{"id":18966,"date":"2026-09-27T08:35:16","date_gmt":"2026-09-27T06:35:16","guid":{"rendered":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/?p=18966"},"modified":"2026-09-27T08:42:57","modified_gmt":"2026-09-27T06:42:57","slug":"raumfahrtgrundlagen-fuer-dummys-bahnen-im-sonnensystem","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/2026\/09\/27\/raumfahrtgrundlagen-fuer-dummys-bahnen-im-sonnensystem\/","title":{"rendered":"Raumfahrtgrundlagen f&uuml;r Dummys &#8211; Bahnen im Sonnensystem"},"content":{"rendered":"<div class=\"pvc_clear\"><\/div>\n<p id=\"pvc_stats_18966\" class=\"pvc_stats all  \" data-element-id=\"18966\" style=\"\"><i class=\"pvc-stats-icon medium\" aria-hidden=\"true\"><svg aria-hidden=\"true\" focusable=\"false\" data-prefix=\"far\" data-icon=\"chart-bar\" role=\"img\" xmlns=\"http:\/\/www.w3.org\/2000\/svg\" viewBox=\"0 0 512 512\" class=\"svg-inline--fa fa-chart-bar fa-w-16 fa-2x\"><path fill=\"currentColor\" d=\"M396.8 352h22.4c6.4 0 12.8-6.4 12.8-12.8V108.8c0-6.4-6.4-12.8-12.8-12.8h-22.4c-6.4 0-12.8 6.4-12.8 12.8v230.4c0 6.4 6.4 12.8 12.8 12.8zm-192 0h22.4c6.4 0 12.8-6.4 12.8-12.8V140.8c0-6.4-6.4-12.8-12.8-12.8h-22.4c-6.4 0-12.8 6.4-12.8 12.8v198.4c0 6.4 6.4 12.8 12.8 12.8zm96 0h22.4c6.4 0 12.8-6.4 12.8-12.8V204.8c0-6.4-6.4-12.8-12.8-12.8h-22.4c-6.4 0-12.8 6.4-12.8 12.8v134.4c0 6.4 6.4 12.8 12.8 12.8zM496 400H48V80c0-8.84-7.16-16-16-16H16C7.16 64 0 71.16 0 80v336c0 17.67 14.33 32 32 32h464c8.84 0 16-7.16 16-16v-16c0-8.84-7.16-16-16-16zm-387.2-48h22.4c6.4 0 12.8-6.4 12.8-12.8v-70.4c0-6.4-6.4-12.8-12.8-12.8h-22.4c-6.4 0-12.8 6.4-12.8 12.8v70.4c0 6.4 6.4 12.8 12.8 12.8z\" class=\"\"><\/path><\/svg><\/i> <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"16\" height=\"16\" alt=\"Loading\" src=\"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/wp-content\/plugins\/page-views-count\/ajax-loader-2x.gif\" border=0 \/><\/p>\n<div class=\"pvc_clear\"><\/div>\n<p>Zeit f&uuml;r eine Fortsetzung des Aufenthalts &uuml;ber Bahnen. Diesmal geht es um Bahnen im Sonnensystem. Der eine oder andere wird nun fragen: \u201eH&auml;h, ich dachte, Bahnen gelten universell, ich muss in den Formeln ja nur die Masse austauschen!\u201c \u2026 und da habt ihr auch vollkommen recht, zumindest, solange es um irgendwelche Bahn&auml;nderungen in einer Sonnenumlaufbahn geht oder auch Missionen um einen Kleinplaneten mit vernachl&auml;ssigbarer Gravitation, wie die, von denen gerade einige Missionen Material geborgen haben.<\/p>\n<p>Aber wenn ich von einem Himmelsk&ouml;rper mit deutlicher Gravitation (Planet, schwerer Mond) zu einer Reise aufbreche, muss ich die Gravitation von diesem K&ouml;rper und der Sonne ber&uuml;cksichtigen. Ich habe das, was man in der Astronomie als \u201e<a href=\"https:\/\/de.wikipedia.org\/wiki\/Dreik%C3%B6rperproblem\">Dreik&ouml;rperproblem<\/a>\u201c bezeichnet, und das ist nicht mehr so einfach zu l&ouml;sen.