Flug zum Mond

Hallo,

ich bin neu hier, habe mich angemeldet weil ich für mich ungeklärte Fragen habe und hoffe hier von euch eine Antwort zu bekommen.

1. Wenn man die Fluchtgeschwindigkeit erreicht hat, warum kann man dann die Triebwerke abschalten? Da es ja keine Luftreibung in der Höhe gibt hält die Raktet die Geschwindigkeit, aber sie sie wird doch bis zum Erreichen des Mondschwerefeldes noch zurück zur Erde gezogen und somit auch die Geschwindigkeit veringert. Wo liegt mein Fehler?

2. Bin ich richtig in der Annahme das die Rakete nach dem Abschalten der Triebwerke zum Mond 'fällt' und diese somit Schwerelos ist und somit alles was sich in der Rakete befindet schwebt da es sich in einer Schwerelosen Rakete befindet? Wie das Beispiel wenn ich in einem fahrenden Bus springe und trotzdem am gleichen Ort aufkomme. So erkläre ich mir das Schweben der Astronauten, ist das richtig so?

3. Warum fliegt man nicht direkt zum Mond, und macht zuerst denn Umweg in die Erdumlaufbahn? Ist dies nur um Treibstoff zu sparen?

4. Auf dem Mond gelandet, sind ja die großen Raketenstufen schon alle weg und ausgebrannt. Braucht man zum Rückflug also viel weniger Treibstoff, weil man mit niedrigerer Geschwindigkeit aus dem Mondschwerefeld flüchten kann und somit sich zur Erde fallen lassen kann?

Sry falls dies hier schon des öfteren besprochen worden ist. Aber ich finde sonst nirgends meine Antworten.

Danke,

lg
Saskia 

1. Wenn man die Fluchtgeschwindigkeit erreicht hat, warum kann man dann die Triebwerke abschalten? Da es ja keine Luftreibung in der Höhe gibt hält die Raktet die Geschwindigkeit, aber sie sie wird doch bis zum Erreichen des Mondschwerefeldes noch zurück zur Erde gezogen und somit auch die Geschwindigkeit veringert. Wo liegt mein Fehler?

Das gilt bis zu einem bestimmten Punkt, an dem sich die Schhwerkraft von Erde und Mond aufheben (Lagrange-Punkt L1). Dieser Geschwindigkeitswert (2. kosmische Geschwindigkeit) reicht beim Verlassen der Erde aus, um zu Mond zu kommen, da nach L1 man zum Mond gezogen wird.

2. Bin ich richtig in der Annahme das die Rakete nach dem Abschalten der Triebwerke zum Mond 'fällt' und diese somit Schwerelos ist und somit alles was sich in der Rakete befindet schwebt da es sich in einer Schwerelosen Rakete befindet?

Wie gesagt, gilt dann, wenn man L1 passiert, wird man zum Mond gezogen

3. Warum fliegt man nicht direkt zum Mond, und macht zuerst denn Umweg in die Erdumlaufbahn? Ist dies nur um Treibstoff zu sparen?

Man kann den Mond ja direkt vom Boden aus ansteuern, das ist dann aber in der Umlaufbahn viel einfacher. der Treibstoff spielt dabei natürlich auch eine Rolle.

4. Auf dem Mond gelandet, sind ja die großen Raketenstufen schon alle weg und ausgebrannt. Braucht man zum Rückflug also viel weniger Treibstoff, weil man mit niedrigerer Geschwindigkeit aus dem Mondschwerefeld flüchten kann und somit sich zur Erde fallen lassen kann?

Genau! z.B. war der Schub des SM der Apollo-Missionen zu anderen Raketenstufen nicht sehr berauschend, reichte aber aus, um zur Erde zurückzukehren oder den Orbit zu verlassen und zu landen.

P.S. Willkommen im Forum!

