Parker Solar Probe auf Delta IV Heavy

Mir ging es es auch weniger darum, dass die Parker Sonde auf die Falcon Heavy wechseln sollte.
Sondern dass mit der FH eine solche Bahn auch geflogen werden kann, nur dass die Sonde mehr Treibstoff (oder eine Kickstufe) braucht. Also anders designed werden muss.
Bei dem Preisunterschied ist dies, im Hinblick auf zukünftige Missionen, kein Nachteil für die FH.

Re: MR

Hmm - das ist jetzt leicht verwirrend: "Solar Orbiter" ist seit dem Jahr 2000 die Bezeichnung für eine ESA-Mission (siehe auch den Thread hier: https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=10520.0); die Bezeichnungen der Vorläufer der Parker Solar Probe waren : "Solar Probe" (before 2002); "Solar Probe Plus" (2010–17); "Parker Solar Probe" (since 2017).
(Ich weiss, das in dem wikipedia-Eintrag auch die Vorläufer-Bezeichnung "Solar Orbiter" erwähnt wird, halte das aber für schwer irreführend ... )

Man sieht an der Grafik eindeutig, wie sich die Daten von FH-Exp und der Delta4 kreuzen. Das ist das was ich schrieb mit "je leichter die Nutzlast ist, desto größer werden die Nachteile eines schwereren Trägers". Der Schwerte Träger kann war mehr Masse ins All bringen, aber wenn er wenig Masse extrem schnell beschleunigen muss, geht das nicht, weil er selber schon schwer ist.
Selbstverständlich kann das Problemlos mit einer "Kick-Stufe" ausgeglichen werden. Wenn man denn eine besitzt welche von der Größe und dem Tankvolumen her perfekt zur Rakete und zum Satelliten passt.

Eine solche extreme Beschleunigung wird aber nur mit einer hochenergetischen Oberstufe (LH2/LOX) möglich sein. Die FH einfach mit einer Feststoff-Kickstufe nachzurüsten löst das Problem nicht. Da sich SpaceX aber weiterhin hartnäckig weigert, eine LH2/LOX-Oberstufe zu entwickeln, werden sie auch zukünftig auf solche Nutzlasten verzichten müssen.

Nur wegen solchen Sonden würde sich eine solche Oberstufe zwar nicht lohnen, aber dann brauchte man vielleicht die FH nicht mehr und könnte auch die Nutzlasten mit der F9 starten, die aktuell für die F9 zu schwer sind.

Guten Morgen, geschätzte Raumfahrer.net Freunde !

Wie weit offen ist das Startfenster für das Parker Solar Probe Projekt denn noch, sollten vor dem aktuell gültigen Starttermin, kommenden Samstag, 11.08.2018 neuerliche Probleme auftreten ?

Ich hoffe, dass da noch genügend Luft nach oben ist, damit diese faszinierende Mission sicher beginnen kann !

Danke im Voraus für eure Antwort(en) !
Schönen Gruß vom Rudolf

Also insgesamt kann man an 13 aufeinanderfolgenden Tagen starten: 11.08. - 23.08.

An jedem Tag ist das Startfenster ca. 45 Minuten lang.

http://parkersolarprobe.jhuapl.edu/News-Center/Show-Article.php?articleID=89

Das Fluchtmanöver wird über dem Indischen Ozean passieren, wenn dort die Sonne gerade im Zenit steht. Der Stack befindet sich dort genau "zwischen Erde und Sonne" und bewegt sich dann gerade entgegen dem Erdumlauf um die Sonne. Gegenüber der Erde beschleunigt sie dann, steigt und "flüchtet", gegenüber der Sonne bremst sie dabei und fällt tiefer ins Sonnensystem.

Das Fenster ist glaube ich nur nötig, weil man die Venus als Krücke benutzt. Auf direktem Wege dürfte es eigentlich kein Fenster geben.

@ Schillrich, Hallo Daniel !

Herzlichen Dank für deine Informationen !

Ich drücke dem Projektteam alle Daumen, dass sie ihr "Kind" Parker Solar Probe am Samstag endlich von der Leine und ihrem noch sehr fernen Ziel Sonne zustreben lassen können !

