**ISS** <Bahnmanöver & Bahnerhalt>

Da hast du natürlich recht, daran hab ich grad gar nicht gedacht  

Meine Frage präziser gestellt, wenn auch OT:

Wenn man bei einem Hohmannübergang genau im Apogäum zünden müsste, geht das ja nicht, weil die Triebwerke auch eine Zeit laufen müssten.

Wie muss man sie dann zünden? Das nach der hälfte der Brenndauer gerade der Apogäum erreicht ist? Aber der Apogäum würde sich ja dann schon verschoben haben?

Matthias

PS: Ich heiße Matthias, die 1 hab ich nur, weil der Name bereits vergeben war  

Wieso wird eigentlich generell die Bahn verändert wenn ein Shuttle oder Kapsel kommt?

Wieso wird eigentlich generell die Bahn verändert wenn ein Shuttle oder Kapsel kommt?

Ich denke mir, dass die Bahn der ISS an die Bahn des Shuttels je nach Nutzlast angepasst wird so das die Randevu-Punkte mit der Missions-Planung übereinstimmen.

Wenn man bei einem Hohmannübergang genau im Apogäum zünden müsste, geht das ja nicht, weil die Triebwerke auch eine Zeit laufen müssten.

Die Triebwerke müssen meistens eine Zeit lang laufen, da diese zu schwach sind für eines "echtes" Impulsmanöver. Bei diesem muss in möglichst sehr kurzer Zeit ein bestimmtes delta v (eine Geschwindigkeitsänderung) aufgebracht werden. Über den Schub des Triebwerkes und mit der Masse des Fahrzeuges kann man dann die Brenndauer ermitteln (vereinfacht: delta_Geschwindigkeit = Schub * delta_Zeit / Masse).

Wie muss man sie dann zünden? Das nach der hälfte der Brenndauer gerade der Apogäum erreicht ist? Aber der Apogäum würde sich ja dann schon verschoben haben?

Vollkommen richtig, man zündet die Triebwerke immer so, dass nach der halben Brenndauer der ideale Zündzeitpunkt durchflogen wird, in diesem Beispiel also das Apogäum. Somit brennt das Triebwerk 50% vor und 50% nach Apogäum. Da man das Apogäum im Apogäum selber nicht verändert (zumindest nicht mit tangentialem Schub, wovon wir hier reden), kann man auch die sehr kleinen Änderungen bei längerer Brenndauer vernachlässigen, solange sie in der Nähe des Apogäums sind. Eine Brenndauer von einigen Minuten ist völlig normal.

Kleiner Exkurs:Tangentialer Schub ist immer in oder gegen Geschwindigkeitsrichtung (im Falle eines Kreisorbits somit ausschliesslich senkrecht auf dem Radiusvektor und innerhalb der Orbitebene) und führt zu einer Änderung der Orbitenergie. Um das Apogäum im Apogäum selbst anzuheben bedarf es radialem Schub. Dieser zeigt in die gleiche Richtung wie der Radiusvektor (vom Erdmittelpunkt zum Raumfahrzeug). Allerdings ist dies nur von Dauer solange die Triebwerke brennen. Es handelt sich hierbei um "Schweben", was man z.B. mit einem Helikopter der auf der Stelle schwebt vergleichen kann. Solange die Triebwerke/Rotoren an sind schwebt das Fahrzeug, schaltet man sie aus, "fällt" das Fahrzeug wieder zurück auf den Ausgangspunkt. Das Raumfahrzeug hätte danach den gleichen Orbit wie vorher, also eine schöne Möglichkeit Treibstoff zu verballern  .

Zurück zur ISS. Ob die Raumstation einmal oder mehrmals beschleunigt wird würde mich auch interessieren. Normalerweise reicht einmal aus um die Bahnenergie zu erhöhen, zumindest solange das Perigäum nicht zu tief liegt. In diesem Fall würde man wohl einen Hohmanntransfer fliegen. Früher hatte man jedoch geplant generell einen Hohmanntransfer als Reboost auszuführen.

