Marsorbiter Mangalyaan (MOM) auf PSLV-XL C25 vom SDSC FLP

Die ISRO gibt bekannt:

"08-11-2013    The second orbit raising manueour of Mars Orbiter Spacecraft, starting at 02:18:51 hrs(IST) on Nov 08, 2013, with a burn time of 570.6 seconds has been successfully completed.The observed change in Apogee is from 28814 km to 40186 km."

Gruß    Pirx

Die ISRO gibt die 3. erfolgreiche Bahnanhebung bekannt:

"09-11-2013    The third orbit raising manoeuvre of Mars Orbiter Spacecraft, starting at 02:10:43 hrs(IST) on Nov 09, 2013, with a burn time of 707 seconds has been successfully completed. The observed change in Apogee is from 40186km to 71636km."

Gruß   Pirx

Hallo Zusammen,

die Magalyaan-Trajektorie ist jetzt auch auf HORIZONS ( http://ssd.jpl.nasa.gov/horizons.cgi ) verfügbar. Und zwar bis Juni 2015 (!). Die Daten beinhalten alle geplanten Triebwerkszündungen, aber es werden sich im Laufe der Zeit natürlich Abweichungen ergeben. Toll, dass die indischen Bahnmechaniker diese Daten zur Verfügung stellen.

Ich verwende die HORIZONS Trajektorien um meine Antennen (Richtung) und Empfänger (Dopplerverschiebung) zu steuern.
Mich würde noch interessieren ob irgendjemand ein Astronomieprogramm kennt, das HORIZONS-Daten einlesen kann, oder ganz Allgemein eine interplanetare Trajektorie in irgendeinem Format.

Gruss
Edgar

So soll es mit dem Marsorbiter weitergehen:

• Am 11. November wird die Bahn auf etwa 100.000 km angehoben.
• Am 16. November wird die Bahn auf etwa 192.000 km angehoben.
• Am 1. Dezember wird der Orbiter auf Marskurs gebracht.
• Im September 2014 soll Mangalyaan dann in einen hohen elyptischen Marsorbit gelangen.

Im Interview mit Radhakrishnan finden sich noch andere Informationen wie z.B. über die Trägerentwicklung und die Zukunftspläne von ISRO, daraus könnte man vielleicht einen Artikel fürs Portal basteln.

Quelle: http://www.business-standard.com/article/current-affairs/we-have-to-turn-on-mars-mission-s-instruments-after-300-days-k-radhakrishnan-113111000161_1.html

So soll es mit dem Marsorbiter weitergehen:

• Am 11. November wird die Bahn auf etwa 100.000 km angehoben.
• Am 16. November wird die Bahn auf etwa 192.000 km angehoben.
• Am 1. Dezember wird der Orbiter auf Marskurs gebracht.
• Im September 2014 soll Mangalyaan dann in einen hohen elyptischen Marsorbit gelangen.

Warum so umständlich? Ionentriebwerk?

Warum so umständlich? Ionentriebwerk?

Ionentriebwerke müßten permanent feuern.

Es wurde gesagt, daß die vielen Schritte gemacht werden, um jedesmal die genaue Wirkung des vorherigen Brennvorganges zu messen und im nächsten Schritt ggf. zu korrigieren.

Aber ich denke, sie haben ein sehr schwaches Triebwerk eingebaut und können schon deshalb nicht mit ein oder zwei Brennvorgängen arbeiten, weil der einzelne Schub schon lange dauert und mehrere Brennvorgänge jeweils genau im Perigäum den Oberth-Effekt maximal ausnutzen.

Der Oberth Effekt ist die Tatsache, daß Schub die maximale Wirkung hat, wenn die Geschwindigkeit am höchsten ist, also am niedrigsten Punkt der Bahn.

*grübel* 

Haben wir hier etwa ein Perpetuum-Mobile? Mehr Energiegewinn aus dem Nichts? ... na besser nicht !

Die Verteilung der Energie und des Impulses muss man sich hier konkret anschauen, um nicht zu falschen Schlüssen zu kommen. Impulserhaltung gilt und Energieerhaltung gilt auch. Wichtig ist die richtige Rechnung mit allen Bestandteilen, also mit welchen Geschwindigkeiten sich Sonde und ausgestoßener Treibstoff vor und nach dem Manöver bewegen. V.a. die Impulserhaltung lässt sich nicht austricksen.

