Voyager / Pioneer 10 + 11

Hallo @wulf 21,

Du hast natürlich recht,
Voyager1 ist noch nicht durch den, anscheinend doch vorhandenen "Bow-Shock" geflogen.

Quelle:
http://de.wikipedia.org/wiki/Heliosph%C3%A4re

Das Bild war eher zum besseren Verständnis gedacht, wie sich das Heliosheath ausdehnen könnte. Es ging ja um die Frage von Pat89:

Was wäre, wenn Voyager 1 in die "andere Richtung" geflogen wäre?? Wäre es dann so, dass sie länger gebraucht hätte, um in den interstellaren Raum zu kommen? 

 
Mit den besten Grüßen
Gertrud

Guten Abend,

also so wie ich das sehe, kann mir meine Frage keiner zu 100 % beantworten. Ich danke euch dennoch für die Erklärungsversuche und die wirklich verständlichen und veranschaulichten Antworten eurerseits.
All diese Antworten erscheinen mir plausibel, jedoch frage ich mich noch immer, wann Voyager 1 in den interstellaren Raum eingetreten wäre, wenn sie in die andere Richtung geflogen wäre.
Dennoch Danke an alle!

All diese Antworten erscheinen mir plausibel, jedoch frage ich mich noch immer, wann Voyager 1 in den interstellaren Raum eingetreten wäre, wenn sie in die andere Richtung geflogen wäre.

Ich dachte, da waeren wir uns alle einig: Wesentlich spaeter.

Oder hattest Du Dir eine halbwegs konkrete, quantitative Antwort erhofft, also z.B. eine Aussage "in ca. 50 Jahren"?

Terminus

Nein, die Aussage "wesentlich später" ist schon i. O.!
Mir ging es darum, sich dies in einer etwaigen Dimension vorstellen zu können. Klar wären da Angaben in Jahren hilfreich, allerdings ist das ja - so denke ich - selbst bei Wissenschaftlern umstritten.

Ist durch den Eintritt in den interstellaren Raum eigentlich auch eine Veränderung beim empfangbaren Rauschen beim Voyager-Transponder feststellbar gewesen (zB Veränderung des Hintergrundrauschens etc.) oder hat man das nicht untersucht ?

Ich meine in der Art, dass bestimmte Kanäle verrauschter oder ruhiger werden .... und man deshalb evtl. auf andere Frequenzen wechseln müsste.

Vielleicht etwas OT weil zu allgemein.... keine Ahnung. Würde mich aber sehr interessieren.

Gruß

Hibi

Hallo miteinander,

Das Jet Propulsion Laboratory (JPL) hat einige der wöchtlichen Berichte
über Voyager 1 und Voyager 2 veröffentlicht. Hier die letzte Daten vom 06.09.2013:
Ich habe in Klammern die Werte vom 08.03.2013 zum Vergleich gesetzt

Voyager 1 Resttreibstoff  20,15 Kg (21,49Kg)
                elektrische Leistung  260,1W (262,1W) Marge 26W (13W)
                Signallaufzeit (hh:mm:ss) 34:43:52 (34:13:48)

Voyager 2 Resttreibstoff  26.13Kg (26.72Kg)
                elektrische Leistung 261.3W (265.7W) Marge 16W (33W)
                Signallaufzeit (hh:mm:ss) 28:19:30 (27:17:08)

Beide Sonden arbeiteten wärend dieser Periode einwandfrei.

Resttreibstoff

Wundert mich grade: Wieso wurde der Resttreibstoff eigentlich nicht abgelassen? Hat man keine Angst, dass die Sonden aufgrund irgend eines Defekts eines Tages einfach explodieren? (Bye bye golden records  :'( ). Will man sich vielleicht die Option offenhalten, noch einmal ein Bahnmanöver durchzuführen? (vielleicht Vorbeiflug an einem Oort-Cloud-Objekt, das mit zukünftiger astronomischer Technik erst noch entdeckt werden müsste)

Hallo wulf,

die Sonden brauchen den Treibstoff. Sie müssen sich immer wieder zur Erde ausrichten und für manche Messungen mussten sie zuletzt gezielt rotieren. Die Voyagers sind 3-achsen-stabilisiert mit ihrem RCS. Die verbrauchen den Treibstoff noch.

