort landen" stimmt halt einfach nicht. Und da brauchen wir auch gar nicht drauf warten, bis es uns SX vorführt, das wissen wir schon heute, ganz einfach weil es eben ein Naturgesetz ist, und daran kommt auch SX nicht vorbei.

Ein Raketenflug ist natürlich ein ballistischer Flug. Zwar nicht vom Start weg, wie z.B. bei einer Kanone, sondern vom Zeitpunkt des Brennschlusses der Triebwerke ab. Ist die Horizontalgeschwindigkeit dann hoch genug, fällt die Rakete um die Erde rum und wenn sie sich dabei hoch genug befindet, daß sie durch die Atmosphäre nicht mehr wesentlich abgebremst wird, befindet sie sich in einem stabilen Orbit. Hat sie dort eine volle Erdumrundung zurück gelegt, ist, zumindest wenn es ein LEO ist, etwa 1 1/2 Std. vergangen, in der sich die Erde eben um etwa 2.500 km weitergedreht hat. Die Rakete überfliegt also nicht den Startort und kann dort auch nicht so ohne weiteres landen. Dies wäre nur möglich, wenn ausreichend (!) aktiv in den Landeanflug eingegriffen würde, wozu es aber üblicherweise an Treibstoff fehlt.

Beim Verständnis dieser Vorgänge helfen würde hier eine genaues Verständnis der Begriffe "orbial/suborbital", "Vollkreis", "Großkreis", "Inklination", "ballistisch".

Natürlich ist das auch alles eine Frage der Flughöhe (Luftreibung), Horizontalgeschwindigkeit, Zeitdauer des antriebslosen Flugs (nach 24 Std. hat sich die Erde genau ein Mal um sich selbst gedreht) und der Bauweise des Flugkörpers.
 
Ein Flugzeug, eine Interkontinentalrakete oder auch ein "Punkt zu Punkt Starship" fliegt eben höchstens kurzfristig in sehr großer Höhe, aber eben nicht in einem "stabilen Orbit", unterliegt damit eben auch tatsächlich ganz anderen Gesetzen.
Es ist eben nicht so,daß da kein wesentlicher Unterschied ist zwischen suborbital und orbital und ein Orbit nur quasi ein Sonderfall/kurzfristige Verlängerung eines suborbitalen Flugs wäre.
Ein Flugzeug kann da ganz anders fliegen und ansteuern/landen, weil es eben u.a. nicht antriebslos fliegt und auch ständig im Luftraum gesteuert werden kann.

Zitat von: Gecko. am 01. September 2025, 10:05:15

Dann wäre ein (militärischer) Punkt-zu-Punkt-Transport "innerhalb von 2 Stunden an jeden Ort" ja auch nicht möglich, da auch dann immer gewartet werden müsste, bis sich die Erde unter dem Start-Großkreis passend gedreht hätte.

Doch, das ist möglich. Da man bein einem Punkt-zu-Punkt Transport nicht zum Startpunkt zurückkehrt. Man kann hier also eine sub-orbitale Bahn so wählen, dass man die Erddrehung mit einberechnet. Ähnlich wie wenn man versucht mit einer Schußwaffe ein bewegliches Ziel zu treffen und dessen Bewegung mit einbezieht und daher "vor" das Ziel schießt. Man kann die gleiche Methode aber nicht so leicht verwenden um mit einer Erdumrundung wieder zum Startpunkt zurück zukehren, wie oben beschrieben.

Ok, jetzt wird's interessant. Man kann also jeden Punkt erreichen, nur genau den Startpunkt nicht? Weil der sich bewegt, kann man ja ebenfalls wie beim Schiessen die Bewegung miteinbeziehen. Oder klappt Punkt-zu-Punkt nur bis zu einer bestimmten Entfernung, z.B. halbe Erdumrundung, und danach geht's nicht mehr?

... aber das mit "nach einer Erdumrundung im Orbit kann eine Rakete problemlos wieder am Startort landen" stimmt halt einfach nicht. Und da brauchen wir auch gar nicht drauf warten, bis es uns SX vorführt, das wissen wir schon heute, ganz einfach weil es eben ein Naturgesetz ist, und daran kommt auch SX nicht vorbei.

