Speed

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andi

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Speed
« am: 16. April 2007, 20:02:48 »
Hallo
Ariane 5 ECA:17km/s ( OHNE Nutzlast und Erdanziehung(von Tobias 453))Aber ne ECB würde ja schneller sein(Vinci). :o
Welche Rakete könnte die Höchste Geschwindigkeit erreichen?
Wie könnt ihr das ausrechnen? :'( :'( :-[ :-[ [smiley=2vrolijk_08.gif] [smiley=2vrolijk_08.gif] [[smiley=bath.gif]
« Letzte Änderung: 16. April 2007, 20:06:54 von andi »

tobi453

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Re: Speed
« Antwort #1 am: 16. April 2007, 20:33:17 »
Hallo andi,

Das kann man ausrechnen, wenn man sich selbst ein entsprechendes Computerprogramm programmiert hat. ;) Sollte jemand Interesse an dem Programm zeigen, kann derjenige mich ja per PN kontaktieren. Ich könnte auch ein Bild mit dem Beschleunigungs- bzw. Geschwindigkeitsgraphen in Abhängigkeit von der Zeit posten, falls Interesse besteht.

Um zu verstehn, wie das Programm funktioniert, muss man eigentlich nur die Beschleunigungsfunktion bzw. Geschwindigkeitsfunktion der Rakete wissen. Beschleunigung ist Schub/Masse. Man muss als nur Schub und Masse zu einem Zeitpunkt t wissen, um zu diesem Zeitpunkt die Beschleunigung auszurechnen. Schub=Massenstrom*effektive_Ausströmgeschwindigkeit, Masse=Leermasse(n)+Treibstoffmasse(n)+Nutzlast. Die Masse ändert sich je nachdem, ob ein Triebwerk gerade brennt und ob Stufen abgeworfen werden. Beim Schub kann man einfach den Schub der verschiedenen gerade brennenden Stufen addieren. Bei Ariane V am Anfang also 2*Boosterschub+Haupttriebwerkschub.

Um auf die Geschwindigkeit zu kommen gibt es nun mehrere Möglichkeiten:
1. Man berechnet in jeder Sekunde die Beschleunigung und summiert diese auf bis zum Brennschluss. Das macht z.B. mein Programm.(ist einfacher zu programmieren/numerische Integration)
2. Raketengleichung von Ziolkowski verwenden. Problem hierbei: Bei der Ariane V brennen Haupttriebwerk und Booster am Anfang gleichzeitig. Dann ist es sehr schwer die effektive Ausströmgeschwindigkeit zu berechnen. Für die dies interessiert: Geschwindigkeit bei Brennschluss=effektive Ausströmgeschwindigkeit*Log(Startmassse/Masse bei Brennschluss)
Log ist der natürliche Logarithmus.

Massenstrom ist die Masse die pro Sekunde aus dem Triebwerk geschleudert wird, also Treibstoffmasse/Brennzeit.(Wir nehmen hier an, das immer gleichviel Masse ausgestoßen wird)
Die effektive Ausströmgeschwindigkeit (=10*spezifischer Impuls) kann man in der Regel bei den Triebwerksdaten bei Wikipedia nachlesen, das Ariane V Haupttriebwerk hat eine Ausströmgeschwindigkeit von ca. 4300 m/s laut http://en.wikipedia.org/wiki/Ariane_5.


Vielleicht nicht ganz einfach zu verstehen, für diejenigen die entweder noch nicht so weit sind mit Mathe in der Schule oder diejenigen, die sich nur ungern an ihre Mathezeit in der Schule erinnern. ;) Aber ich hoffe ich konnte ein wenig helfen. ;)

tobi453

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Re: Speed
« Antwort #2 am: 16. April 2007, 20:42:28 »
Und wenn man das so nachrechnet sieht man z.B, dass die Beschleunigung der Ariane V bei Brennschluss der Booster kurzzeitig auf ca. 0,9 G zurückfällt, dass heißt die Rakete fällt wieder runter! ;D Das Haupttriebwerk entwickelt nämlich erst nicht genug Schub im Verhältnis zur Raketenmasse. Ohne Booter würde die Ariane V erst nach drei Minuten abheben. ;D Dann ist nämlich genug Treibstoff verbraucht und die Rakete ist so leicht geworden, dass der Triebwerksschub ausreicht.

