Romanrecherche (Gregor)

Orbitmechanik funktioniert anders . Das hat Klaus schon mal angedeutet: man fliegt da oben nicht nach recht-links, oben-unten.

Man fliegt ein Ziel praktisch nie direkt an. Um in eine höhere Bahn zu kommen, muss man einfach beschleunigen, also mit dem Triebwerk nach hinten gerichtet tangential "Gas geben". Dadurch wird man auf der aktuellen Bahn schneller und der gegenüberliegende Punkt der Bahn (auf der anderen Seite der Erde) hebt sich an. Man streckt praktisch die gegenüberliegende Seite des eigenen Orbits. Wenn man dann das Triebwerk abschaltet, fliegt man auf dieser neuen Bahn, jetzt eine Ellipse, und kommt auf der anderen Seite der Erde auf den neuen höchsten Punkt.

Absenken eines Orbits funktioniert genauso, nur umgekehrt mit Bremsen.

Das erste bemannte Orion-Raumschiff fliegt ins All. Noch in der Aufstiegsphase (noch nicht im Orbit) wird es von einem herannahenden Trümmerstück eines extraterristischen Raumschiffs, welches unkontrolliert in Richtung Erde stürzt, auf eine höhere Bahn geschleudert.

Wenn ein Orion-Raumschiff bzw. die Rakete von einem Teil so stark beinflusst wird, dass es auf eine ganz andere Bahn kommt, dann wird Orion dabei zerstört. Es gibt keinen Teil am Raumschiff oder der Rakete, der einen wirklich starken Stoß aushalten würde. Physikalisch gesehen ist also schon der Anfang der Geschichte unhaltbar.

GG

Wir versuchen Ihm ja eine brauchbar Geschichte zu liefern.

Schillrich hat Ihm ja schon dazu geraten irgendein Feld um dieses Objekt zu legen, so dass Funktionen im Raumschiff selbst ungeplant regieren.

Dabei müsste folgendes passieren:

- > Die Rettungsrakete ist unbrauchbar
- > Ein Spreng-Bolzen zwischen Service-Modul und Kapsel wird unbrauchbar
- > Fehlfunktion im Steuerungscomputer für einige Sekunden. Danach dürfte es unmöglich sein den Kurs wieder zu korrigieren und so müssen die Astronauten auf eine andere Umlaufbahn als geplant. Eben zum Beispiel auf eine stark eliptische. 5000km * 200km. Dann macht man die Bahn mit weiteren Manövern Kreisrund auf 5000km * 5000km. Dort könnte man dann in Richtung eines "AlienSchiffes" fliegen welches aber ebenfalls auf einer Umlaufbahn sein muss. Das kann also nicht einfach im Raum stehen ohne sich um die Erde zu bewegen. Sonst könnte es Orion nicht abpassen.


@Orbit: Auf einer niederigeren Umlaufbahn ist man übrigens schneller unterwegs als auf einer Höheren Umlaufbahn. Ist wie beim Roulette mit der Kugel. Wenn die Kugel schnell genug ist bleibt Sie in einer Kreisbahn um den Mittelpunkt. Bremst man Sie aber an einer stelle ein wenig, wir Ihre Bahn eliptisch. Dabei ist Sie am Mittelpunktnächsten Punkt am schnellsten und wird wieder langsamer auf dem Weg "nach Oben"

Okay, das mit der Orbitalmechanik versuche ich gerade zu kapieren. Damit ich zum Beispiel parallel mit der Erdrotation auf einer Kreisbahn fliegen kann, dh. mich vom Raumschiff aus gesehen, gegenüber der Erdoberfläche immer über der gleichen Stelle befinde, muss ich beim Höhersteigen ja wohl auch schneller fliegen?!

Wäre das mit dem Höhersteigen 5000km zu 200km und dann auf 5000 zu 5000km mit der üblichen Treibstoffmenge überhaupt machbar?