Alle Flugbahnen die nicht aktiv angetrieben werden, sind ballistisch. Innerhalb der Atmosphäre kommen aerodynamische Kräfte dazu, Luftreibung, Widerstand, Auftrieb.
Das, was hier diskutiert wird ist die Möglichkeit, nach quasi einer Erdumrundung wieder am Startplatz zu landen. Eine Erdumrundung geht nur mit einer größtenteils ballistischen, also antriebslosen Flugbahn. Am Anfang hat man den Start, also angetrieben vom Boden bis in eine Höher außerhalb der dichten Atmosphäre, am Ende hat man eine Abbremsung (angetrieben) auf eine Abstiegsellipse deren tiefster Punkt innerhalb der dichten Atmosphäre liegt. Dazwischen liegt der antriebslose ballistische Flug. Dieser ballistische Flug um die Erde ist durch die Gravitation an eine Bahnebene eines Großkreises gekoppelt.
Man kann beim Start die Inklination, also die Neigung der Bahnebene zum Äquator so wählen, dass der Start in nordöstlicher Richtung erfolgt, also in den aufsteigenden Abschnitt der Bahnebene, sodass nach einer Umrundung der nachfolgende absteigenden Abschnitt der Bahnebene in südöstlicher Richtung den Startpunkt überfliegt,  da die Erde sich während der Umrundung dahin weitergedreht hat. Siehe z.B.


(https://images.raumfahrer.net/up083104.png)

Etwas unterhalb von Grönland kreuzt sich der aufsteigende Abschnitt des ersten Orbits mit dem absteigenden Abschnitt des zweiten Orbits. Solch eine Kreuzungspunkt kann man in den Startpunkt schieben durch geeignete Wahl der Inklination. Einen zweiten Kreuzungspunkt gibt es gegenüber südlich von Australien. Startet man am Kreuzungspunkt, dann gelangt man nach einer Umrundung wieder dorthin zurück ohne die Bahnebene zu verlassen.

Genau: nach einer Erdumrundung geht nicht.
Ohne Umrundung geht.

Siehe Post 40

Ein Orbit ist ein unnötiges Zwischenziel.

Bezog sich auf Post 43

Ich habe den Eindruck, das Gecko eigene Definitionen verwendet.

Ich hoffe nicht; die Begriffe richtig zu verwenden ist mir wichtig. Allerdings habe ich hier schon ein paar "ertappt", die "suborbital" offenbar mit "niedrig / atmosphärisch" durcheinanderbrachten, oder nicht korrekt von "Flügen entlang von Großkreisen" sprechen, wenn das nur annäherungsweise so ist und eigentlich nur die Projektion gemeint ist, usw.

Ich würde jedem der fragt „was ist ein Orbitalflug“ antworten:
Ein Flug der eine stabile Umlaufbahn erreicht.
Suborbital sind alle Flüge die keine stabile Umlaufbahn erreichen.

Das ist jetzt Deine persönliche Definition?
Mag sie auch noch so einleuchtend klingen, stimmt das so?
Was ist denn "stabil"? Streng genommen nichts, was wir hier diskutieren.
Was ist ein "Orbit"?

Jonathan McDowell behauptet ja zB, Flug 6 (und auch 10) wäre nicht mehr suborbital, sondern transatmosphärisch-orbital gewesen, weil u.a. durch die Raptor-Wiederzündung das Perigäum positiv geworden sei (50 km). Stabil war das trotzdem nicht, weil die Ellipsenform ein Eintauchen in die dichtere Luftschicht und damit Deorbit bewirkt hat. Was ja auch geplant war. Aber ja, die reine Flugbahn war streng genommen mathematisch-geometrisch orbital, weil sie die Erde "verfehlt" hätte. Hätte nichts gebremst. Nur in der Praxis eben nicht stabil.

