Bahnmechanik / Bahnmanöver

Das DeltaV ist ja eine "Rechengröße" für den gesamten Vorgang, praktisch "summativ".

Um den Weg (in Abhängigkeit von der Zeit) zu berechnen, brauchen wir die Differentialgleichung der Beschleunigungen, die wir zwei mal integrieren.

Orthogonal haben wir (immer) einen konstanten Schub, also eine konstante Beschleunigung. In tangentiale Richtung haben wir keinen Schub, also keine Beschleunigung. Das muss man jetzt in kleinen Schritten integrieren. Das sieht dann anders aus ... und ist hier auch nicht relevant aus meiner Sicht.

Daniel, ich habe mich etwas missverständlich ausgedrückt. Ich meinte den zeitlichen "Weg" der Spitze des Geschwindigkeitsvektors während des Inklinationswechsels. Also wie verändert sich der Geschwindigkeitsvektor während des Inklinationswechsels in Betrag und Richtung.

Meine letzten Wort passen auch nicht ganz. Das würde ja bedeuten, dass man eine "Schwenkgeschwindigkeit" aufbaut, die man am Ende des Manövers wieder abbauen müsste.

Wie gesagt, das DeltaV ist eine Rechengröße und beschreibt keine Bewegung an sich.

Ah, das meinst du. Der Geschwinigkeitsvektor (schwarz) ändert nur seine Richtung. Der Schubvektor muss nur immer ortogonal gehalten werden.

Ich muss gerade selbst mal ein wenig nachdenken ...


(Zeit für die Mods hier aufzuräumen )

Ich verstehe immer noch nicht, warum vor dem Einschuß die Bahnebene verändert werden soll...
Ich möchte hier mal auf solche Manöver wie Super-GEO hinweisen, mit dem der Transfer in eine GEO-Bahn von BAIKONUR mit viel geringeren Treibstoff möglich ist, als ein Direkteinschuß...
Ich möchte nur an ASIASAT-3 1997 erinnern. Damals versagte die 4. Stufe der PROTON und der Satellit war in einer Hochelliptischen Bahn mit 51,3 °. Mit den Bordtriebwerken gelang es über einen Super-GEO um den Mond (also ein Super-Super-GEO) den Satelliten doch noch im GEO zu possitionieren...
Das Beispiel zeigt auch den Mondflug aus 51,3 °...

Grüße
jakda...

Hallo Andreas,


Super-GEO sind die typischen sog. Mehrimpulsmanöver, bei denen der Satellit über den GEO hinaus geschossen wird, um dann "da draußen" die Inklination abzubauen. Vor kurzem hat das auch eine Atlas gemacht. Das kann aber nicht jede Rakete.

Zum Mondflug aus einem hochinklinierten Orbit:
Ja, das geht, aber man ist dann zeitlich wenig flexibel. Aus einem äquatornahen Parkorbit kann man praktisch jederzeit zum Mond aufbrechen. Bei einer hohen Inklination geht das nur, wenn der Mond in der Nähe der Knotenlinie des Parkorbits ist, da mann nur dann den Parkorbit so ausdehnen kann, dass er zum Mond reicht.
Die Frage wäre dann noch mit welche Inklination man einen Mondorbit erreicht und wie aufwändig es dann ist, den gewünschten Orbit um den Mond zu erreichen.

Hallo Daniel,

ja, ist mir schon alles klar...
Die Ausgangsfrage war ja - Start aus "Raumwerft" 50°...

Grüße
jakda...

Ich wollte es für Mitleser noch etwas ausführen ...

Free Return Trajectory

Die Apolloflüge zum Mond sind eine die sog. (quasi) Free-Return-Trajectory geflogen, bei der man durch den Mond fast ohne eigene Manöver zur Erde zurückgeschleudert wurde/worden wäre.

Gab es bei dieser Bahn auch Nachteile gegenüber anderen Optionen, v.a. hinsichtlich Masse/Zeit/Leistung?