Trotz allem nochmals zurück zum meiner So-macht-man-das-nicht-Idee: Was geschähe überhaupt bei einen "senkrechten" Aufstieg, bei dem das Triebwerk in Richtung Erde zeigt???

Wird ISS zum Anheben der Umlaufbahn auch beschleunigt, oder von unten geschoben?

Das A und O für Änderungen der Orbithöhe ist Impulsgewinn oder -verlust. Das macht man durch Beschleunigen, also macht es auch die ISS so.
Wenn man senkrecht nach unten Schub gibt, hebt man zwar das Raumschiff etwas an. Aber sobald der Schub weg genommen wird, fällt man auch wieder zurück. Dadurch ändert man nicht dauerhaft die Orbithöhe, höchstens die Form des Orbits.

gegenüber der Erdoberfläche immer über der gleichen Stelle befinde, muss ich beim Höhersteigen ja wohl auch schneller fliegen?!

Nein eben nicht! Man kann ja nur immer auf die gleiche Stelle der Erde gucken, wenn man sich auf einer Geostationären Bahn bewegt. Dann dauert ein Umflauf genauso lange wie die Erdrotation. Nämlich 24h. Die Bahngeschwindigkeit beträgt dabei stets 3075 Meter pro Sekunde (11.070 km/h), der Bahnradius 42157 km, was einem Abstand von etwa 35786 km über der Erdoberfläche entspricht.

Und wie man sieht, braucht die ISS nur 90min um einmal um die Erde zu kommen bei 350km Höhe. Du siehst, man muss schneller sein, je niedriger der Orbit ist.

EDIT
ISS Relativgeschwindigkeit ca. 28.000 km/h (Orbithöhe: ca. 350 km) vs 11.070 km/h (Orbithöhe: 35786 km)

Wäre das mit dem Höhersteigen 5000km zu 200km und dann auf 5000 zu 5000km mit der üblichen Treibstoffmenge überhaupt machbar?

Solche eliptischen Bahnen zu korrigieren erfordert weniger Treibstoff als Du denkst.

Wie wäre es mit folgender Version:
Der Zusammenstoß passiert erst dann, wenn das Rettungssystem bereits abgeworfen ist. Da das Alien-Schiff in 5.000 km Höhe fliegt, könnte die Kollision sogar im Orbit passieren. Das große Teil mit 200 m Durchmesser schrammt knapp an der Orionkapsel vorbei, getroffen wird sie nur von einem kleinen Trümmerstück - das den Hitzeschild der Kapsel so schädigt, dass sie bei einem Wiedereintritt zerstört würde.

Die Besatzung entschließt sich daraufhin, das fremde Schiff anzufliegen. Das Problem mit dem Treibstoff lässt Du dabei einfach unter den Tisch fallen. Diesen Fehler werden weit weniger Leser finden als z.B. das Hochschleudern der Kapsel während des Aufstiegs durch einen Zusammenstoß.

Was Du übrigens auch unter den Tisch fallen lassen solltest: Orion-kapsel und fremdes Schiff brauchen eigentlich dieselbe Bahnneigung. Sonst wird es für Orion sehr schwer, das Schiff zu erreichen. Aber ich glaube, das dürfte wirklich nur eingefleischten Raumfahrtfans auffallen.

Und zu Deiner Frage zur ISS: Auch die ISS wird beschleunigt (für eine Bahnanhebung) bzw. abgebremst (für eine Absenkung).

René

Trotzdem wäre es ein reichlich blöder Zufall wenn das Alien-Raumschiff exakt die gleiche Inklination wie die ISS haben würde...

Uff, okay! Da ich mir den Flugplan also nicht selber zusammenbasteln kann, frage ich die Experten 

Ein beschädigtes Alienschiff nähert sich der Erde und schwenkt dann auf eine geostationären Bahn ein. Flughöhe 5000km. Es umrundet  parallel zum zwanzigsten Breitengrad Nord die Erde, sondiert die Lage und steht dann über Indien still. Orion startet zum ersten Raumflug und will eigentlich zur ISS. Trümmerstücke des beschädigten Alienschiffs fliegen knapp an Orion vorbei und legen die Systeme lahm, mit welchen Orion sicher zur Erde zurückkehren sollte. Die Crew hat nur eine Möglichkeit: Sie muss irgendwie zum Alienschiff hochfliegen, um dort an Bord zu kommen.