Schönen Gruß vom Rudolf

Das Fenster ist glaube ich nur nötig, weil man die Venus als Krücke benutzt. Auf direktem Wege dürfte es eigentlich kein Fenster geben.

Da unterliegst du den Selben Irrtum, den ich anfänglich auch hatte.
Man denkt ja spontan, dass die Sonne mit ihren Anziehungskraft alles zu sich hinzieht. Quasi müsste man sich nur fallen lassen.

Das stimmt aber nicht. Mir hilft folgendes Gedankenexperiment:
Stell dir vor, du hast einen Ball an einer Gummischnur und du wirbelst den Ball um dich herum. Je schneller du ihn wirbelst, um so weiter fliegt er um das Zentrum entfernt.
So ist es auch mit der Erde. Ihr Abstand zur Sonne hängt von ihrer Geschwindigkeit ab. Würde sie auf ihrer Bahn schneller fliegen, so würde es sie nach außen, also weiter von der Sonne weg ziehen.
Um jetzt näher an die Sonne zu kommen müsste man deutlich langsamer werden. Also bremsen??

Im Grunde genommen ja! Die Rakete (DH IV) müsste bremsen. Das macht sie indem sie versucht ENTGEGEN der Erdumlaufbahn um die Sonne abzuhauen. So kann sie also für sich gesehen langsamer auf ihrer Bahn werden. Nur in diese Richtung macht die Flugbahn Sinn. Also richtet sich das Startfenster danach, wann man beim Starten in die Richtung entgegen der Umlaufbahn hinaus fliegt.
Je mehr Schub die Rakete hat um so mehr kann sie auf diese Art Umlaufgeschwindigkeit abbauen.
Allerdings reicht auch der Schub der stärksten Rakete nicht hin um direkt zur Sonne hinzukommen.

Und da kommt die Venus ins Spiel. Sie ist nicht nur eine Krücke, sondern für die Reise absolut nötig.
Beim Vorbeiflug an der Venus bekommt die Sonde (die sich ja längst schon von der Rakete getrennt hat) nochmals Extra-Geschwindigkeit in Bremsrichtung (also entgegen der Umlaufbahn um die Sonne).

Aber auch ein Vorbeiflug reicht noch nicht, sodass die Sonde 7 mal an der Venus vorbeiziehen muss.

Insgesamt schwierig zu verstehen, aber ich hoffe, dass diese (Pseudo-)Laienvorstellung weiterhilft.

LG
ZilCar

Ich habe eine Frage zum Missionsprofil. Wikipedia habe ich entnommen daß die Mission ursprünglich ganz anders geplant war. Die Sonde würde zuerst nach außen fliegen bis zum Jupiter und dort per gravity assist die Ekliptik verlassen und eine nahezu polare Bahn fliegen. Das ursprünglich geplante RTG wäre danach auch zum Betrieb der Sonde draußen beim Jupiter nötig gewesen. Das Magnetfeld auf einer polaren Bahn zu untersuchen hätte sicher interessante Ergebnisse geliefert. Die Mission wurde dann neu entwickelt mit der Vorgabe, daß kein RTG nötig sein darf.

Beim aktuellen Missionsprofil lese ich nichts von Inklinationsänderung. Venus Vorbeiflüge wären sicher auch wenig effizient für Inklinations-Änderungen. Ist der Aspekt beim neuen Missionsprofil vollkommen weggefallen? Ich denke, das ist schade. So oder so, es ist schon eine aufregende Mission, auf die ich mich freue.

Zitat von: holleser am 07. August 2018, 09:24:45

Das Fenster ist glaube ich nur nötig, weil man die Venus als Krücke benutzt. Auf direktem Wege dürfte es eigentlich kein Fenster geben.

Da unterliegst du den Selben Irrtum, den ich anfänglich auch hatte.
Man denkt ja spontan, dass die Sonne mit ihren Anziehungskraft alles zu sich hinzieht. Quasi müsste man sich nur fallen lassen.