Ein anschaulicher Aspekt ist noch: Am Perizentrum ist die Sonde auch tiefer im Gravitationstrichter der Erde. Um von "da unten" wegzukommen, braucht sie auch mehr Geschwindigkeit, als wenn sie schon weiter oben/draußen wäre.

Führerschein hat recht, man muss immer am "schnellsten" und damit tiefsten Punkt der Bahn beschleunigen. Dann ist der Energiegewinn für das Raumschiff maximal. Das Delta V ist nämlich überall eine Konstante und hängt nur vom Raumschiff ab und wird immer zur Geschwindigkeit addiert. Die Energie geht aber quadratisch mit der Geschwindigkeit.

Anfangsenergie:
Ekin=0.5*m*v^2

Endenergie:
Ekin=0.5*m*(v+dv)^2

Differenz:
dEkin=0.5*m*(dv^2+2*v*dv)

Wir sehen es gibt eine Abhängigkeit des Energiegewinns von der aktuellen Geschwindigkeit!

Ich habe nicht gesagt, dass er Unrecht hat. Du musst nur vorsichtig sein, wann und wie du dieses Argument anführst. Das Bezugssystem ist wichtig. Sonst kommst du zu falschen Schlüssen.

Welcher Körper hat hier denn welche Energie gewonnen?

Ich habe nicht gesagt, dass er Unrecht hat. Du musst nur vorsichtig sein, wann und wie du dieses Argument anführst. Das Bezugssystem ist wichtig. Sonst kommst du zu falschen Schlüssen.

Welcher Körper hat hier denn welche Energie gewonnen?

Wenn ich den Oberth-Effekt richtig verstanden habe, ohne Formeln:

Das System aus Sonde und dem ausgestoßenen Treibstoff hat den gleichen Gesamtimpuls. Die Sonde kriegt davon aber mehr in der gewünschten Richtung ab als der ausgestoßene Treibstoff. Also ein anderer Effekt als der Geschwindigkeitsgewinn bei einem Flyby, der Impuls vom größeren auf den kleineren Körper überträgt.

Wenn ich den Oberth-Effekt richtig verstanden habe, ohne Formeln:

Das System aus Sonde und dem ausgestoßenen Treibstoff hat den gleichen Gesamtimpuls. Die Sonde kriegt davon aber mehr in der gewünschten Richtung ab als der ausgestoßene Treibstoff. Also ein anderer Effekt als der Geschwindigkeitsgewinn bei einem Flyby, der Impuls vom größeren auf den kleineren Körper überträgt.

Aha. Ich hatte jetzt an einen ähnlichen Effekt wie beim Flyby gedacht. Die Sonde nähert sich dem Planet, Sonde und Sprit werden dabei beschleunigt. Dann beim Zünden verliert die Sonde Sprit am tiefsten Bahnpunkt und nimmt so einen kleinen Impuls mit.

Jetzt (leider) doch ein paar Formeln zu Berechnung des Impuls- und Energiebudgets:

M: Sondenmasse ohne Treibstoff
m: ausgestoßener Treibstoff

W: Geschwindigkeit vor dem Manöver
dU: Geschwindigkeitsänderung des ausgestoßenen Treibstoffs
dV: Geschwindigkeitsänderung der Sonde


Für den Impulsaustausch zwischen Sonde und ausgestoßenem Treibstoff gilt:
[tex]
M\Delta V = -m\Delta U
[/tex]


Für den Energiegewinn beider Massen zwischen davor und danach gilt (die Vorzeichen von dU und dV sind hier noch unbestimmt):
[tex]
\Delta E= \frac{1}{2}\[ M(W+\Delta V)^2 + m(W+\Delta U)^2    - (M+m)W^2\]
[/tex]


ausmultipliziert:
[tex]
... = \frac{1}{2}\[ MW^2+2MW\Delta V+M\Delta V^2 + mW^2 + 2mW\Delta U + m\Delta U^2 - MW^2 -mW^2]
[/tex]


einige Terme heben sich auf:
[tex]
... = \frac{1}{2}\[2MW\Delta V+M\Delta V^2 + 2mW\Delta U + m\Delta U^2 ]
[/tex]