Geht das infolge der ISS-Flugbahn überhaupt? Wenn ja: Wie machen die das genau? Wenn möglich Schritt für Schritt, damit ich den Vorgang aus der Sicht des Orion-Piloten in die Geschichte einarbeiten kann. Wenn nein: Welcher Murks wäre notwendig, damit es trotzdem klappt?

Superherzlichen Dank!

Also da haben wir ein paar Probleme.

a.) Orion will zur ISS. Die fliegt aber nicht parallel zum zum 20. Breitengrad. (Würde auch gar nicht gehen) Sondern mit einer Bahnneigung zum Äquator von 51,6° mit dem Erdzentrum als Mittelpunkt der Kreisbahn.
b.) Wenn das Raumschiff die Erde umrundet, kann es nicht auf einer geostationären Bahn sein. NUR dort könnte das Alienschiff immer an der gleichen Stelle über einem Erdpunkt stehen.
c.) Eine geostationäre Bahn wäre nicht 5000km hoch, sondern 35768km
d.) Bahnneigung ändern kannste vergessen, das geht Energiemäßig überhaupt nicht. Nur Orbithöhe lässt sich verändern
e.) Wenn das Alienraumschiff über einem Ort (quasi) "stehen bleibt" wäre es auf einer geostationären Bahn. Diese kann Orion aber auf keinen Fall erreichen.
d.) Das Alienschiff muss auf eine Bahn mit so 2000km runterkommen, dann wird es realistisch, dass Orion es erreichen kann. Dabei rotiert das Alienschiff allerdings um die Erde. Es müsste zudem die gleiche Bahnneigung wie die ISS haben, damit Orion es erreichen kann

Okay, dann muss es anders gehen: Das Alienschiff fliegt zuerst Parallel zur ISS-Bahn auf einer Höhe von 5000km. Diese Höhe ist zwingend und darf vom Alienschiff aus operationsbedingten Gründen nicht verändert werden. Nun muss Orion also auf die 5000km hoch, damit die Crew am Bord gehen kann. Anschliessend verändert das Alienschiff seine Flugbahn und "steht dann über Indien still." (Position ist ebenfalls nicht veränderbar) Bekommt man das irgendwie hin?

Ja das kommt hin. Zunächst ist das Alien Schiff auf 5000km Höhe auf einer Bahnneigung identisch mit der der ISS. So kann die Orion Ihr Haupttriebwerk dazu nutzen um die Bahn auf 5000km anzuheben. Dazu wären wahrscheinlich mehrere Zündungen erforderlich.

Orion fliegt dann auf einer etwas geringeren Bahnhöhe und überholt sozusagen das Alienschiff. (man ist ja schneller auf geringerer Höhe). Soband man sich dem Alienschiff nähert hebt man stückweise die Bahn an bis man die identische Geschwindigkeit hat. Dann kann Orion langsam da reinfliegen

Danach kann das Alienschiff mit seinem sowieso fiktiven Antrieb entweder auf einen Orbit von 35768km gehen und dann quasi wie angepinnt über Indien sein (Das ist aber schon eine enorme Entferung) oder das Raumschiff hat einen uns unbekannten Antrieb mit brutaler Kraft, welcher auch einen stabile Position über einem Erdpunkt unterhalb dieser Bahnhöhe garantiert. Dieser Antrieb müsste quasi im Dauerlauf sein, damit das Raumschiff nicht auf die Erde fällt (schließlich hätte die Erde sonst genug Anziehungskraft um jedes Objekt, welches sich nicht in einem stabilen Orbit befindet, zügig runterzuholen...)