Das stimmt aber nicht. Mir hilft folgendes Gedankenexperiment:
Stell dir vor, du hast einen Ball an einer Gummischnur und du wirbelst den Ball um dich herum. Je schneller du ihn wirbelst, um so weiter fliegt er um das Zentrum entfernt.
So ist es auch mit der Erde. Ihr Abstand zur Sonne hängt von ihrer Geschwindigkeit ab. Würde sie auf ihrer Bahn schneller fliegen, so würde es sie nach außen, also weiter von der Sonne weg ziehen.
Um jetzt näher an die Sonne zu kommen müsste man deutlich langsamer werden. Also bremsen??

Im Grunde genommen ja! Die Rakete (DH IV) müsste bremsen. Das macht sie indem sie versucht ENTGEGEN der Erdumlaufbahn um die Sonne abzuhauen. So kann sie also für sich gesehen langsamer auf ihrer Bahn werden. Nur in diese Richtung macht die Flugbahn Sinn. Also richtet sich das Startfenster danach, wann man beim Starten in die Richtung entgegen der Umlaufbahn hinaus fliegt.
Je mehr Schub die Rakete hat um so mehr kann sie auf diese Art Umlaufgeschwindigkeit abbauen.
Allerdings reicht auch der Schub der stärksten Rakete nicht hin um direkt zur Sonne hinzukommen.

Und da kommt die Venus ins Spiel. Sie ist nicht nur eine Krücke, sondern für die Reise absolut nötig.
Beim Vorbeiflug an der Venus bekommt die Sonde (die sich ja längst schon von der Rakete getrennt hat) nochmals Extra-Geschwindigkeit in Bremsrichtung (also entgegen der Umlaufbahn um die Sonne).

Aber auch ein Vorbeiflug reicht noch nicht, sodass die Sonde 7 mal an der Venus vorbeiziehen muss.

Insgesamt schwierig zu verstehen, aber ich hoffe, dass diese (Pseudo-)Laienvorstellung weiterhilft.

LG
ZilCar

Das ist mir alles Klar, ohne die Venus könnte man aber jeden Tag ein mal Starten . Es ist egal ob wo im Sonnenumlauf die Erde gerade Steht. Eine stärkere Rakete könnte auf den Vorbeiflug an der Venus verzichten weil sie das nötige Delta V selbst aufbringt.
Einen Planeten kann man aber immer ein Sartfenster von einigen Tagen um die Umlaufbahn zu treffen.

Eine stärkere Rakete könnte auf den Vorbeiflug an der Venus verzichten weil sie das nötige Delta V selbst aufbringt.

Es gibt aber keine stärkere Rakete. Selbst SLS hätte nicht annähernd genug Energie, um 7 Venusvorbeiflüge zu kompensieren.

Ein paar grossformatige Bilder gibt es hier zu sehen:

https://forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=37070.msg1844888#msg1844888

Die Instrumentengruppe FIELDS
erfasst die Größe und Form von elektrischen und magnetischen Feldern in der Sonnenatmosphäre.
FIELDS misst Wellen und Turbulenzen in der inneren Heliosphäre mit hoher zeitlicher Auflösung,
um die magnetische Wiederverbindung von Feldern zu verstehen.
Ein Prozess, bei dem sich die Magnetfeldlinien explosionsartig neu ausrichten.

In diesem kurzen Video stellt Stuart Bale von der University of Californie in Berkeley
die Instrumentengruppe FIELDS, die mit zur Sonne fliegt, vor:


https://www.youtube.com/watch?time_continue=28&v=tL94_emVbWw

Um nochmal auf das Thema FH und Kickstufe zurückzukommen:
Ursprünglich sollte die Atlas 551 mit Star 48 GXV Kickstufe verwendet werden. Diese Kickstufe wäre eine Neuentwicklung basierend auf der Star 48 BV gewesen, die schon für NH verwendet wurde. Um das Gesamtrisiko zu minimieren hat man sich entschieden, einen anderen Träger zu wählen, der keine Neuentwicklung benötigt. Dort stand die Wahl dann zwischen FH und DIVH. Siehe Post 18 in diesen Thread.