Die sehr dünnen Atmosphärenreste sorgen aber ja auch in 200 km (Starship) oder 300 km Höhe dafür, dass ständig etwas gebremst wird, also die Orbitalgeschwindigkeit ständig leicht unterboten wird, daher verlieren ISS und insbesondere sehr niedrige Satelliten ständig Bahnhöhe und müssen das ausgleichen - streng genommen sind die alle leicht suborbital unterwegs, wenn man die Bremswirkung der Hochatmosphäre einbezieht.
Stabil ist streng genommen nichts im LEO.
Nur unterschiedlich lang oben.

Wir müssen daher sehr aufpassen, gerade im Bereich sehr niedriger und kurzer Flugbahnen, wie wir "Orbit" verwenden.

Daher macht auch eine grundsätzliche Unterscheidung "suborbital" - "orbital" keinen wirklichen Sinn, und daher:

Wenn man erstmal eine stabile Umlaufbahn erreicht hat gelten die hier genannten Einschränkungen der Bahnmechanik.

stimmt das eben so nicht, es gibt keinen Punkt, an dem, "oh, Orbit erreicht", plötzlich und unvermittelt ganz andere Bahnmechanik-Regeln gelten. Das ist alles graduell.

Beides, suborbital und orbital, ist immer entlang eines (projizierten) Großkreises, da die Anziehungskraft nunmal (scheinbar, und angenähert) vom Erdmittelpunkt ausgeht. Sofern nicht mit Energieaufwand eine seitliche Auslenkung erfolgt = Crossrange, was wir ja nicht wollen bzw. energetisch teilweise auch nicht können.

Denn, wenn es weder Atmosphäre noch ein Hindernis namens Erde gäbe, wäre jede Bewegung, sofern sie nicht die Fluchtgeschwindigkeit erreicht, "orbital", da sie ewig um das Gravitationszentrum herumfliegt.

Und, auch @alepu, "suborbital" ergibt sich also nur, wenn entweder was bremst (Luft), oder was im Weg ist (Erde). Es bedingt aber keine fundamental andere Bahnmechanik, sondern ist nur ein Spezialfall.

Ein Orbit wäre ein Zwischenziel!

Interessantes Gedanken-Konzept.

Ja, ein bestimmter, "stabiler" Orbit wäre ein Zwischenziel, und aus dem heraus wäre nicht jeder Landepunkt zu erreichen. Hier geht es aber nur darum, "irgendeinen" Orbit zu erreichen (sozusagen als Nebeneffekt), aus dem heraus ein bestimmter Landepunkt erreicht werden kann.
Die Bekannte und die Unbekannte in der Gleichung müssen getauscht werden!

Du denkst erneut von einem festgelegten Orbit aus, den Du zum Zielpunkt hin ändern willst.
Das ist das Fakt zB bei der Rückkehr von der ISS, da muss man mangels Crossrange-Möglichkeiten der Kapseln mit Landezonen innerhalb der Flugbahn der ISS vorlieb genommen werden. Aber auch das heißt, alles innerhalb von 52 Grad nord/süd ist prinzipiell erreichbar. Aber der Orbit / die Inklination / die Bahnebene der ISS ist vorgegeben.

Beim Start eines Punkt-zu-Punkt-Fluges ist es das nicht. Egal zwischen welchen zwei Punkten.

Startet man am Kreuzungspunkt, dann gelangt man nach einer Umrundung wieder dorthin zurück ohne die Bahnebene zu verlassen.

Wenn man die Inklination also so wählt, das der nächste Kreuzungspunkt dort ist, wo der Startplatz dann sich hingedreht hat sollte man doch mit einer Umkreisung auskommen, oder?

Zitat von: proton01 am 01. September 2025, 11:52:53

Startet man am Kreuzungspunkt, dann gelangt man nach einer Umrundung wieder dorthin zurück ohne die Bahnebene zu verlassen.

Wenn man die Inklination also so wählt, das der nächste Kreuzungspunkt dort ist, wo der Startplatz dann sich hingedreht hat sollte man doch mit einer Umkreisung auskommen, oder?

Eben !

Hallo Gecko,

wie wäre es deine Frage ohne den Begriff „Orbit“ oder der Bedingung „Erdumkreisung“ zu stellen?

Es geht doch nur darum dort zu landen wo man gestartet ist, oder muss noch eine bestimmte Höhe oder Geschwindigkeit erreicht werden?