Gravitationsverluste bei Niedrigschubbahnen

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Ich habe nun mein Programm für Bahnberechnungen um einen Punkt erweitert, um auch Niedrigschubbahnen für Satelliten zu berechnen. Ich hatte zwar schon einen für Ionentriebwerke, doch der hat zum einen spezifische Eingangsparameter, die man nur für Ionentriebwerke braucht und nicht für Satelliten, zum andern wird man Ionentriebwerke wegen ihrer langen Brennzeit dauernd betrieben. Satellitentriebwerke dagegen nur kurz. Auf die Idee kam ich eigentlich durch meine Ergänzungen zum Vega Buch.

Eine der Dinge, die vor allem die DLR immer wieder betonte war, ja die Abhängigkeit von deinem ukrainischen Triebwerk. Deswegen gab es auch zwei Studien in Auftrag, ob man nicht eine eigene Stufe bauen könnte, die das AVUM und den Zefiro 9 ersetzen könnte. Ich wollte wissen, ob nicht auch ein 400-N-Satellitenantrieb anstatt dem 2.500 N-Antrieb reichen würde. Resümee: Bei vielen niedrigen Bahnen reicht, wie bisher, eine Zündung im Apogäum aus, um eine kreisförmige Bahn innerhalb der im Users Manual angegebenen Toleranzen zu erreichen. Bei höheren Bahnen können zwei nötig sein, sonst rutscht das Apogäum zu stark hoch. Das verlängert dann die Mission um rund 100 Minuten.

Doch wenn man die Routine schon mal hat, kann man die Frage von Gravitationsverlusten in Erdumlaufbahnen auch mal für Satelliten beleuchten. Und da bin ich beim heutigen Blogthema.
Zuerst mal: Warum geht es? Unter dem Begriff „Gravitationsverluste“ tummeln sich einige Dinge. So gibt es beim Aufstieg einer Rakete zwei Typen von Gravitationsverlusten. Zum einen, dass die Erde permanent die Rakete anzieht und so ein Schub, der die vertikale Geschwindigkeit aufbaut, verloren geht. Zum Zweiten auch die Hubarbeit, die eigentlich kein echter Gravitationsverlust ist, weil eine Umlaufbahn mindestens 150 km Höhe erreichen muss, sonst würde die Atmosphäre den Satelliten sofort wieder abbremsen. Continue reading „Gravitationsverluste bei Niedrigschubbahnen“