Hi, willkommen in unserem Forum


also, zu 1.:
Nunja, die Sache ist so:
Im Orbit gibt es immer noch einiges an Schwerkraft. Allerdings halten sich durch die hohe Orbitalgeschwindigkeit Schwerkraft und Zentrifugalkraft die Waage. Wenn man jetzt in einem bestimmten Punkt die Geschwindigkeit erhöht, steigt also damit auch die Fliehkraft, und das Raumschiff "muss" weiter weg von der Erde, damit Fliehkraft und Schwerkraft wieder gleich stark sind.
Dabei vergrößert sich die Ellipse praktisch "auf der anderen Seite des Orbits".
Hier mal ein Bild aus der Wikipedia zur Veranschaulichung:


Wenn man die Geschwindigkeit weiter erhöht vergrößert sich die Ellipse so lange, bis sie sich öffnet und zur Parabel wird (also eine Bahn ohne Rückkehr praktisch).
Naja, wenn man den Mond einfach mal mitten unterm Flug "wegbeamen" würde, würde das Raumschiff trotzdem bis auf ca 400.000km Höhe über der Erde weiterfliegen bevor es wieder *umkehrt*.


Die Ellipse wurde ja schon vorher so weit erweitert, dass sie ihren Erdfernsten Punkt (Apogäum) beim Mond hat.

2:
Ich hoffe ich habs in 1 schon richtig erklärt. Also im Grunde genommen denke ich dass ich "ja" sagen könnte.

3: Der Parkorbit hat schonmal den Vorteil, dass man eventuell zu kurz dauernde Brennphasen (wenn auch minimal) ermitteln und dann korrigieren kann. Andererseits hat man die möglichkeit nochmal alle systeme des Raumschiffs zu überprüfen, bevor man sich aus dem "sicheren" niedrigem Erdorbit entfernt.

4: Richtig, zum einen muss man ja keine Masse mehr mitnehmen (nur noch die Rückkehrkapsel), zum anderem hat der Mond auch keine so große Anziehungskraft wie die Erde.

edit: dazu noch 2 zahlen: für einen 350km*350km Orbit über der Erde benötigt man ca 7,9km/s, beim Mond braucht man für einen solchen Orbit nur 1,5 km/s Orbitalgeschwindigkeit relativ zum Mond.
Während des Aufstiegs hat man ausserdem keine bremsende Atmosphäre.

Nunja, ich bin nicht der Experte, man möge mich bitte korrigiern

Zitat von: Saskia7 am 21. August 2009, 17:49:34

1. Wenn man die Fluchtgeschwindigkeit erreicht hat, warum kann man dann die Triebwerke abschalten? Da es ja keine Luftreibung in der Höhe gibt hält die Raktet die Geschwindigkeit, aber sie sie wird doch bis zum Erreichen des Mondschwerefeldes noch zurück zur Erde gezogen und somit auch die Geschwindigkeit veringert. Wo liegt mein Fehler?

Das gilt bis zu einem bestimmten Punkt, an dem sich die Schhwerkraft von Erde und Mond aufheben (Lagrange-Punkt L1). Dieser Geschwindigkeitswert (2. kosmische Geschwindigkeit) reicht beim Verlassen der Erde aus, um zu Mond zu kommen, da nach L1 man zum Mond gezogen wird.

Die Apolloraumschiffe haben die zweite kosmische Geschwindigkeit nicht erreicht. Apollo 10 war am schnellsten und hat nur 11,08 km/s geschafft.

Übrigens beträgt die Fluchtgeschwindigkeit nur in erdnähe 11,2 km/s. Wenn man schon weiter draußen ist, dann reicht auch weniger.

Ah, weil im Orbit eine geringere Gravitation herrscht, oder? weil die 2. kosmische Geschwindigkeit beschreibt einen Start vom Boden.

Genau, wenn man weiter von der Erde entfernt ist, dann ist das zu überwindende Gravitationspotential kleiner.

Gibt dafür auch eine ganz einfache Formel:


G ist die Gravitationskonstante, ca. 6.673*10^-11 N m^2/kg^2
M die Erdmasse, ca 6*10^24 kg
und R ist der Abstand vom Erdmittelpunkt in Metern(!), nicht von der Oberfläche(!)

Wenn du das jetzt zum Beispiel für den GEO ausrechnest kommst du auf 4,3 km/s

Oder bei der Mondbahn hast du 1,4 km/s. Der Mond bewegt sich bereits mit 1,0 km/s. Wenn du ihn also um weitere 400m/s anschiebst, dann fliegt er uns davon.