Hier kann man jetzt die Beziehung aus dem Impulssatz zwischen dU und dV einsetzen. So kommt auch das "richtige" negative Vorzeichen in die Geschwindigkeiten:
[tex]
... = \frac{1}{2}\[2MW\Delta V+M\Delta V^2 - 2mW\frac{M}{m}\Delta V + m\Delta U^2 ]
[/tex]


Dadurch heben sich die Terme MWdV auf und es kommt das Endergebnis raus:
[tex]
\Delta E = \frac{1}{2}\[M\Delta V^2 + m\Delta U^2 ]
[/tex]


Der Energiegewinn durch die thermische Arbeit des Triebwerks entspricht genau dem, was man erwarten sollte, verteilt auf die beiden Massen mit ihren jeweiligen Geschwindigkeitsänderungen dV und dU.

Die Terme, die sich so in der Gesamtbetrachtung in der vorletzten Zeile wieder aufheben, sind sind übrigens genau das hier.:

Differenz:
dEkin=0.5*m*(dv^2+2*v*dv)

Wir sehen es gibt eine Abhängigkeit des Energiegewinns von der aktuellen Geschwindigkeit!

Ein Teil der Masse fliegt (mit Energiegewinn) halt in die andere Richtung, was aber erst durch Impulserhaltung in die Rechnung kommt.

Es gab wohl ein Problem beim vierten Bahnmanoever. Der geplante Orbit ist niedriger ausgefallen als geplant und man muss wohl eine zusaetzliche Bahnanhebung durchfuehren. Es ist derzeit noch nicht klar, ob der Brennvorgang zu kurz war oder ob es eine 'Underperformance' gab.

Quelle: http://www.spaceflight101.com/mars-orbiter-mission-updates.html

Von ISRO:

Die Bahn wurde diesen Morgen mittels Beschleunigung um 35 m/s von 71.623 auf 78.276 km angehoben. Geplant waren 130 m/s auf 100.000 km. Der Orbiter ist technisch in Ordnung. Für morgen früh ist eine zusätzliche Bahnanhebung auf dann 100.000 km geplant.

Während der bisherigen Bahnanhebungen hat ISRO immer mehr autonome Funktionen aktiviert, die für das Einschwenken in die Flugbahn zum bzw. die Umlaufbahn um den Mars notwendig sind. Bei der heutigen Bahnanhebung trat hier ein Fehler auf, als beide redundanten Treibstoffkontrollsysteme gleichzeitig aktiviert wurden, was die Treibstoffzufuhr zum Triebwerk unterbrochen hat. Die anderen Systeme haben daraufhin wie geplant reagiert und den Orbiter mit den Lageregelungstriebwerken stabilisiert. Der Parallelbetrieb der genannten Systeme ist also nicht möglich, beide können aber problemlos getrennt benutzt werden.

Puh, kein großes Problem. Weiter gehts.

Quelle: http://www.isro.gov.in/pressrelease/scripts/pressreleasein.aspx?Nov11_2013

Wenn ich den Oberth-Effekt richtig verstanden habe, ohne Formeln:

Das System aus Sonde und dem ausgestoßenen Treibstoff hat den gleichen Gesamtimpuls. Die Sonde kriegt davon aber mehr in der gewünschten Richtung ab als der ausgestoßene Treibstoff. Also ein anderer Effekt als der Geschwindigkeitsgewinn bei einem Flyby, der Impuls vom größeren auf den kleineren Körper überträgt.

Hallo Führerschein,

das stimmt prinzipiell. Es geht eigentlich darum, dass man ein "günstigere" Aufteilung der Energie auf kinetische und potentielle erhält. Aber wie ich oben ja sagte: dafür stecken wir dann auch tiefer im Graviationstrichter drin, aus dem wir erst wieder hinaus müssen, wobei dann wieder kinetische Energie in potentielle umgewandelt wird. Es wird durch dieses Manöverdesign aber nicht mehr Energie gewonnen, oder gar mehr Impuls.