Achso... die Sonden haben also keine Reaktionsräder und passive Spin-Stabilisierung ist wegen der durchzuführenden Messungen nicht möglich.

Genau. Die Voyagers waren nicht spin-stabilisiert. Die sind komplett auf ihr RCS ausgelegt.

Deswegen funktionieren sie noch. Drallräder wären wohl längst ausgefallen.

Hallo,

abgesehen davon müssen Drallräder doch auch ab und an "entladen" werden, oder? Sprich: Selbst eine Raumsonde mit Drallrädern wäre doch immer auch auf ein RCS (und damit auch auf Treibstoff) angewiesen. Oder liege ich da falsch?

Wobei ich mich frage, weshalb Drallräder eigentlich entladen werden müssen. Solange eine Sonde ihre Drehungen um die drei Achsen immer wieder stoppt, dürfte sich doch keine Ladung auf den Drallrädern aufbauen, oder? Anders gesagt: Die Ladung, die sich auf einem Drallrad aufbaut, um die Sonde in eine Drehung um die Achse zu bringen, wird doch wieder abgebaut, wenn ich die Drehung um die Achse dann wieder stoppe. Oder mache ich da einen Denkfehler?

Gruß
Excalibur

Es gibt aber Verluste. Dadurch wird das Rad immer schneller / immer langsamer bis es quasi steht und nix mehr abgeben kann oder es an der Drehzahlbegrenzung nagt.

Gruß, Klaus

Theoretisch wäre so ein Nullsummenspiel der Drallräder möglich, aber es ist nicht realistisch:

• Reibung: Wie Klaus schon sagte, gibt es Verluste, so dass sich Bewegungen nicht komplett reversibel umkehren lassen.
• Andere Körper stören: z.B. Planeten bringen "fremden" Drehimpuls in das System, gerade bei Fly-Bys, so dass sich eine Rotation aufbaut.
• Man so ein Nullsummenspiel der Rotationen nicht fliegen wollen. Es wäre eine zusätzliche Randbedingung im Betrieb. Jede Rotation müsste man wieder kompensieren, bevor ein Drallrad seine Grenzen erreicht. Zu jeder Bewegung muss anschließend eine gleichgroße Gegenbewegung erfolgen. Durch Randbedingungen zur Kommunikation, Beobachtung oder thermal bedingt, wird man bestimmte Lagen oder Rotationszustände aber bevorzugen oder für eine bestimmte Zeit halten müssen, egal was die Drallräder gerade "brauchen".

Hallo,

vielen Dank für die Antworten!

Was den fremden Drehimpuls durch andere Körper angeht, bin ich bei Dir Schillrich, das habe ich nicht bedacht. Auch kann ich nachvollziehen, dass man den "Aufwand", ein Nullsummenspiel der Rotationen zu fliegen, scheut bzw. ihn gar nicht fliegen möchte.

Aber was die Verluste durch Reibung angeht, kann ich gedanklich (noch) nicht folgen. Natürlich gibt es Verluste durch Reibung, aber müssten die sich beim anstoßen der Rotation und beim anschließenden abbremsen der Rotation nicht auch gegenseitig aufheben?

Gruß
Excalibur

Du hast mich erwischt. Da habe ich mich falsch ausgedrückt. Der Gesamtdrehimpuls bleibt erhalten. Wenn ich ein Drallrad in Rotation mit Drehimpuls L versetze, wird der Sondenkrper in eine Rotation mit Drehimpuls -L versetzt. In der Summe ist das 0. Der Zustand wird dann nicht ewig so bleiben. Durch Reibung werden sich die beiden Rotation mit der Zeit wieder ausgleichen/angleichen. Der Gesamtdrehimpuls bleibt bei 0.