Bekanntermaßen fiel die Entscheidung dann zugunsten der DIVH. Was ich hier allerdings nirgendwo habe stehen sehen und scheint untergegangen zu sein, ist, dass selbst auf der DIVH eine Kickstufe eingesetzt wird, nämlich die klassische Star 48 BV.

Laut NSF hat die Stufe eine Masse 2100kg, somit ist der Parker + Kickstufenstack knapp 3t schwer. Nimmt man nochmal das C3 Diagramm, dass ich gepostet habe, sieht man, dass die DIVH auch bei 3t ein höheres C3 erreichen kann, die Unterschiede aber schon deutlich kleiner sind.

Hallo

Das mit der Kickstufe wurde hier, ein paar Beiträge früher, schon erwähnt:
https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=4043.msg428823#msg428823


Die Sonde mit Kickstufe:

Credit: NASA/Johns Hopkins APL/Ed Whitman

Dieses Foto und viele weitere Infos/Fotos gibt es hier:
http://parkersolarprobe.jhuapl.edu/index.php

viele Grüße
Steffen

Ok,
sehe ich das richtig ? : Zuerst muss die Sonde Geschwindigkeit abbauen um in die Nähe der Sonne zu kommen.
Aber wenn sie im richtigen Abstand ist dann muss sie doch wieder beschleunigen, oder ?
Da die Gravitation weiter innen ja stärker wirkt muss die Umlaufgeschwindigkeit doch höher sein als die auf der Erdbahn.

Genau so umgekehrt. Wenn man nach "Außen" will muss man zuerst schneller als die Erde werden, aber wenn man dann
wieder auf einen Sonnenumlaufbahn schwenkt müsste man langsamer als die Erde werden.

Oder habe ich hier einen kolossalen Denkfehler drin ?

Ulli

Ok,
sehe ich das richtig ? : Zuerst muss die Sonde Geschwindigkeit abbauen um in die Nähe der Sonne zu kommen.
Aber wenn sie im richtigen Abstand ist dann muss sie doch wieder beschleunigen, oder ?
Da die Gravitation weiter innen ja stärker wirkt muss die Umlaufgeschwindigkeit doch höher sein als die auf der Erdbahn.

Genau so umgekehrt. Wenn man nach "Außen" will muss man zuerst schneller als die Erde werden, aber wenn man dann
wieder auf einen Sonnenumlaufbahn schwenkt müsste man langsamer als die Erde werden.

Du siehst das vollkommen richtig. Man sieht das auch sehr schoen in dieser Animation

...
sehe ich das richtig ? : Zuerst muss die Sonde Geschwindigkeit abbauen um in die Nähe der Sonne zu kommen.
Aber wenn sie im richtigen Abstand ist dann muss sie doch wieder beschleunigen, oder ?...

...
Du siehst das vollkommen richtig. Man sieht das auch sehr schoen in dieser Animation
...

Ich befürchte ihr redet aneinander vorbei und missversteht.

Ulli, wenn du von "muss doch wieder beschleunigen" redest, meinst du wahrscheinlich ein aktives Manöver der Sonde? Das ist nicht der Fall.
Was Nitro meint/bestätigt: die Sonde wird von selbst schneller, wenn sie tiefer ins Sonnensystem fällt.

Und wenn sie auf Zielhöhe in eine Kreisbahn einschwenken würde (tut sie hier nicht), würde sie auch nicht neu beschleunigen, sondern sogar weiter abbremsen. Die Sonde ist ja auf einer Transferellipse nach innen unterwegs, d.h. sie hat am sonnennächsten Punkt der Ellipse mehr Geschwindigkeit als die vergleichbare Kreisbahn auf diesem Abstand. Also muss sie dort Abbremsen, um auf die Kreisbahngeschwindigkeit zu kommen.

Beim umgekehrten Fall (Start nach draußen) gilt dasselbe umgekehrt. Sie beschleunigt aus dem Erdorbit auf eine Transferellipse und beschleunigt am Ziel ein weiteres Mal auf die Kreisbahngeschwindigkeit.

sehe ich das richtig ? : Zuerst muss die Sonde Geschwindigkeit abbauen um in die Nähe der Sonne zu kommen.
Aber wenn sie im richtigen Abstand ist dann muss sie doch wieder beschleunigen, oder ?
Da die Gravitation weiter innen ja stärker wirkt muss die Umlaufgeschwindigkeit doch höher sein als die auf der Erdbahn.