Toll! Danke! Jetzt müsste ich "nur" noch die einzelnen Schritte kennen, damit das auch klappt: Berechnen der Bahn, Ausrichten des Raumschiffs, Zünden, Kurskorrekturen, Entfernungsmessung etc.

Bräuchte also sowas wie eine kleine Schritt-für-Schritt-Szenerie, deren technische Informationen ich dann extrahieren und der Orion-Crew unterschieben kann, die schon gespannt darauf wartet, welche Hebel sie ziehen müssen.  

Könnten die das übrigens auch ohne Hilfe von Houston bewerkstelligen? Z.B. wenn der Funk ausfällt? Wäre natürlich noch spannender, als wenn alles von "unten" diktiert wird.

Welche Hebel?

Also ich bin kein Astronaut und weiss leider auch nicht genau wie das Flugsteuerungssystem der Orion aussehen wird.

Ich bin aber aber relativ sicher, dass die Astronauten das alleine machen können. Der Bordcomputer wird bestimmt recht mächtig sein und entsprechende Korrekturen ausrechnen können. Allerdings wird es Orion wohl ohne Bodenkontrolle nicht schaffen, die exakte Position des Alien-Schiffen zu finden. Dafür wird man wohl die Radaranlagen auf der Erde nutzen müssen.
Die letzte Annäherung dann kann wiederum manuell geschehen. Mit Laserentfernungsmessung, OnBoard Radar und dem bloßen Auge

Ich Prinzip muss man ein paar  (ca 30 - 100sec)Sekunden das Triebwerk zünden. Dadurch erhöht sich die Bahnhöhe auf der gegenüberliegende Seite der Erde. Dann wartet man, bis man nach einer halben Erdumrundung dort angekommen ist und zündet wieder. Das kann man mehrere Male machen, bis eben der Zielorbit (bei Dir 5000km Höhe) erreicht ist.

Übrigens muss auch die Orion direkt nach dem Start nochmal Ihre Triebwerke zünden. Denn die Flugbahn, die die Oberstufe erreicht, führt nach einer halben Erdumrundung direkt in den Ozean (sprich wird verglühen). Dadurch hat man weniger Weltraummüll und es ist effizienter, wenn die Oberstufe keinen Orbit erreichen muss, sondern nur die Nutzlast (Orion).

Das mit dem Hebel war natürlich nur Symbolisch gemeint!  Könnten Sie, könntest du mir vielleicht die Bahnveränderung berechnen:
- Ausgehende Flughöhe 400Km bei einer Geschwindigkeit von ...
- Erste Zündung verändert diese Parameter um ...
- Zweite Zündung etc.
- Anflug an Alienschiff erfolgt auf ... mit ... bei ...

Herzlichen Dank!!!

Ich suche dann natürlich noch Informationen, wie das dann in der Praxis so abgehen könnte. Wenn ich mir Shuttle-Kommunikationen anhöre, verstehe ich leider nur Bahnhof. Da werden massenhaft Ausdrücke verwendet, die ich noch nie in meinem Leben gehört habe. Wird wohl eine eigene Nasa-Sprache sein, was die da sprechen?!

Nun, ich will in meiner Geschichte auch diesen Orion-Teil - wie schon den ganzen Rest - sehr spannend aufbereiten, denn es wird ja sowas wie ein SciFi-Thriller. Ich kann ja schlecht schreiben: Orion-Astronaut James T. Kirk erhielt von Houston ein paar Bahnkorrektur-Daten, welche er brav in den Bordcomputer eingab. Anschliessend startete er die Zündfrequenz und schon flog Orion in Richtung Alienschiff.

Ich denke, wer sich in den einzelnen Abläufen von Apollo und / oder dem Shuttle gut auskennt, könnte mir doch - wenn er denn Lust darauf hätte - eine solche Szenerie und die technischen Details beschreiben. Natürlich nur in Stichworten, das ist klar. Um die erforderliche Äktschen kümmere ich mich dann schon.