Hi, zufaelligerweise habe ich bei Wiki gerade gestern was zu gelesen, interessanterweise auf der Seite wo es im die Mondlandeverschwoerung geht, und speziell zum Mondauto.
However, nicht alle Apollo Missionen waren free return, sondern nur jene vor Apollo 13. Ab dann waren alle auf Nutzlasttechnisch guenstigeren Bahnen unterwegs, jedoch ohne Freifahrtschein. Fuer die genaue Bahnmechanik bin ich aber der falsche.

http://de.wikipedia.org/wiki/Verschw%C3%B6rungstheorien_zur_Mondlandung#Platzbedarf_des_Mondmobils

Dann habe ich mal eine ziemlich doofe Frage. Bei einer Triebwerkszündung im Orbit gewinnt man ja sofort an Drehimpuls dazu und wird dementsprechend schneller. Im nächsten Halborbit gewinnt man dann an Höhe, während die Geschwindigkeit abnimmmt. Wieso, das ist mir schon klar.

Meine Frage wäre nun, wieso man erst im nächsten Halborbit an Höhe gewinnnt und nicht schon sofort?

Gruß 

Hallo,

das Ganze muss ja mit einer gewissen Stetigkeit stattfinden . Wenn ich an Punkt A (zu) schnell werde, kann ich ja nicht plötzlich (unstetig) an Punkt A auf eine größere Höhe springen. Stattdessen beginnt diese höhere Geschwindigkeit mich von jetzt an nach außen zu tragen, so dass ich stetig ansteige, eben während des Halborbits von jetzt an.

Habe mir mit der neulich angeeigneten Formel die Orbitgeschwindigkeit für einen Geostationären Orbit ausgerechnet.

Dann wollte ich wissen, weiviel noch auf Fluchtgeschwindigkeit fehlt.
Aber danach müsste man ja Energie verloren haben. Ist das Lageenergie?
7,9 km/sek ist die theoretische  V am Boden.
3,05 ist sie im Geo.

Von 7,9 kommt man mit weniger auf 11,2 als von 3,05? Oder fehlen dannnoch 7,9 Antriebsbedarf oder ganz was anderes??

Und wie funktioniert das Rechnen mit Antrieb?? 50 Tonnen vom Geo auf Flucht?
50.000kg * 3050m/sek = Newton-Bedarf für dieses??


Bitte um Hilfe

Mfg

Von 7,9 kommt man mit weniger auf 11,2 als von 3,05? Oder fehlen dannnoch 7,9 Antriebsbedarf oder ganz was anderes??

Im GEO bist du weiter von der Erde weg und die Fluchtgeschwindigkeit ist kleiner. Die Fluchtgeschwindigkeit ist immer das Wurzel-2-fache der Kreisbahngeschwindigkeit, im GEO also ca. 3 km/s*1,4=4,2 km/s. Da du schon ca. 3km/s schnell bist, fehlen noch ca. 1,2km/s.

Ach ja. Danke.

Da gibts für jeden Orbit also ne eigene Fluchtgeschwindigkeit.

Ich kannte bis jetzt nur den ersten Möglichen Orbit * wurzel aus2
Und dachte, diese Geschwindigkeit gelte für alle.

Jetzt ergibt es Sinn.

Vielen dank für deine Schnelle Hilfe

Und wie funktioniert das Rechnen mit Antrieb?? 50 Tonnen vom Geo auf Flucht?
50.000kg * 1200m/sek = Newton-Bedarf für dieses??

Das ist nochmal mein zweites Problem.

Hättest du dafür auch noch ne einleuchtende Erklärung?
Denn bei wikipedia kommt mir das alles zu theoretisch, zu viel Spielraum für eigenständige Interpretationen, siehe meiner von Fluchtgeschwindigkeit .

Und wie funktioniert das Rechnen mit Antrieb?? 50 Tonnen vom Geo auf Flucht?
50.000kg * 3050m/sek = Newton-Bedarf für dieses??

Hallo runner,

tja, was genau meinst du mit der Frage? Newtonbedarf?? Die ist sehr unklar gestellt. Möchtest du wissen, ob oder wie es möglich ist 50 Tonnen auf Fluchtgeschwindigkeit zu beschleunigen? Die Frage lautet dann, welches Triebwerk mit wieviel Triebstoff das schafft und das errechnet sich mit der Raketengrundgleichung.
http://de.wikipedia.org/wiki/Raketengrundgleichung
Bei einem gegebenen Triebwerk, gegebener Geschwindigkeitsdifferenz zwischen Anfang und Ende und gegebener Nutzlast, kannst du damit bspw. ausrechnen wieviel Treibstoff notwendig ist.