Hi Leute

Zum Thema "Höhe der ISS" und so kann ich diese topaktuelle Grafik beisteuern.  8-)



Hier gibts die Seite dazu:
http://www.heavens-above.com/issheight.asp?lat=50.933&lng=6.950&loc=Cologne&alt=46&tz=CET

PS: Man kann sehr schön sehen wann ein Shuttle die Station besuchte (September 2006, Dezember 2006, Juni 2007, August 2007). Da werdend einer Shuttle-Mission immer wieder mal kleinere Korrekturen durchgfeführt werden (z.B. beim Docking) bilden sich dann diese Zacken im Höhenprofil.  

Mane

Das der atmosphärische Widerstand doch noch so groß ist in dieser Höhe hätte ich nicht gedacht.
In knapp 4 Monaten hat sich Bahnhöhe um 11 km reduziert (Dez - März).

Weiß jmd, ab welcher Höhe der Energieverlust durch die Atmosphäre keine Rolle mehr spielt, so dass Orbitanhebung nicht mehr durchgeführt werden müssten? Beim HST sollte das doch zB der Fall sein.

Wir könnten die ISS dann ja einfach nach oben schicken...   *geht natürlich nicht*

Gruß, Olli

Na ja, das Hubble fliegt auch "nur" auf ~550 km Höhe, die ISS zu Baubeginn auf bis zu 400 km. Die Intensität der Reibung der Restatmosphäre hängt wesentlich von der Größe des Objektes ab. Und daher hat das eher handliche Hubble auch deutlich weniger Reibungsverlust als die ISS...
Gruß,
MSSpace...

Hubble spürt das auch noch. Auf der Hubble-Seite geht man von einem Wiedereintritt bis spätestens 2032 aus, leider kann ich diese Infoquelle gerade nicht mehr finden.

Auf der Hubble-Seite geht man von einem Wiedereintritt bis spätestens 2032 aus

Gibt es da eigentlich Pläne für ein irgendwie kontrolliertes Deorbiting? Wenn so ein Geschoß wie Hubble runterkommt, werden ja sicher ein paar Brocken auch unten ankommen. Auch wenn die Mir noch bedeutend größer war, konnte man sie ja über das Progress-Schiff immerhin noch gezielt aus der Bahn nehmen und recht lange in einer stabilen Lage halten. Wie will man da bei Hubble vorgehen, wenn es denn mal irgendwann soweit ist? Oder ist Hubble doch noch nicht groß genug, um "kritisch" zu werden?

Das Hubble liegt mit knapp 12 Tonnen zwischen einem Progress-Mülltransporter mit rund 6 Tonnen und einem ATV-Mülltransporters mit rund 15 Tonnen (jeweils nach Entladen/Verbrauchen von Treibstoff, Wasser, Luft und nach Beladen mit nicht mehr benötigtem Material). In der Gewichtsklasse dürfte nicht mehr viel auf der Erde ankommen. Die Mir war ja wesentlich schwerer und selbst die kleineren Saljut-Stationen brachten es auf rund 20 Tonnen. Bei den Saljuts war die Zahl der Trümmerteile gering. Vermutlich wird Hubble seinen letzten Tropfen Sprit wie üblich für ein Bremsmanöver zum Eintritt über dem Pazifik nutzen...
Gruß,
MSSPace...

PS: uups, wir sind ganz schön off-topic. Vielleicht sollten wir im Hubble-Thread weitermachen...

Vermutlich wird Hubble seinen letzten Tropfen Sprit wie üblich für ein Bremsmanöver zum Eintritt über dem Pazifik nutzen...
Gruß,
MSSPace...

Seit wann hat Hubble Sprit an Bord???
Das Teleskop hat keinerlei Triebwerke.

schau mal bei den letzten antworten von kosmologie/hubble nach...
da paßt das besser hin wie hier.

Zum Thema "Höhe der ISS" und so kann ich diese topaktuelle Grafik beisteuern.  8-)

Die Grafik gefällt mir. Laut der verlinkten Seite handelt es sich um den pro Orbitumlauf gemittelten Höhenverlauf, was den linearen Verlauf erklärt. Wie sieht denn die Exzentrizität der ISS aus? Hat davon jemand eine Grafik? Alternativ auch Apogäums/Perigäumsverlauf oder "echtes" Höhenprofil. Dann könnte man eventuell einschätzen ob nun ein Reboost oder doch Hohmanntransfer gemacht wird.

Das der atmosphärische Widerstand doch noch so groß ist in dieser Höhe hätte ich nicht gedacht.
In knapp 4 Monaten hat sich Bahnhöhe um 11 km reduziert (Dez - März).