Also zum konkreten ausrechnen haben wir ein paar Experten hier, die das können. Vielleicht macht es ja einer   

Zum Thema Orion hast Du ja sicherlich schon das hier gelesen?
http://en.wikipedia.org/wiki/Orion_%28spacecraft%29#Crew_Module

Und wie so ein Countdown aussieht mit den Prozeduren:
http://science.ksc.nasa.gov/shuttle/countdown/count.html#T-01H00M

Wie so eine WeltraumMission ungefähr abläuft: http://www.nasa.gov/pdf/358018main_sts127_presskit.pdf
(unten werden auch die Abkürzungen erklärt)


Also ich glaube es würde auch zu weit gehen die genauen Zündungssequenzen auszurechnen. Schreib einfach so rein, wie ich es oben beschrieben habe. Mehrere kleinere Zündungen.

Joooo, dann werde ich mich mal reinknien in das viele Material der angegeben links. Vielen Dank! 
Wenn sich ein Freiwilliger für die Berechnungen finden würde, wäre das natürlich super!

hallo gregor,
ich wünsche dir viel glück mit deinem roman und danke dir sehr für deine bemühungen dass ganze auf eine "physikalisch korrekte" art darstellen zu wollen 

dennoch, 99% der leute haben nicht den geringsten schimmer von bahnmechanik/raumfahrt/astronomie,

prinzipiell kannst du behaupten was du willst (ala. orion fliegt in den gto etc...........)

kaum wer würde dass merken, wenn der rest der technischen beschreibungen einigermaßen ralsistisch sind würden dir dass auch eingefleischt raumfahrtfans sicher nicht überl nehmen,

wie gesagt wenn alle bahnmanöver die du in deinem buch beschreibst korrekt sind, freut sich jeder tausendste über die k0orrektheit deiner angaben,

nahezu jeder mensch auf erden würde dir (in den augen von uns weltraumfreaks) märchengeschichten abkaufen

haha

ich wünsch dir viel erfolg, doch schreib die story, wie du sie für richtig/spannend hälst und nicht wie sie mathematisch absolut korrekt möglich wäre

(achja aliens werden es verdammt viel schwerer haben von z.B. alpha zentaurie hierher zu kommen, als es eine orionkapsel hätte in einen gto zu kommen,
nimm doch nicht den ersten flug für dein buch, nimm doch ares1 - 5te mission, ähnlich wie shuttle/hubbel ausgerüßtet um diesmal sateliten im gto zu repariere4n, neue oberstufe, gebündelte erststufen ala Delta4 Heavy)

omg ich bin immernoch betrunken

mfg
Ensicube

Hallo Zusammen

Jetzt habe ich das Space Shuttle aus meinem Roman gekippt, obwohl es für meine Zwecke viel dienlicher gewesen wäre, und konzentriere mich wie vergiftet auf Orion. Doch am Samstag lese ich in der Zeitung folgendes:
... Zuletzt haben die Amerikaner 1972 den Mond betreten. Ob das schon bald wieder der Fall sein wird, ist allerdings noch völlig offen. Bis im September soll eine Kommission untersuchen, ob das unter G.W. Bush initiierte Vorhaben von der Administration Barack Obamas weiterverfolgt wird ...
Heisst das nun, dass Orion ganz gekippt werden könnte, oder nur der Mondflug-Teil? Orion wird ja eigentlich für die nächsten Mondflüge entwickelt und nicht als Ersatz für den Shuttle?! Wäre es theoretisch überhaupt möglich dass Orion völlig gekippt wird, und die Shuttles vorerst weiter im Dienst bleiben? Das Amerikanische Haushaltsbudget sieht ja ziemlich düster aus. Wer glaubt mehr zu wissen?

Es dankt ein etwas verwirrter Autor

Orion wird gebaut! Es geht nur um die Schwerlastrakete und die Mondlandung.

Die Ares-1 und Orion sind weiter aktuell. Vor allem die ISS Version die Du verwenden dürftest.

Danke! Danke! Danke! 