Doch Daniel, es wird auch die Gesamtenergie vom Raumschiff erhöht. Kinetische + potentielle Energie ist nämlich eine Konstante auf einer Bahn. Und wenn ich an einem schnellen Punkt beschleunige gewinne ich mehr kinetische Energie als an einem langsamen Punkt. Die potentielle Energie bleibt bei einer instantanen Geschwindigkeitsänderung erstmal gleich. Daher unterscheiden sich die neuen Gesamtenergien nur durch den Zusatz an kinetischer Energie.

Somit kann an bei schneller Geschwindigkeit die Gesamtenergie mehr gesteigert oder gesenkt(!) werden als bei einer langsamen Geschwindigkeit. Und daher macht man bei einerm Orbiteintritt um einen anderen Planeten das Bremsmanöver immer am tiefsten und damit schnellsten Punkt.

Jetzt kann man sich natürlich fragen, ob da kinetische Energie aus dem nichts entsteht, die chemische Reaktionsenergie ist ja nur endlich. Und die Antwort ist auch ganz einfach: wenn man schnell fliegt, verlieren die ausgestoßenen Gase aus dem Triebwerk auch mehr kinetische Energie. Was das Raumschiff gewinnt, verliert der Treibstoff. Das kommt natürlich immer auch auf den Beobachter und sein Koordinatensystem an.

Ich sehe gerade bei Wiki steht noch eine veränderte Erklärung: am tiefsten Punkt der Bahn hat auch der Treibstoff mehr kinetische Energie, die man sich zu Nutze machen kann. Ist aber im Prinzip dasselbe, was ich auch oben geschrieben habe.

Wahrscheinlich sind wir gar nicht so weit voneinander entfernt: Energie entsteht auch hier nicht aus dem Nichts (lassen wir mal die Dunkle Energie außen vor ), die Aufteilung der Energien auf Sonde und Treibstoffmasse ändert sich, die Wahl des Koordinatensystems und der Systemgrenzen sind wichtig, um es richtig bzw. allumfassend zu beschreiben.

Und wie immer: Mein Lieblings-Erhaltungssatz des Impulses gilt (immer, direkt, primär) .

Energie entsteht auch hier nicht aus dem Nichts
........
Und wie immer: Mein Lieblings-Erhaltungssatz des Impulses gilt (immer, direkt, primär) .

Ich werde mich hüten, das zu bestreiten, im Gegenteil!

Aber wie im Detail auch immer, die Beschleunigung hat einen größeren Nutzeffekt, wenn sie am tiefsten Punkt der Bahn ansetzt. In dem Sinne, daß da für die gleiche Gesamtbeschleunigung der Sonde Richtung Mars so die geringste Treibstoffmenge verbraucht wird.

Ich denke, auch da sind wir uns einig.

Die zusätzliche Bahnanhebung wurde erfolgreich durchgeführt. Der höchste Punkt liegt jetzt bei 118.642 km.

Die zusätzliche Bahnanhebung wurde erfolgreich durchgeführt. Der höchste Punkt liegt jetzt bei 118.642 km.

Prima. So meldet es die ISRO:

"12-11-2013    Fourth supplementary orbit raising manoeuvre of Mars Orbiter Spacecraft, starting at 05:03:50 hrs(IST) on Nov 12, 2013, with a burn Time of 303.8 seconds has been successfully completed.The observed change in Apogee is from 78276km to 118642km."

Gruß    Pirx

Und es geht weiter rauf bzw. raus. Die ISRO gibt bekannt:

"16-11-2013    The fifth orbit raising manoeuvre of Mars Orbiter Spacecraft, starting at 01:27 hrs(IST) on Nov 16, 2013, with a burn Time of 243.5 seconds has been successfully completed.The observed change in Apogee is from 118642km to 192874km."

Nach der 243,5 Sekunden langen Brennphase Nummer 5 beträgt das Apogäum von Mangalyaans Erdorbit nun rund 192.874 Kilometern.

Gruß   Pirx

N'abend,

soll nicht heute der Einschuß von Mangalyaan in die Mars-Transferbahn erfolgen?

Wo denn, wann denn? 

Gruß
roger50

Hallo roger50,
hilft das:

H-12 avant la TMI prévue à 19h19 GMT

Gruß, HausD

Brennvorgang erfolgreich.

Indien auf dem Weg zum Mars:
https://twitter.com/Mangalyaan1/status/406873495747174400