Der Widerstand hängt auch von der Fläche quer zur Flugrichtung ab, und die ISS ist ja nicht so klein (einige Module, aber insbesondere Solarkollektoren und Radiatoren). Ich hätte sogar mehr Höhenverlust erwartet, aber noch ist die Station nicht ausgebaut.

Weiß jmd, ab welcher Höhe der Energieverlust durch die Atmosphäre keine Rolle mehr spielt, so dass Orbitanhebung nicht mehr durchgeführt werden müssten? Beim HST sollte das doch zB der Fall sein.

Es gibt keine klare Grenze ab welcher die Restatmosphäre nicht mehr vorhanden ist. Irgendwo habe ich gelesen, das ab 600 km Höhe der Einfluss des Solaren Strahlungsdruckes grösser ist als der Einfluss der Restatmosphäre, darunter überwiegt der Einfluss der Restatmosphäre. Solarer Strahlungsdruck wird durch elektromagnetische Strahlung (also durch Licht aber auch Radiowellen, Röntgen- und Gammastrahlen ) von der Sonne verursacht.
Daneben gibt es aber noch andere Störeinflüsse: ungleiche Masseverteilung der Erde (sehr starke Störung), Gravitation von Sonne und Mond und jede Menge andere Störgrössen. Nicht alles führt jedoch automatisch zu einem niedrigerem Orbit, manchmal wird einfach nur die Orbitform geändert (aus Kreis wird Ellipse) oder der Orbit gedreht. Orbitanhebungen bzw. -korrekturen sind also immer notwendig, sonst landet man irgendwann wieder auf der Erde .

Das der atmosphärische Widerstand doch noch so groß ist in dieser Höhe hätte ich nicht gedacht.
In knapp 4 Monaten hat sich Bahnhöhe um 11 km reduziert (Dez - März).

Weiß jmd, ab welcher Höhe der Energieverlust durch die Atmosphäre keine Rolle mehr spielt, so dass Orbitanhebung nicht mehr durchgeführt werden müssten? Beim HST sollte das doch zB der Fall sein.

Wir könnten die ISS dann ja einfach nach oben schicken...   *geht natürlich nicht*

Gruß, Olli

Hallo Olli!

Dein Gedankenexperiment hätte nur etwas für sich, wenn nicht "ständig" unbemannte und bemannte Transporter zur ISS fliegen würden. So ist der Aufwand für den Transport jeder Last in den höheren Orbit wesentlich größer als der Treibstoffverbrauch für das Anheben der ISS. Der Treibstoff ist quasi bei jedem Versorgungsflug nur "Beipack".

Außerdem hätte die ISS aus wesentlich kleineren Einzelteilen aufgebaut werden müssen. Die Anzahl der Shuttleflüge ist aber auch so schon begrenzt.

Auch kann ich mir nicht vorstellen, dass man in den russischen Modulen noch leben kann, wenn aus Gründen der Gewichtsersparnis der Durchmesser der Module (und damit der Lebensraum) wesentlich (zum Beispiel 1 m) verringert worden wäre. Die Leistung der Proton-Rakete ist wie bei jeder anderen Rakete auch begrenzt.

Gruß Ingo

P.S.: Manche gute Idee muss eben dem Machbaren geopfert werden.

Hey Ingo,

danke für die ausführliche Erläuterung. So ähnlich hatte ich es mir gedacht. Die ISS wird ja ein paar Tage vor einem Rendeovuz mit dem Shuttle, einem Progress-Transporter oder einer Sojus abgesenkt, damit sie vernünftig zu erreichen ist.

Und ne kleinere ISS stell ich mir nicht sehr rentabel vor, das vergessen wir lieber wieder ganz schnell...

Gruß,
Olli

Die ISS wird ja ein paar Tage vor einem Rendeovuz mit dem Shuttle, einem Progress-Transporter oder einer Sojus abgesenkt, damit sie vernünftig zu erreichen ist.

Hi Leute

Ich muss dich korrigieren Olli. Das ist nicht der Fall. Es ist zwar richtig, dass man die ISS in einen niedrigeren Orbit "abfallen" läßt, wenn ein Shuttle mit schwerer Nutzlast (z.B. STS-117 im Juni 2007) erwartet wird, aber abgesenkt (also aktiv gebremst) wird da nix!

