Niedrigschubberechnung

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Diagramm 1Weiter geht es in meinem Tutorium zu „Rakete“. Heute will ich einen weiteren Punkt bei dem Menü „Nutzlastberechnung“ erklären und zwar die Niedrigschubberechnung.

Die grundlegende Problematik, wenn ein Satellit im Gravitationsfeld sein Triebwerk zündet, ist das während dieses arbeitet sich die Bahn dauernd ändert. In jeder Bahnhöhe wird eine Beschleunigung eine Anhebung eines (aber meist beider) Bahnpunkte bewirken und da sich der Satellit nun auf dem Weg, zum neuen höheren Apogäum befindet, steigt die Entfernung. Dadurch verändert sich die Bahn.

Von einer Niedrigschubbahn spricht man, wenn die Betriebszeit des Triebwerks bei der Umlaufdauer oder höher liegt, bei der Erde also mindestens 5000 s, ich würde weiter gehen, selbst schubschwache Oberstufen, wie die EPS, haben schon deutliche Gravitationsverluste. Mit diesem Dialog kann man sie berechnen.

Er basiert im Prinzip auf meiner Simulation von Ionentriebwerken, aber ist einfacher, da viele Triebwerksparameter eines Ionenantriebs für ein chemisches Triebwerk nicht benötigt werden.

Ich will die Eingabemaske an dem Algorithmus erläutern.

Grundlage ist eine Simulation der Bewegung nach den Newtonschen Gesetzen im Gravitationsfeld. Ein Satellit hat eine Anfangsposition (Startentfernung) die zwischen dem Peripunkt und Apopunkt der Ausgangsbahn liegt. Dazu wird die Startgeschwindigkeit nach der Vis-Viva-Gleichung ermittelt. Es resultiert ein Positionsvektor und ein Geschwindigkeitsvektor. Es wird die aktuelle Beschleunigung zum Gravitationszentrum ermittelt und über die Zeit (Schrittweite) zur Geschwindigkeit und der Distanz integriert. Würde der Satellit sein Triebwerk nicht zünden so erhält man eine unveränderliche Bahn und bei Erreichen der Simulationsdauer stoppt die Simulation. Continue reading „Niedrigschubberechnung“

Die Marsrakete

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Im heutigen Blog geht es um eine fiktive Marrakete. Vorletzte Woche kam bei SWR1 „Leute“, einer Radiosendung der Raketenexperte Robert Schmucker. Schmucker ist Professor für Luft & Raumfahrttechnik und auch international anerkannt, weil er sich mit den Militärprogrammen befasst und z.B. aus den veröffentlichten Fotos von geborgenen nordkoreanischen Stufen oder Videos des Fernsehens auf deren Entwicklungsstand schließt. Der Großteil des Interviews drehte sich um militärische Fragen (mein Hinweis an Wolfgang Heim: Es gibt keine „Atomraketen“, sondern nur atomar bestückte Raketen, vielleicht diskutiert er es mit dem nächsten Gast, der Leiterin der Duden-Redaktion Kunkel-Razum). Am Ende kam noch die Frage, wann nach Schmuckers Ansicht die Marsmission kommt. Er meinte der Zeitpunkt sie nicht absehbar, und begründete dies und monierte auch die fehlende Trägerrakete. Continue reading „Die Marsrakete“

ATV Reloaded

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In diesem Artikel will ich (zum wiederholten Male, wer sucht, findet ähnliche Artikel im Blog) über die Möglichkeiten des ATV referieren. Ursprünglich sollte die ISS bis 2016 betrieben werden. Darauf hatte man sich geeignet, als 2005 das Vorgehen für die bemannte Raumfahrt nach dem Ausmusterungsbeschluss der Space Shuttles fiel. Der Hintergrund war, dass damals ja noch das Constellation-Programm aktiv war und damit eine Rückkehr zum Mond. Die Mittel sollten auch dadurch gewonnen werden, indem die USA Space Shuttle und ISS aufgaben. Vertragsbedingt mussten die USA die Station 10 Jahre lang betreiben, nachdem die Labore aus Japan und Europa installiert wurden. Continue reading „ATV Reloaded“

Vom Koi zur Schnappschildkröte

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Vor mehr als sieben Jahren schrieb ich den Blog vom Hai zum Koi, sieben Jahre später denke ich, ist es eine gute Zeit nach dem Jungfernflug der Falcon heavy an das Thema anzuknüpfen.

Nach dem Jungfernflug der Falcon Heavy kommen nun mehr praktische Fragen auf. Vorher war man ja gespannt, ob sie überhaupt kommt und wenn ja wann. Nun frage ich mich zumindest, wozu sie da ist. Die große Auftragsflut ist ja ausgeblieben. Das aktuelle Launch Manifest weist nur drei kommerzielle Starts und eine Air Force Testmission für die Falcon Heavy aus. Der Teststart ist Bestandteil der Zertifizierung, da dabei die Fähigkeit zur Wiederzündung nach vielen Stunden und die Veränderung der Inklination, beides benötigt für GSO-Missionen demonstriert wird. Das musste eine eine Falcon 9 bisher nicht können. Continue reading „Vom Koi zur Schnappschildkröte“

Gravity

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Kürzlich schaute ich mir den Spielfilm Gravity an. Ich bin kein Kinogänger und so sehe ich Filme erst, wenn sie im Fernsehen kommen. Bei Gravity war es sogar eine Aufzeichnung. Der Spielfilm ist ein Science-Fiction Film und da erwarte ich keinen Realismus auch wenn er in der heutigen Zeit spielt. Genauso wenig wie ich bei Space Cowboys, Deep Impact oder Armageddon erwarte, das die Darstellung technisch und physikalisch real ist. Nicht mal wenn die Filmindustrie reale Ereignisse verfilmt, wie bei Apollo 13, ist alles korrekt. Kurzum ich hätte den Film abgetan und ignoriert, wenn nicht gerade zeitnah ESA-Chef Wörner meinte, Gravity wäre kein Science-Fiction-Film sondern real. Also vielleicht doch ein Thema für einen Blog, denn zumindest ist die Handlung realer als bei Deep Impact oder Armageddon. Also gehen wir‘s an.

Schon Wikipedia öffnet ja die Diskussion: Ist Gravity Science-Fiction oder nicht. Aufhänger dort die Aussage des Regisseurs, es wäre kein Science Fiction. Klar, damit ist der Film in der Diskussion und die Kassen klingeln. Aber als Regisseur ist er weder qualifiziert dazu, eine solche Aussage zu treffen, noch unabhängig. Wikipedia bringt einige Argumente, beschränkt sich als Laienplattform aber auf das was leicht durch Google recherchierbar ist und kein Hintergrundwissen erfordert. Ich greife nur Aspekte auf die nicht in der Wikipedia erscheinen. Continue reading „Gravity“