Gero_Schmidt

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Re: Speed
« Antwort #3 am: 16. April 2007, 20:42:37 »
Ich meine mich zu erinnern, dass das derzeit schnellste menschengemachte Objekt die Pluto-Sonde New Horizons ist. Die wurde mit einer Atlas V gestartet...

andi

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Re: Speed
« Antwort #4 am: 16. April 2007, 21:00:02 »
Hallo [smiley=2vrolijk_08.gif] [smiley=2vrolijk_08.gif]
Wie schnell war New Horizons denn.

rolli

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Re: Speed
« Antwort #5 am: 16. April 2007, 21:02:59 »
« Letzte Änderung: 16. April 2007, 21:04:31 von rolli »

*

Offline Schillrich

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  • 19592
Re: Speed
« Antwort #6 am: 16. April 2007, 21:49:57 »
@Tobias,

Passt doch :), ist schön zusammengefasst. Ich bevorzuge bei so etwas meinen Rechenknecht einzuspannen ;).

@Andi
Bei den Sonden (New Horizons, Voyager, etc.) muss man aber beachten, dass sie durch gravity-assist-Manöver eine ganze Menge Energie gewonnen haben. Deren Geschwindigkeit kommt also nicht nur vom Raketenstart.
\\   //    Grüße
 \\ ///    Daniel

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

Martin

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Re: Speed
« Antwort #7 am: 17. April 2007, 11:28:36 »
Hallo,

also New Horizons hatte erreichte allein durch die Atlas V 551 mit Delta II Oberstufe eine Geschwindigkeit von 57.000 km/h, das sind knapp 16 km/s. Durch Gravity assist am Jupiter wurde das noch weiter erhöht.

Martin

rolli

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Re: Speed
« Antwort #8 am: 17. April 2007, 11:33:20 »
Hallo auch

darf ich doch mal den Eintrag von Jerry erwähnen:

Februar 2007 um 17:08  
 Moin,
 
bei diesem Swing-by hat *New Horizons* einen Geschwindigkeitszuwachs von  ~ 16.000 km/h bekommen.
Die Sonde wurde mit 58.320 km/h auf die Reise geschickt. Es gab dann zwei Kurskorrekturen, bei denen jeweils die Geschwindigkeit erhöht wurde auf 1. = 64.800 km/s und 2. auf 68.950 km/s.

Das scheint ja wohl ziemlich korrekt ?!

 ;)

andi

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Re: Speed
« Antwort #9 am: 17. April 2007, 13:29:52 »
Hallo

68950km/h

Danke Rolli ,Tobias 453, und ... [smiley=dankk2.gif]
« Letzte Änderung: 17. April 2007, 13:33:41 von andi »

andi

  • Gast
Re: Speed
« Antwort #10 am: 17. April 2007, 13:32:15 »
Hallo
Wie schnell ist die Delta Iv?

ILBUS

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Re: Speed
« Antwort #11 am: 17. April 2007, 13:34:08 »
Hallo Andi, ich hatte dir schon mal die Seite von Leitenberger empfolen gehabt. Dort sind viele moderne, und alte Raketen sehr gut beschrieben.

andi

  • Gast
Re: Speed
« Antwort #12 am: 17. April 2007, 13:38:35 »
Hallo Ilbus
Da steht aber nicht die Geschwindigkeit. ;)