Schau dir mal die Grafik in meiner Antworten #1036 an. Da kann man sehr schön sehen, dass die ISS z.B. bei Ankunft von STS-116 (Dezember 2006) und STS-118 (August 2007) in einem verhältnismäßig sehr hohen Orbit war!

Mane

Zum Thema maximale Höhe der ISS kann ich folgende Zahlen beisteuern (die Quelle ist ein paar Jahre alt, daher weiss ich leider nicht ob die Werte noch aktuell sind):
- die russischen Raumstationsmodule sind nur bis zu einer Höhe von 460 km ausgelegt und
- maximale Rendezvoushöhe für Soyuz TM sind 425 km.

Allein dadurch ist der maximale Orbit begrenzt. Allerdings hat es inzwischen einige Änderungen gegeben. So wurde Soyuz TM durch Soyuz TMA abgelöst. Die maximale Einsatzhöhe der russischen Module dürfte aber noch Bestand haben.

Hallo zusammen,

@Mane: Stimmt, nach den Missionszeiten von STS-116 und STS-118 habe ich nicht geschaut in deinem Diagramm.

Das die Station nur passiv Fallen gelassen wird und keine aktive Bremsung erfolgt wusste ich nicht - bin daher nun wieder etwas schlauer. Danke dir!

Kann man denn so genau bestimmen, um viel Höhendifferenz die ISS in einem bestimmten Zeitraum absinkt? Diese Angabe ist ja wichtig, um einen Transportflug richtig zu berechnen!

Gruß, Olli

Hi Leute

@Olli:
Ja, das kann man genau genug bestimmen. Schau dir nochmal die Höhengrafik an. Wenn man die Zeiträume zwischen den Reboosts betrachtet stellt man fest, dass die Absinkung sehr linear (gleichmäßig) passiert. Im Zeitraum zwischen Dezember 2006 und März 2007 kann mans gut sehen.

Beachte auch die Genauigkeit der Grafik. Im eben genannten Zeitraum wurde die Höhe der ISS von einem (für ISS-Verhältnisse) hohen Orbit auf einen (für ISS-Verhältnisse) relativ niedrigen Orbit fallen gelassen. Aber diese Differenz sind "nur" 10 Kilometer.

Mane

Kurz vor einem Start zur ISS wird deren aktueller Orbit beim letzten Überflug doch normalerweise nochmals genauestens vermessen. Da muss man sich also nicht auf Vorhersagen aus dem bisherigen Absinken der letzten Tage/Wochen verlassen.

Hallo,

zum Thema ISS Bahndaten und Höhe gibt es hier noch eine interessante Website:

 > > klick

Dort steht u.a. auch die aktuelle Sinkgeschwindigkeit der ISS...im Moment wohl 57m pro Tag.

Gruß
Holi

Hi Leute

@Schillrich

Klar, kurz vor dem Start wird die exakte Position der ISS gemessen. Da wird nix geschätzt.

Was ich gemeint habe ist, dass man sehr gut zu einem bestimmten Startdatum hin schätzen kann, wie hoch die ISS dann sein wird. Man läßt die ISS absichtlich in einen tieferen Orbit fallen, wenn ne Shuttle-Mission mit schwerer Nutzlast ansteht. Man kann dann sehr gut schätzen, wann man den letzen Reboost machen muss und wie stark der sein muss damit die ISS dann z.B. einige Wochen später in der gewünschten Höhe ist.

Mane

Hallo Holi,

vielen Dank für den Link.
Die Seite ist hervorragend, vor allem die Grafik mit Apogäums- und Perigäumsverlauf ist genau das was ich gesucht habe. Man erkennt sehr schön wie das Perigäum etwas stärker abnimmt als das Apogäum. Mal sehen wann der nächste Reboost stattfindet (bin gespannt wie ein Flitzebogen ).

Gruss
Cosmo

Hallo,

September 24 - ISS orbit's raising by Zvezda's engines

Heute erfolgt wieder eine "Bahnanhebung" der ISS mit den Triebwerken von Zvezda

jok

Nach NovKos wurden gestern, 23.09.2007, die Motoren um 19:33 UTC ( 23:33 MosZ) für 163 Sekunden gezündet. Die ISS wurde dadurch um 8 km angehoben...

Grüße
jakda...