Apollo 10 war am schnellsten und hat nur 11,08 km/s geschafft.

Und das war beim Eintritt in die Erdatmosphäre, wo die Erde das Apollo Raumschiff nochmal richtig beschleunigt hat.  

Wenn du ihn also um weitere 400m/s anschiebst, dann fliegt er uns davon.

Das tut er aber auch ohne anschieben ganz von alleine. Also irgendwas fehlt in Deinen Formeln, sonst dürfte er sich nicht von der Erde entfernen bis er weg ist...

Die Formeln stimmen schon.

Erde und Mond interagieren. Das heißt, die Rotation der Erde hat einen langsamen aber stetigen Einfluß auf den Mond. Genauso wie der Mond die Erde abbremst, führt die Kraft in der entgegengesetzten Richtung dazu, daß sich der Mond weiter entfernt.

Nach Wikipedia etwa 3,8 cm pro Jahr.

hallo,

danke für eure Antworten!

Wenn man die Geschwindigkeit weiter erhöht vergrößert sich die Ellipse so lange, bis sie sich öffnet und zur Parabel wird (also eine Bahn ohne Rückkehr praktisch).
Naja, wenn man den Mond einfach mal mitten unterm Flug "wegbeamen" würde, würde das Raumschiff trotzdem bis auf ca 400.000km Höhe über der Erde weiterfliegen bevor es wieder *umkehrt*

Daraus schließe ich dass die zweite kosmische Geschwindigkeit ausreicht um in das Schwerefeld des Mondes zu gelangen. Wäre er nicht da, würde mann jedoch wieder zurück auf die Erde fallen?

Also muss ich, um mich noch weiter von der Erde zu entfernen noch schneller sein? Oder hat man mit der 2. kosmischen Geschwindigkeit das Schwerefeld der Erde entgültig verlassen?

Gruß
Saskia

Wenn man die 2. kosmische Geschwindigkeit erreicht, verlässt man das Gravitationsfeld der Erde, ja. Aber wenn man z.B. das Sonnensystem verlassen will, muss man schon eine Gesamtgeschwindigkeit von 42,1 km/s auf dem Tacho haben.

Aber wenn man z.B. das Sonnensystem verlassen will, muss man schon eine Gesamtgeschwindigkeit von 42,1 km/s auf dem Tacho haben.

Dabei kann man sich aber den Umstand zunutze machen, daß die Umlaufgeschwindigkeit der Erde um die Sonne bereits 29,8 km/s beträgt.
Wenn man also in die richtige Richtung startet, braucht man nur noch um 12,3 km/s zu beschleunigen, um das Sonnensystem zu verlassen.

Daraus schließe ich dass die zweite kosmische Geschwindigkeit ausreicht um in das Schwerefeld des Mondes zu gelangen. Wäre er nicht da, würde mann jedoch wieder zurück auf die Erde fallen?

Du würdest wieder in einen nierdrigen Orbit kommen, der aber hoch elliptisch ist und dann wieder zum Mondpunkt.

Also eine Eiform, einmal bist du nah an der Erde, einmal weit weg

Irgendwie ist das hier alles total missverständlich. Die 2. kosmische Geschwindigkeit reicht aus um die Erde UND den Mond hinter sich zu lassen.

Für den Mond reicht eine etwas geringere Geschwindigkeit weil man "nur" den Orbit erhöht bis er zum Mond reicht.

Okay danke euch erstmal. Ich glaub damit kann ich was anfangen!

lg
Saskia

Zitat

Daraus schließe ich dass die zweite kosmische Geschwindigkeit ausreicht um in das Schwerefeld des Mondes zu gelangen. Wäre er nicht da, würde mann jedoch wieder zurück auf die Erde fallen?

Du würdest wieder in einen nierdrigen Orbit kommen, der aber hoch elliptisch ist und dann wieder zum Mondpunkt.

Also eine Eiform, einmal bist du nah an der Erde, einmal weit weg

Na wenn das bei Dir "Eiform" ist, dann hast Du Hochdruckhühner dahein.
 

