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Wie kommt man zu Chiron?

Wahrscheinlich werden sich 99% der Blogleser nicht vorstellen können, um was es bei „Chiron“ geht. Chiron ist ein Planetoid, genauer gesagt (2060) Chiron, so benannt nach einem Zentauren. Schon als ich zum ersten mal von ihm hörte, 1980 als ich mir das „Planetenlexikon“ kaufte, fiel er mir auf. Er war damals der fernste bekannte Asteroid, er zieht seine Umlaufbahn zwischen 1369 und 2820 Millionen km Entfernung seine Kreise, der Perihel ist innerhalb der Saturnbahn, das Aphel außerhalb des Perihels von Uranus, aber noch unterhalb der mittleren Uranusentfernung. Derzeit ist er in 2735 Millionen km Entfernung also nahe des Aphels.

Das war schon damals etwas besonderes und ist es heute noch. Heute kennen wir weitere Planetoiden jenseits des Hauptasteroidengürtels, doch befinden sich fast alle jenseits der Neptunbahn. Daneben gibt es noch den Asteroidengürtel und einige Familien von Asteroiden, die sich innerhalb der Umlaufbahn von Mars befinden wie die Apollo- und Amurasteroiden. Die äußersten der innersten Planetoiden sind die Trojaner die sich in der Entfernung von Jupiter befinden, aber 60 grad vor und nach dem Planeten, dort befinden sich stabile Lagrangepunkte.

Bis heute sind weniger als 10 Asteroiden bekannt, die zwischen Saturn und Uranus ihre Kreise ziehen. Chiron ist mit 218 km Größe der größte dieser Zentauren. Inzwischen hat man bei ihm eine Koma entdeckt, seitdem gilt er auch als der größte bekannte Komet, der wegen seiner großen Entfernung jedoch nie einen Schweif ausbilden wird. Er ist also ein durchaus interessantes Objekt und weitaus leichter erreichbar als die Transneptunobjekte.

Ich habe mich daher damit beschäftigt wie man zu Chiron kommt. Meine Hauptüberlegung gilt der Minimierung der Reisezeit und der Geschwindigkeitsänderungen im äußeren Sonnensystem. (mehr …)

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Die Red Dragon

Nun hat SpaceX ihre erste Marsmission angekündigt: Die Red Dragon soll 2018 landen, auf dem Mars landen und Daten von mitgeführten NASA-Instrumenten übertragen. Die NASA wird im Gegenzug ihre Telekommunikationsinfrastruktur zur Verfügung stellen.

Es mag den einen oder anderen überraschen, aber anders als viele andere Ankündigungen halte ich die Mission für möglich und sogar leicht durchführbar. Von der technischen Seite ist es so, dass eine Kapsel beim Eintritt in die Marsatmosphäre geringeren Belastungen ausgesetzt ist als bei der Erde. Die Dragon verwendet auch das gleiche Material für den Hitzeschutzschild wie das MSL. Die Vorräte an Treibstoff (publiziert: 1290 kg bei 4000 bis 4900 kg Masse) sind wesentlich höher als bei Marslandesonden sodass einer weichen Landung nichts entgegensteht. Die einzige offene Frage ist ob die Dragon die mehrere Monate dauernde Transferphase zum Mars absolvieren, kann der abnehmende Strom ausreicht und man zuverlässig dort die Lage und Bahn kontrollieren kann. (So wie ich SpaceX einschätze werden sie aus Kostengründen wahrscheinlich GPS-Sensoren zur Ortsbestimmung einsetzen und die funktionieren außerhalb niedriger Erdorbits nicht).

Auch für SpaceX könnte es eine Low-Risk Operation werden. Gelandete Dragons wird man bis 2018 genügend haben. Pro CRS-Versorgungsflug fällt ja eine an, bis dahin vielleicht sogar eine bemannte Version die ja auf Land mit den eigenen Triebwerken landen soll. (mehr …)

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Wie schnell ist der Raspberry Pi?

