Die Lösung für ein überflüssiges Problem 3: Wie lange braucht man von unterschiedlichen Himmelskörpern in den Orbit

In der losen Reihe einige physikalische Fragestellungen durchzurechnen die sich wohl niemand gestellt hat heute ein weiteres Problem. Auf das kam ich als ich mich mal fragte wie lange man wohl von der Marsoberfläche in einen Orbit braucht. Nun kann man die Kreisbahngeschwindigkeit eines niedrigen Orbits leicht errechnen und klar ist dass sie bei Mond und Mars kleiner ist als auf der Erde. Aber die Apolloastronauten starteten nicht mit 1,2 g, das ist die Mindestbeschleunigung irdischer Raketen um nicht zu hohe Gravitationsverluste zu haben und das Gefährt gut steuern zu können, sondern weniger weil das Aufstiegstriebwerk 19,4 kN Schub hatte und die Aufstiegsstufe trocken 4,5 t wog mit etwa  4 m/s. Daraus dachte ich mir kann man doch eine interessante Fragestellung bauen: Continue reading „Die Lösung für ein überflüssiges Problem 3: Wie lange braucht man von unterschiedlichen Himmelskörpern in den Orbit“

Nachlese zum Thaicom 6 Start

Eigentlich wollt ich keine machen, doch da ich in den Kommentaren immer noch sehe, das einige meinen, das hohe Perigäum von SES-8 wäre Zufall oder unabsichtlich gewesen, hier eine kleine Aufklärung.

Physikalisch kann es nicht durch den zweiten Boost der Oberstufe resultieren. Sie brennt dafür mit einer Minute zu kurz um merklich anzusteigen. Es muss schon bei der Parkbahn vorhanden sein, das heißt man hat hier bewusst Überschussgeschwindigkeit (es ist nicht viel: der Unterschied zwischen einer 300 x 300 km Bahn und 300 x 400 km sind gerade mal 28,7 m/s) aufgebaut. Jonathan McDowell, der alle Starts der Welt erfasst und dessen Datenbasis ich auch für Diagramme, Statistiken und Bücher neheme (das Programm dazu kann sich jeder hier herunterladen) gab die Bahn mit 300 x 400 km an. Continue reading „Nachlese zum Thaicom 6 Start“

Subsynchrone, supersynchrone Orbits und die Proton

Am Montag startete eine Proton einen Satelliten in einen supersynchronen Orbit. Da ich mal vermute, das die meisten nichts mit dem Begriff anfangen können, denke ich ist es an der Zeit ihn zu erklären. Die super- und subsynchronen Orbits gab es sehr lange Zeit nur bei der Atlas. Es sind Übergangsbahnen zum GTO Orbit. In der Theorie ist die optimalste Strategie einen GTO Orbit zu erreichen, wenn man möglichst nahe der Erde in einer möglichst kurzen Zeit stark beschleunigt und eine Übergangsbahn erreicht, der erdfernster Punkt auf der Höhe des GEO ist. Dort nach 5 Stunden angekommen zirkularisiert eine Zündung die Bahn und baut die Inklination zum Äquator ab. Auch diese sollte möglichst kurz sein. Continue reading „Subsynchrone, supersynchrone Orbits und die Proton“

Bahnberechnungen Teil 1: Inklinationsänderungen

Nun geht es im zweiten Teil um Inklinationsänderungen, etwas was offensichtlich auch Experten ein Rätsel ist. Diesen Eindruck hatte ich zumindest, als die Columbia verlorenging und dort einige „Experten“ vorschlugen, man hätte die Raumfähre doch an die ISS andocken und evakuieren können – dumm nur wenn das aufgrund 20 Grad Inklinationsunterschied physikalisch nicht geht.

An und für sich ist die Tatsache recht einfach: auf einer niedrigen Erdumlaufbahn bewegt sich eine Raumsonde mit 7,5 km/s auf einer Bahn mit einer bestimmten Neigung zum Äquator. Diese hängt vom Startort ab. Da der Startort beim ersten Umlauf wieder überflogen wird, kann Inklination nicht kleiner als die geographische Breite sein, zumindest nicht viel kleiner (die Rakete bewegt sich südwärts und damit findet ein Teil der Brennphase bei einem niedrigen Breitengrad statt, wodurch die Inklination sinkt). Eine höhere Inklination ist immer möglich, wenn man Richtung nördlich oder südlich startet. Continue reading „Bahnberechnungen Teil 1: Inklinationsänderungen“

Bahnberechnungen Teil 1: Geschwindigkeiten und Orbitänderungen

Ich habs zwar schon mal ausführlich in meiner Website, aber ich schneide es mal im Blog an, auch weil ich dann wieder einen kleinen Füller habe. Das wichtigste zuallererst: Da alle Bahnen im dreidimensionalen Raum verlaufen, sind in Wirklichkeit alle Manöver Geschwindigkeitsvektoren, die sich zu den Bewegungsvektoren addieren. Ohne genaue Kenntnis des Bewegungsvektors und des Geschwindigkeitsvektors ist so die Bahn nicht bestimmbar. Es gibt nur eine Ausnahme: Wenn beide Vektoren in derselben Richtung liegen, also man in die Flugrichtung beschleunigt oder abbremst. Auf diesen Spezialfall, der aber trotzdem der häufigste ist, wollen wir uns konzentrieren. Continue reading „Bahnberechnungen Teil 1: Geschwindigkeiten und Orbitänderungen“