Urs hat das hier mal ganz gut erklärt:

https://www.youtube.com/watch?v=7cpdOR4nFRU?t=17m51s
(ab 17:51; lohnt sich meiner Meinung nach, da mal reinzuschauen, wenn man das noch nicht so richtig verinnerlicht hat)

Genau so umgekehrt.
Wenn man nach "Außen" will muss man zuerst schneller als die Erde werden, aber wenn man dann
wieder auf einen Sonnenumlaufbahn schwenkt müsste man langsamer als die Erde werden.

Der Denkfehler hier ist, daß wenn Du nach "Außen" beschleunigst - und erstmal schneller als die Erde bist -, sich die Bewegungsenergie aufgrund der Gravitation der Sonne bis zum äußersten Punkt der Ellipse (Apoapsis) auf das Minimum abgebaut hat - da bist Du dann viel langsamer als die Erde.

Wenn man sich gedanklich von der "Geschwindigkeit" löst, wird es einfacher. Denn das mit der Geschwindigkeit ist ein Problem. Aber dazu später mehr.
Wenn man in "Orbits" denkt, dann wird es einfacher. Ein Orbit ist nichts anders als eine stabile Umlaufbahn. Diese Umlaufbahn ist eine Ellipse. In einem der beiden Brennpunkte liegt der Planet oder die Sonne. Möchte man jetzt diese Umlaufbahn ändern, muss man die Geschwindigkeit der Sonde mit Treibstoffverbrauch verändern.
Und jetzt wird es Tricky: Wenn man im Perigäum das Triebwerk zündet, verändert man das Apogäum. Und wenn man im Apogäum das Triebwerk zündet, dann verändert man das Perigäum.
Und jetzt kommt wieder die Geschwindigkeit ins Spiel. Und zwar muss man Beschleunigen, wird dann aber am anderen Ende ggf. langsamer. Warum das? Nehmen wir an, wir wollen den Orbit vergrößern. Jetzt sind wir im Perigäum. Dort ist die Geschwindigkeit am höchsten. Dann warten wir, bis wir im Apogäum sind. Dort ist die Geschwindigkeit am niedrigsten. Jetzt beschleunigen wir die Sonde im Apogäum. Damit heben wir das Perigäum an, senken aber die Geschwindigkeit im Perigäum. Wir habe somit im Apogäum beschleunigt, aber im Perigäum die Geschwindigkeit gesenkt. Die Sonde braucht am Ende länger für einen Umlauf. Ganz tricky wird es jetzt, weil es noch zwei Geschwindigkeiten gibt. Man kann entweder schauen, wie schnell sich die Sonde vorwärts bewegt. Also in km/s z.B. rechnen. Aber die Sonde fliegt ja eine Kurve. Daher kann man auch die Geschwindigkeit in Grad pro Sekunde angeben. Also wie schnell fliegt die Sonde im Kreis. Alles recht Tricky.

Zurück zu Parker Solar Probe: Man bremst im Apogäum und senkt damit das Perigäum dichter an die Sonne heran. Damit wird man im Apogäum lansamer, man bremst ja, aber im Perigäum wird man schneller. Man kommt sicher an die Sonne heran, somit muss man immer schneller werden. Und für einen Umlauf um die Sonne braucht die Sonde weniger Zeit.

Wen Satelliten Raumstationen abstürzen sieht man das auch sehr deutlich. Sie kommen immer tiefer, werden immer schneller und brauchen immer weniger Zeit für eine Erdumrundung.

In diesem Video werden die Orbit-Veränderungen und Geschwindigkeiten kurz erklärt:


https://www.youtube.com/watch?v=dhDD2KaflSU

Danke Eumel! Der Faktor 55 Sonne vs. Mars war mir so noch nicht bewußt

Kerbal Space Academy besucht die D4H am SLC-37.


https://www.youtube.com/watch?v=ov-ZgIlV6d8