Wie war das eigentlich bei Apollo? Die mussten doch erst mal aus dem Schwerkrafttrichter der Erde raus, um dann in den des Mondes reinfallen zu können. Mit wieviel 'Schwung' sind die Kapseln damals über die Lagrange-Grenze? Mit Schmackes oder eher gerade so?

Hallo,

haltet euch nicht mit L1 auf. Den Punkt hat man noch nicht mal "durchflogen". Man war auf einer einfachen Ellipse unterwegs (welche aber durch den Mond "verzerrt" wurde). Die typische 8 aus gängigen Darstellungen kommt nur aus der Koordinatentransformation zwischen einem ruhenden und mit dem Mond mit rotierenden Koordinatensystem für die Darstellung.
Beim TLI-Einschuss in die Transferbahn ist man in eine Richtung gestartet, wo der Mond erst in 3-4 Tage sein würde, man ist praktisch voraus geflogen. Da draußen kam dann der Mond  von "hinten" heran, schneller als Apollo da draußen war.

Zur Veranschaulichung

Hier hatte ich das mal berechnet:
https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=4671.msg85014#msg85014

Sehe das auch wie Schillrich.

Eine dynamische Flugbahn, in einem dynamischen System bedeuted, daß man von dem Punkt aus zurückrechnen muß, wo man hin will, und von dort aus dann starten kann. Der L1 Punkt spielt überhaupt keine Rolle.

Früher wurde mal darüber diskutiert, wohin der atomare Abfall entsorgt werden kann, der bei so einem Reaktor wie im oben erwähnten Forum auftritt. Im All ist das einfach. Eine kleine parabelförmige  Bahn, die den Abfall direkt in die Sonne führt, beseitigt den Abfall restlos. Die Sonne selbst ist hoch radioaktiv. Da macht ihr das bischen spaltbares Material nichts aus.

Bedenken habe ich nur beim Start der Rakete. Wenn da etwas schief geht, wird die gesamte Startrampe konterminiert.

Da könnte man das ganze radioaktive Material in eine Keramik wie bei den RTGs einschließen, dann wäre das Problem der Kontermination auf jeden Fall geringer.

Sehe das auch wie Schillrich.

Eine dynamische Flugbahn, in einem dynamischen System bedeuted, daß man von dem Punkt aus zurückrechnen muß, wo man hin will, und von dort aus dann starten kann. Der L1 Punkt spielt überhaupt keine Rolle.

Früher wurde mal darüber diskutiert, wohin der atomare Abfall entsorgt werden kann, der bei so einem Reaktor wie im oben erwähnten Forum auftritt. Im All ist das einfach. Eine kleine parabelförmige  Bahn, die den Abfall direkt in die Sonne führt, beseitigt den Abfall restlos. Die Sonne selbst ist hoch radioaktiv. Da macht ihr das bischen spaltbares Material nichts aus.

Bedenken habe ich nur beim Start der Rakete. Wenn da etwas schief geht, wird die gesamte Startrampe konterminiert.

Möglichen Atommüll in die Sonne stürzen zu lassen, ist gar nicht mal so einfach wie es sich anhört und der Energieaufwand enorm.
Es wäre dabei wesentlich einfacher, diesen in einen sehr hohen Orbit zu verschieben oder gezielt auf dem Mond niedergehen zu lassen (zumal man so diesen als möglichen Rohstoff für mögliche Anwendungen in ferner Zukunft eventuell dort zur Verfügung hätte)

Ja, die Sonne ist nur schwer zu erreichen. Man sieht das an Messenger, welcher mit 5 Flybys ausreichend Energie abbauen muss, um ins Innere unseres Sonnensystems zu stürzen (und dort einen stabilen Orbit zu erreichen). Große Änderungen von Obritradien (im Sonnensystemmaßstab) sind immer schwierig.

Lasst uns aber wieder zum Flug zum Mond kommen, wenn da noch Fragen offen sind.

glaubt ihr das eine station auf dem mond mit der heutigen technik moglich ist?und wen ja.fur wie lange?
warte auf antwort.









keine garantie das ich zuruck schreibe

Sie ist definitiv möglich. Und mit dem nötigen Nachschub im Grunde auch beliebig lange betreibbar. Die Frage ist nur, wer eine solche Station bezahlen kann (oder will).