ILBUS

  • Gast
Re: Speed
« Antwort #13 am: 17. April 2007, 15:39:15 »
Ich dachte, du hättest Spass am Rechnen. ;) Die daten der Raketen, und die auf der selben Seite beschriebenen Grundlagen lassen dich sehr preziese die Endgeschwindigkeiten in allen möglichen Orbits berechnen. 8-)

tobi453

  • Gast
Re: Speed
« Antwort #14 am: 17. April 2007, 15:58:50 »
Hier gibt's online ein Programm, um Geschwindigkeiten in Abhängigkeit von der Nutzlast auszurechnen:
http://www.bernd-leitenberger.de/berechnung.shtml

Scheint auch Verluste wie Gravitation, Luftwiderstand etc.. mit einzuberechnen. Da wird die maximale Geschwindigkeit der Ariane V ECA mit ca. 15km/s angegeben. Da ich ca. 16.6 km/s ausgerechnet hatte, macht das ca. 1.6 km/s Verluste durch Gravitation und ähnliches.

EDIT: Ich habe gerade gesehen, dass ich einige Werte in meinem Programm bei der Ariane 5 ECA falsch hatte. Sie schafft nur 16.6 km/s.
« Letzte Änderung: 17. April 2007, 16:21:04 von tobi453 »

knt

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Re: Speed
« Antwort #15 am: 20. April 2007, 13:37:32 »
#
Zitat
Nachtrag:Beantwortet mir mal jemand die Frage !!

Hi andi,

Mit dem Ton wirst du hier wohl keine Antwort bekommen. ;)  Abgesehn davon: "Wer fragt wird klug. Wer antwortet wird weise" - will heißen: recherchiere doch selber  :P

Man sagt zwar immer es gibt keine dummen Fragen, aber das sagt man nur zu Kindern um sie nicht zu beschämen (was auch gut und richtig ist!). In Wirklichkeit gibt es dumme Fragen  natürlich wirklich: Es sind nämlich die Fragen, die man stellt weil man selber zu bequem ist sich die Antwort zu geben.

Der Wikipedia Artikel ist generell ein guter Start. Steht dort nichts, dann vieleicht in den Web Links die im Artikel aufgelistet sind. Zweite Anlaufstelle wäre die Raumfahrer-Forums Suche. Wenns dort nichts gibt: die Suchmaschine deiner Wahl - Ich würde z.B. nach "Ulysses Geschwindigkeit" oder "ulysses orbital speed" suchen ::)

Na? Wie schnell ist sie? :)
« Letzte Änderung: 20. April 2007, 13:58:27 von knt »

andi

  • Gast
Re: Speed
« Antwort #16 am: 20. April 2007, 14:01:07 »
Hallo
Entschuldigung :-[

Muss mich bemühen netter zu sein.

knt

  • Gast
Re: Speed
« Antwort #17 am: 20. April 2007, 14:06:52 »
entschuldigung akzeptiert :)

Zitat
Ulysses wurde mit 15,4 km/s in ihrer Fluchtbahn zum Jupiter ausgesetzt. Dieses so genannte Fly-By-Manöver war erforderlich, um von Jupiter in eine polare Sonnenumlaufbahn umgelenkt zu werden.

Damit verließ sie die Erde mit der zweithöchsten je von einer Raumsonde erreichten Geschwindigkeit. (Den aktuellen Rekord hält die Raumsonde New Horizons mit 16,21 km/s)

(http://de.wikipedia.org/wiki/Ulysses_%28Sonde%29)
« Letzte Änderung: 20. April 2007, 14:07:07 von knt »

andi

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Re: Speed
« Antwort #18 am: 20. April 2007, 14:08:00 »
Hallo
15,4km/s(ulysses)
 ;D ;D ;D ;D ;D

andi

  • Gast
Re: Speed
« Antwort #19 am: 20. April 2007, 14:11:21 »
Beim Leitenberger stand es wär die schnelste.(Alter Artikel)
weil   New Horizons ja schneller war!

andi

  • Gast
Re: Speed
« Antwort #20 am: 20. April 2007, 20:04:58 »
Hallo

Hab so was über die Geschwindigkeit von Voyager 1 und 2 gefunden.