Warum sollten die Verluste durch Reibung bei 1000enden kleineren Geschwindigkeitsänderungen genauso groß sein, wie bei einem großen Abbrems / Beschleunigungsmanöver? Wir befinden uns nicht in einer physikalischen Idealwelt wo sich diese Summen ausgleichen würden.

Gruß, Klaus

An der (Dreh-)Impulserhaltung führt nichts vorbei. Der kann nicht aus dem nichts ins System kommen, und auch nicht einfach verschwinden. Solange die Sonde keine Masse abstößt, bleibt er erhalten.

Wäre es vielleicht möglich, dass man den Satelliten wohlmöglich 2000 um sich selbst drehen lassen müsste, bis so ein Rad aufgrund seiner Kapazität wieder entladen ist und das einfach nicht mehr praktikabel wäre (weil dauert ewig)?

Gruß, Klaus

Hallo,

@Schillrich:

Ja, das war auch mein Gedanke... deswegen meine ich eben, dass Reibungsverluste nicht zu einer Aufladung oder Entladung des Drallrades führen können, die dann wieder mit RCS ausgeglichen werden müsste.

Stop, Edit: Ich glaube wir meinen doch unterschiedliche Dinge. Was ist denn zb ein Reibungsverlust? Reibungsverlust bedeutet doch, dass beispielsweise Drehimpuls zum Teil in Energie anderer Form (Wärme) umgewandelt wird. Wenn ich also das Drallrad in Rotation mit Drehimpuls L versetze, dann wird der Sondenkörper in eine Rotation mit Impuls -L (abzüglich des Wärmeverlusts durch Reibung zwischen Rad und Sonde) versetzt. Dieser Verlust durch Reibung in Form von Wärme verschwindet aus dem System. Richtig?

Worauf ich dann aber hinauswollte: Wenn ich nach dieser Aktion irgendwann das Drallrad in eine Rotation mit Drehimpuls R versetze, dann wird zum einen der Sondenkörper in eine Rotation mit Impuls -R versetzt, aber eben zum anderen auch wieder abzüglich des Wärmeverlusts durch Reibung zwischen Rad und Sonde. Sofern sich die Reibung zwischen Rad und Sonde nicht ständig ändert, sollte der erste Reibungsverlust und der zweite Reibungsverlust doch identisch sein... oder nicht? Das wäre dann ja wieder ein Nullsummenspiel.

Kann natürlich auch sein, das klausD Recht hat und die Reibung bei vielen kleinen Manövern dann doch ein klitzekleines bisschen anders ist, als zb bei einem großen... und diese Unterschiede eine Rolle bei der Aufladung der Drallräder spielen. Oder sind die Effekte unterschiedlicher Reibung nicht eher vernachlässigbar klein? Hm 

@klausD:

Naja das Argument von Schillrich (der von außen durch andere Körper ins System gebrachte Drehimpuls) macht ja Sinn... sowas führt sicherlich zu Aufladung der Drallräder. Das kannst Du nur durch RCS wieder ausgleichen... oder? 

Das man, wie Schillrich ja auch anmerkt, ein echtes Nullsummenspiel mit den Drallrädern nicht fliegen wollen wird (weil man dann jede angestoßene Rotation um eine der Achsen auch wieder exakt im gleichen Maße durch eine Gegenrotation ausgleichen müsste) kann ich mir schon vorstellen. Andererseits wäre das doch eigentlich noch etwas, was man in Kauf nehmen kann, wenn man dann stattdessen nicht so viel oder gar kein RCS-Treibstoff mitnehmen muss (und entsprechend mehr Platz/Gewicht für Experimente frei hat). Ändert aber nichts an der Tatsache, dass man das RCS zumindest definitiv braucht, um fremden Drehimpuls wieder aus dem System zu bekommen.