Hallo Gregor,

bzgl. deiner Frage zur Rechenhilfe:
Ich habe hier ein kleines Programm, mit dem ich mir selbst die "wichtigsten" Daten (Umlaufzeiten, Zeit bis Apozentrum/Perizentrum, Geschwindigkeiten, Form der Bahn, Höhe) für Bahnen um Mond und Erde ausrechne (für ein eigenes kleines Projekt). Wenn du also ein paar Daten für die eine oder andere Bahn brauchst, kann ich wohl helfen.
Als Eingangsdaten benötige ich:

• Höhe Apozentrum (fernster Punkt der Bahn)
• Höhe Perizentrum (nahester Punkt der Bahn)
• aktuelle Höhe des Schiffs

Die Höhen sind immer "Höhe über Oberfläche".

Hallo Daniel

Vielen Dank für dein Angebot. Wie bereits gesagt. Orion startet zu einem regulären Flug zur ISS. Unterwegs setzen starke elektromagnetische Felder Orion soweit ausser Gefecht, dass das Raumschiff nicht mehr auf der Erde landen kann. Die Orion-Astronauten wollen nun wie geplant bei ISS andocken, umsteigen und dort auf Rettung zu warten. Doch das geht nicht, weil die gleichen elektromagnetischen Felder auch auf der ISS wichtige Systeme ausgefallen liess. Orion fliegt alsdann ganz knapp an ISS vorbei ( winkewinke ) und "hängt" nun auf dieser Umlaufbahn fest.
Doch dann erscheint dieses gigantische Alienschiff, welches sich gut sichtbar nähert, zuerst auf einer parallelen Bahn Orion voraus fliegt, um dann schnell auf eine Höhe von 5'000km Höhe zu steigen. Dort "parkiert" es auf einer exakten Kreisbahn. (Muss operationsbedingt so sein und das Antriebssystem der Aliens lässt sowas auch zu)
So, und nun muss Orion irgendwie da hoch zu dem Alienschiff. Die Flugbahn, die Orion normalerweise nehmen würde, um zur ISS zu fliegen, habe ich noch nicht recherchiert. Du kennst die aber sicher fast oder ganz auswendig.

Danke Gregor

Die Flugbahn, die Orion normalerweise nehmen würde, um zur ISS zu fliegen, habe ich noch nicht recherchiert. Du kennst die aber sicher fast oder ganz auswendig.

Danke Gregor

Zumindest die Flugbahn des Shuttle kannst Du hier nachlesen:

https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=4564.0

Hallo Zusammen

Jetzt habe ich das Space Shuttle aus meinem Roman gekippt, obwohl es für meine Zwecke viel dienlicher gewesen wäre, und konzentriere mich wie vergiftet auf Orion. Doch am Samstag lese ich in der Zeitung folgendes:
... Zuletzt haben die Amerikaner 1972 den Mond betreten. Ob das schon bald wieder der Fall sein wird, ist allerdings noch völlig offen. Bis im September soll eine Kommission untersuchen, ob das unter G.W. Bush initiierte Vorhaben von der Administration Barack Obamas weiterverfolgt wird ...
Heisst das nun, dass Orion ganz gekippt werden könnte, oder nur der Mondflug-Teil? Orion wird ja eigentlich für die nächsten Mondflüge entwickelt und nicht als Ersatz für den Shuttle?! Wäre es theoretisch überhaupt möglich dass Orion völlig gekippt wird, und die Shuttles vorerst weiter im Dienst bleiben? Das Amerikanische Haushaltsbudget sieht ja ziemlich düster aus. Wer glaubt mehr zu wissen?

Es dankt ein etwas verwirrter Autor

Orion wird gebaut! Es geht nur um die Schwerlastrakete und die Mondlandung.

Die Ares-1 und Orion sind weiter aktuell. Vor allem die ISS Version die Du verwenden dürftest.

Vielleicht solltest Du die Sojus als Raumschiff verwenden. Da kannst Du sicher sein, dass sie noch einige Jahre fliegen wird. 

René