Da ich gerade wieder an meinem Programm für Raumfahrtfragestellungen arbeite, habe ich mir gedacht – das kann man man doch ganz gut für einen Benchmark nutzen. Was ich nutzte war eine Berechnung eines Einschwenkens in die Umlaufbahn um den Mars nach einer Transferbahn. Dort werden 3000 Tage in der Umlaufbahn simuliert und 1,2 Millionen Wegpunkte berechnet. Die werden für eine Grafik auf 10.000 reduziert und zwei Grafiken erstellt, eine mit dem weg um die Sonne, die zweite um den Planeten.

Benchmark 1 sucht zuerst den Versatz um den vorgegebenen Minimalabstand zu erreichen. Da der Planet die Bahn zu sich krümmt kann man den nicht einfach zum theoretischen Treffpunkt der Bahnen hinzuaddieren. Mein Ansatz ist ihn iterativ zu errechnen indem man zuerst einen größeren Bereich nach dem wert absucht der dem Zielabstand am nächsten kommt, dann über diesen Wert

Benchmark 2 ist nur der zweite Teil, hier wird nicht der Minimalabstand gesucht sondern nur noch die Simulation mit gefundenen Vorgaben durchgeführt. Bei diesem Teil ist der Rechenaufwand geringer, dafür macht der relative Anteil an Speicheroperationen und Grafikoperationen / Textausgabe mehr aus. (mehr …)

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Wofür kann man den Raspberry Pi einsetzen?

Seit zwei Jahren nutze ich nun den Einplatinenrechner Raspberry Pi. Mittlerweile gibt es die dritte Version des kleinen Zwergs, und betrachtet man nur einige technische Parameter so ist in den drei Jahren zwischen erstem und drittem Modell (Raspberry Pi 3) einiges  passiert:

  • Verdoppelter Speicher 1 GByte anstatt 512 MByte
  • viermal so viele Kerne (4 Anstatt 1)
  • 70% höherer Takt (1200 anstatt 700 MHz)
  • Verdoppelte USB-Buchsen (4 anstatt 2)
  • Integriertes WLAN (vorher nur Ethernetzbuchse)
  • Zwei Prozessorgenerationen weiter (ARMv8 anstatt ARMv6)
  • und das alles bei einem gleichgebliebenen Preis von 40 Euro.

Ich habe mir den kleinen Rechner ursprünglich gekauft damit ich im Urlaub auch mal surfen kann oder an verregneten Tagen einen Aufsatz schreiben kann. Das heißt er sollte einen Desktop ersetzen, wenn auch nicht vollständig, sondern nur zweitweise. Inzwischen habe ich den dritten Raspberry, das neueste Modell 3. Zeit das ich mal schreibe was man damit machen kann. (mehr …)

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Swing-By Berechnungen Teil 2

Ich habe an meinem Programm für die Simulation von Bahnen weiter gearbeitet und will mit ein paar Grafiken einige Ergebnisse zeigen. Das erste ist der Mechanismus des Swing-Bys. Es gibt zwei Möglichkeiten:: Eine Sonde kann sich dem Planeten so nähern, dass der Schnittpunkt ihrer Bahn mit der des Planeten so liegt, das der Planet den Schnittpunkt schon passiert hat. Von der Sonne aus gesehen kommt sie „von hinten“. Solche Bahnen addieren einen Teil der Bewegungsgeschwindigkeit des Planeten zur Sondengeschwindigkeit. Die Sonde wird schneller. Genau der andere Fall liegt vor, wenn die Sonde den Planeten passiert bevor er den Kreuzpunkt der Planetenbahn mit der Sondenbahn erreicht hat. Dann wird die Sonde abgebremst. Im Sonnensystem bedeutet eine Abbremsung bei einem der äußeren Planeten eine Verringerung des Perihels, eine Beschleunigung dagegen eine Erhöhung des Perihels. Bei Jupiter erreicht man dann bald Perihel die in Jupiters Entfernung von der Sonne liegen und Aphele die negativ werden – das sind Hyperbeln die aus dem Sonnensystem herausführen. Im inneren Sonnensystem liegt der Planet nahe des Perihels. Eine Abbremsung bedeutet daher eine Verringerung des Aphels – die Sonde kommt nicht mehr zur Erde zurück. Eine Beschleunigung dagegen eine Verringerung des Perihels. So kann die Venus eine Sonde zu Merkur weitersenden. (mehr …)

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