Wenn du deine Gedanken klarer formulierst, können wir an der Stelle weiter diskutieren und bei Bedarf die Rechnung erläutern.

Ich habe deine Frage mit dem Thread zu Bahnmanövern zusammen geführt.

Das war bei Gemini 11 mit ner Agena (GATV 11)
Das "Seil" war 30m lang, und ein Umlauf hat ca. 6 Minuten gedauert, dass der Effekt minimal war, kann man sich dann wohl vorstellen.
Die Astronauten haben gesagt, sie spüren nichts - allerdings haben sich schwebende Gegenstände bewegt.  


Mal ne andre Überlegung:
Bei exzentrischen Orbits wirkt ja immer ne Beschleunigung auf den Körper.
Ich hab mal eben nen Erdorbit von 320km x 850km in Orbiter ausprobiert - dabei entstehen Beschleunigungen von immerhin +0,35 m/s² im Perigäum bzw -0,3 m/s² im Apogäum. Für Marsflüge ists zwar nicht relavant, für Raumstationen schon.
Was dabei wieder ein Problem sind:
- Man will Zero-G Experimente machen, da ist Mikrogravitation eher störend.
- Für Erdorbits limitieren wieder die Van Allen Strahlungsgürtel die Grenzen des Orbits.
- Man braucht ein bisschen mehr Delta V zum Andocken.

Was meint ihr?

Hallo

Bei exzentrischen Orbits wirkt ja immer ne Beschleunigung auf den Körper.
Ich hab mal eben nen Erdorbit von 320km x 850km in Orbiter ausprobiert - dabei entstehen Beschleunigungen von immerhin +0,35 m/s² im Perigäum bzw -0,3 m/s² im Apogäum.
...
Was dabei wieder ein Problem sind:
- Man will Zero-G Experimente machen, da ist Mikrogravitation eher störend.

Was meinst du damit? Exzentrische Orbits sind genauso "gut" wie perfekte Kreisbahnen, parabole und hyperbole Bahnen. Bei allen ist man immer im freien Fall, also schwerefrei.

Was hast du da berechnet?

Sorry, ich hab mich auf elliptische Bahnen bezogen.
Ich hab gedacht, exzentrisch bedeutet automatisch, dass es sich um eine nicht-Kreisbahn handelt.  
Im Falle eine elliptischen Umlaufbahn:
Im Apogäum wirkt auf einen Körper weniger Fliehkraft, als Schwerkraft auf ihn wirkt - ansonsten würde er doch einfach auf einer Kreisbahn weiterfliegen.

Im Perigäum ist genau das Gegenteil der Fall, auf den Körper wirkt mehr Fliehkraft als Erdanziehungskraft, er entfernt sich also weiter von der Erde.
Oder denk ich da jetzt falsch?



edit: Anscheinend steh ich grad ziemlich auf der Leitung.. Ich schlaf lieber erstmal ne Nacht drüber  

@GlassMoon

exkzentrische Kreisbahn =  Ellipse

Auf den Bahnen entsteht trotzdem keine "Schwere". Nur weil sich die Geschwindigkeit ändert, entsteht nicht "Schwere". Überall ist man immer noch freien Fall, genauso wie im freien Fall auf der Erdoberfläche sich auch fortlaufend die Geschwindigkeit ändert, aber Schwerelosigkeit herrscht.

So lange gilt: schwere Masse =  träge Masse,  entsteht durch reine gravitationsgesteuerte Bewegungen (freier Fall) keine Schwere, und damit keine Mikrogravitation (im Schwerpunkt).

Aber wir können das bei Bedarf auch weiter im Bahnmöverthread im Fragen-Forum diskutieren:
https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=5646.0

Sooo, nochmal dazu:
https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=6345.msg128596#msg128596

Jetz leuchtets mir ein, glaub ich zumindest^^.

Also, das Raumschiff würde ja Näherungsweise genauso stark beschleunigt werden, wie die Astronauten. Es würde also keine "Kraftdifferenz" entstehen, die die Astronauten letztendlich an den Boden drücken würde.

Genau . Alle Körper machen im Schwerefeld dieselbe Bewegunge/Beschleunigung durch, daher spürt man nichts von der "Kraft".