Bibliographic Entry Result
(w/surrounding text) Standardized
Result
McGraw-Hill Encyclopedia of Science and Technology. vol. 17. New York: McGraw-Hill, 1992. 138-141. "Voyager 1 is now leaving the solar system, rising above the ecliptic plane at an angle of about 35° at a rate of about 3.2 × 108 mi (5.2 × 108 km) a year …. Voyager 2 is also leaving the solar system, diving below the ecliptic plane at an angle of about 48° at a rate of about 2.9 × 108 mi (4.7 × 108 km) a year." 16.49 km/s
(Voyager 1)

14.90 km/s
(Voyager 2)
Voyager Mission Status. Jet Propulsion Laboratory. 1995. [This page no longer exists at this URL.] "The Voyager 1 spacecraft is departing the solar system at a speed of 17.46 km/s …. The Voyager 2 spacecraft is departing the solar system at a speed of 16.08 km/s." 17.46 km/s
(Voyager 1)

16.08 km/s
(Voyager 2)
Voyager Mission Operations Status Report: Range, Velocity and Round Trip Light Time. Voyager Project. Jet Propulsion Laboratory (JPL). Pasadena, CA. "Velocity Relative to Sun (km/sec) as of 6/13/97:
Voyager 1 17.374
Voyager 2 15.957" 17.374 km/s
(Voyager 1)

15.957 km/s
(Voyager 2)
Bibliographic Entry Result
(w/surrounding text) Standardized
Result
NASA/JPL. Advances in the Astronautical Sciences. AAS Publications, 1981 cited in Hall, Stephen S. Mapping the Next Millenium. New York: Random House, 1992. 50. "Voyager 1 3.50 AU/yr

Voyager 2 2.92 AU/yr, 2.90 AU/yr, 3.04 AU/yr, 3.24 AU/yr, 3.39 AU/yr [highlighted], 3.76 AU/yr, 4.09 AU/yr, 3.96 AU/yr

Pioneer 10: 2.39 AU/yr
Pioneer 11: 2.22 AU/yr" 16.6 km/s
(Voyager 1)

13.8 - 19.4 km/s
(Voyager 2)

knt

  • Gast
Re: Speed
« Antwort #21 am: 20. April 2007, 20:27:36 »
Zitat
Pioneer 10: 2.39 AU/yr
*lach* AU pro Jahr ist ein interessante Geschwindigkeits angabe - so weit sind "wir" schon gekommen :D

*

Offline Schillrich

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Re: Speed
« Antwort #22 am: 20. April 2007, 21:16:27 »
Zitat
Zitat
Pioneer 10: 2.39 AU/yr
*lach* AU pro Jahr ist ein interessante Geschwindigkeits angabe - so weit sind "wir" schon gekommen :D
Eigentlich finde ich diese Einheit ganz gut ... auch wenn sie kurios ist ;). Sie ist sehr anschaulich, v.a. bei den Dimensionen des Sonnensystems. km/s kann man sich auf der Erde noch vorstellen. Mit 16km/s bin ich in 0,5 sec auf Arbeit. Aber im Maßstab des Sonnensystems bin ich damit ein wenig weiter rechts neben dem Mars. AU sagt mir da mehr ... und ist auch beeindruckender.
\\   //    Grüße
 \\ ///    Daniel

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andi

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Re: Speed
« Antwort #23 am: 20. April 2007, 21:53:09 »
Hallo

Am 14. Oktober 2005 war Voyager 1 rund 14,5 Milliarden Kilometer (97,1 Astronomische Einheiten (AE) oder 13,4 Lichtstunden von der Sonne entfernt und hat bis jetzt einen Weg von 115 AE (17,2 Mrd. km) hinter sich gebracht. Somit ist sie das am weitesten von der Erde entfernte Objekt, das von Menschen gebaut wurde. Sie entflieht mit einer Geschwindigkeit von ca. 3,6 AE (0,6 Mrd. km) pro Jahr relativ zur Sonne, was ca. 17 Kilometern pro Sekunde (km/s) entspricht

andi

  • Gast
Re: Speed
« Antwort #24 am: 20. April 2007, 22:09:20 »
Hallo

Die beiden Voyager Missionen (Voyager 1 + 2) zählen zu den erfolgreichsten Missionen überhaupt, die jemals zur Erkundung des Sonnensystem gestartet wurden. Voyager 2 wurde am 20.August 1977 gestartet, Voyager 1 folgte in einem Abstand von 16 Tagen.