Gruß
Excalibur

Hallo

...
Stop, Edit: Ich glaube wir meinen doch unterschiedliche Dinge. Was ist denn zb ein Reibungsverlust? Reibungsverlust bedeutet doch, dass beispielsweise Drehimpuls zum Teil in Energie anderer Form (Wärme) umgewandelt wird.
...
 Richtig?

Nein. Der Unterschied: Das eine ist Energieerhaltung (da spielt Dissipation/Wärme eine Rolle), das andere ist Impulserhaltung (da spielt Dissipation/Wärme keine Rolle).
Impulserhaltung ist der grundlegendere (und direktere) Erhaltungssatz. In der Impulserhaltung gibt es keine Dissipation (Energieumwandlung in unnütze Wärme). Das hat auf die Impulserhaltung keine Auswirkung.

Daher: Der Impuls bleibt zwischen den Massen erhalten. Solange sie miteinander wechselwirken, kann keine Masse Impuls dauerhaft gewinnen oder verlieren..

Hallo,

klingt logisch, jetzt wie Du es sagst  Also kommt die Wärme, die bei Reibungsverlust ja trotzdem entsteht, nicht aus dem "Pool" der Impulsübertragung, sondern vielmehr ist es so, dass die Wärme einfach den Wirkungsgrad vermindert. Aber was an Impuls mit dem Drallrad erzeugt wird, erzeugt immer einen ebenso großen Gegenimpuls, egal wie hoch oder niedrig die Reibung ist. So richtig?

Also íst der einzige Grund, der ein RCS wirklich notwendig macht, der, dass eben Fremdimpuls ins System kommt durch andere Körper.... und die Sache mit dem "nicht alle Drehungen wieder 1:1 entdrehen wollen" ist sozusagen nur eine Komfortsache. Ok soweit? Oder immer noch Denkfehler bei mir?

Gruß
Excalibur

Und was ist mit dem Widerstand ?
Wenn ich jetzt von sagen wir den Drehimpuls von L nach R verlagere habe ich ja einen Wiederstand.

MfG Collins

Welchen Widerstand meinst du? Elektrischen?

Darf ich kurz nochmal auf folgende Meldung zurückkommen?

Hallo miteinander,

Das Jet Propulsion Laboratory (JPL) hat einige der wöchtlichen Berichte
über Voyager 1 und Voyager 2 veröffentlicht. Hier die letzte Daten vom 06.09.2013:
Ich habe in Klammern die Werte vom 08.03.2013 zum Vergleich gesetzt

Voyager 1 Resttreibstoff  20,15 Kg (21,49Kg)
                elektrische Leistung  260,1W (262,1W) Marge 26W (13W)
                Signallaufzeit (hh:mm:ss) 34:43:52 (34:13:48)

Voyager 2 Resttreibstoff  26.13Kg (26.72Kg)
                elektrische Leistung 261.3W (265.7W) Marge 16W (33W)
                Signallaufzeit (hh:mm:ss) 28:19:30 (27:17:08)

Beide Sonden arbeiteten wärend dieser Periode einwandfrei.

Wie kann es zu so großen Unterschieden beim Anstieg der Signallaufzeiten kommen?
Beide Sonden fliegen doch mit ähnlicher Geschwindigkeit. Nach den Daten von oben hat Voyager 1 einen Anstieg von einer halben Stunde Signallaufzeit in einem halben Jahr Flugzeit zu verzeichnen. Bei Voyager 2 ist es gut eine Stunde in einem halben Jahr... Es ist nicht nur dieser unterschiedliche Zuwachs an Signallaufzeit, den ich mir nicht erklären kann... Wenn ich grob hochrechne, würde das bei Voyager 1 etwa 1 Stunde pro Jahr ausmachen - das passt noch zur Zeit seit dem Start vor 36 Jahren. Aber bei Voyager 2 stimmt das dann gar nicht mehr...
Kann es sein, dass die Daten von Voyager 2, die zum Vergleich in Klammern herangezogen wurden, viel älter sind?