Voyager 1 hat ihre Mission, die Planeten Jupiter und Saturn mit ihren vielen Monden zu erkunden, erfolgreich abgeschlossen und befindet sich nun jenseits des Sonnensystemes im tiefen Raum. Voyager 2 war ihrer Schwester Voyager 1 zu Jupiter und Saturn gefolgt, und besuchte den Uranus im Januar 1986 und Neptun im August 1989. Im Herbst 1990 sandte Voyager die ersten Bilder zur Erde zurück, die jemals von so weit draußen im Weltraum, -jenseits des Sonnensystems-, aus aufgenommen wurden. Das dominanteste Erscheinungsbild der Sondensind wohl die 3,5 Meter großen Hochleistungsantennen, die für die Datenübertragung zwischen den Voyager Sonden und den Kontrolleuren auf der Erde verantwortlich sind. Des weiteren tragen die Voyager-Sonden eine gold-schimmernde "Schallplatte" mit sich, die "Klänge der Erde (Sound of Earth)" genannt wird. Auf diesen Platten sind Grußbotschaften der Menschen mit Bildern und Geräuschen unseres Planeten vorhanden, um eventuellen Intelligenzen, die auf die Sonde stoßen sollten,  zu offenbahren, woher dieser "Reisende" herkommt.

Beide Voyager Sonden setzen die Erkundung nun außerhalb des Sonnensystems fort.
 

 

Die Raumsonde Voyager 1 stellte vor kurzem (17.02.1998, 23.10 Uhr MEZ) einen neuen Rekord auf: Voyager 1 ist nun das Raumfahrzeug, das am weitesten von der Erde entfernt ist. Mit der Rekordentfernung von 10,4 Milliarden Kilometern von der Erde hat die vor über zwei Jahrzehnten gestartete Voyager 1 die Raumsonde Pioneer 10 überholt. Im Gegensatz zu Pioneer 10, bei der in den nächsten Monaten mit dem Versiegen der Energie gerechnet wird, hoffen die Wissenschaftler vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) den Kontakt zu Voyager 1 noch über 20 Jahre aufrecht erhalten zu können. In den siebziger und achtziger Jahren waren neben den Sonden Voyager 1 und Pioneer 10 auch noch deren Zwillingssonden Voyager 2 und Pioneer 11 zur Erforschung der äußeren Planeten unseres Sonnensystemes unterwegs.

 Die Flugbahn von Voyager 1 war angelegt, um an Saturns großem Mond Titan möglichst nah vorbei zu fliegen. Durch die Anziehungskraft des Saturn wurde die Sonde danach aus der Ebene der Ekliptik, in der alle Planeten mit der Ausnahme von Pluto die Sonne umkreisen, heraus getragen. Voyager 1 ist jetzt so weit von der Erde entfernt, daß es 9 Stunden und 36 Minuten dauert, bis ein Funksignal mit Lichtgeschwindigkeit die Erde erreicht.

Das Funksignal wird von einem 20 Watt Sender produziert. Es ist so schwach, daß die Summe der Energie, die die Antennen der Bodenstation erreichen 20 Milliarden fach kleiner ist, als die Energie einer Batterie einer Digitaluhr. Ziel der weiteren Voyager-Mission ist es, die Umgebung der äußeren Planeten bis über die Grenze des Sonneneinflusses hinaus auszukundschaften
 Gruß
Andi