<!--more--><\/p>\n<p>Aber fangen wir erst mal damit an, einen Planeten zu verlassen. Da habe ich im letzten Teil ja die Fluchtgeschwindigkeit definiert, die an der Erdoberfl&auml;che etwa 11,2\u202fkm\/s betr&auml;gt. Die Fluchtgeschwindigkeit ist eine Folge des Energiesatzes, und sie wird aus der potenziellen Energie berechnet, die man aufwenden muss, um einen K&ouml;rper in unendliche Entfernung von dem Zentralk&ouml;rper zu hieven, und zwar nach:<\/p>\n<p>v = \u221a(2 * E)<\/p>\n<p>aus der Umformung des Satzes &uuml;ber die Berechnung der kinetischen Energie von:<\/p>\n<p>E = \u00bd * v\u00b2<\/p>\n<p>Im Unendlichen hat der K&ouml;rper keine Energie mehr, also die Geschwindigkeit 0; die Geschwindigkeit nimmt also laufend ab, in Mondentfernung betr&auml;gt sie z.\u202fB. nur noch 1,5\u202fkm\/s. Aber in der Realit&auml;t kann sich der K&ouml;rper nicht unendlich weit entfernen, denn die Erde umkreist ja die Sonne, und wenn ich einen Mond betrachte, umkreist der den Planeten. Irgendwann wird also die Gravitationskraft der Sonne den K&ouml;rper aus seiner Bahn, die bei Fluchtgeschwindigkeit eine Parabel ist, also au&szlig;en hin fast gerade verl&auml;uft, in eine Sonnenumlaufbahn umlenken. Doch wann passiert dies?<\/p>\n<p>Daf&uuml;r haben sich zwei k&uuml;nstliche Radien eingeb&uuml;rgert, die <a href=\"https:\/\/de.wikipedia.org\/wiki\/Hill-Sph%C3%A4re\">Hill\u2011Sph&auml;re<\/a> und die Einflusssph&auml;re. Die Hill\u2011Sph&auml;re definiert die Grenze der Gravitationskraft des kleineren K&ouml;rpers; bei einer gr&ouml;&szlig;eren Distanz &uuml;berwiegt die Gravitation des gr&ouml;&szlig;eren K&ouml;rpers. Bei der Erde betr&auml;gt der Radius rund 1,5\u202fMillionen\u202fkm. Der Wert ist kein Zufall: Zwei der Librationspunkte, in denen Satelliten gleichzeitig die Erde und die Sonne umkreisen, liegen auf dieser Entfernung, der eine Richtung Sonne, der andere in der entgegengesetzten Richtung. Allerdings ist nat&uuml;rlich die Gravitationskraft der Sonne 1\u202fkm n&auml;her an der Erde nicht weg, sondern nur etwas schw&auml;cher als die Erdgravitation. Sie st&ouml;rt dadurch die Bahnen, sodass diese Sph&auml;re eher theoretisch ist.<\/p>\n<p>In der Praxis muss ein Mond, damit er beim Planeten bleibt, n&auml;her als 50\u202f% des Hill\u2011Radius bei einer prograden Rotation (in der gleichen Richtung wie der Planet) oder 70\u202f% bei einer retrograden Rotation sein. Zahlreiche eingefangene Asteroiden von Jupiter bis Neptun haben solche retrograden Umlaufbahnen und keiner liegt jenseits der Hill-Sph&auml;re.<\/p>\n<p>F&uuml;r die Berechnung \u2013 Dreik&ouml;rperprobleme sind nicht mehr analytisch, sondern nur noch numerisch, also durch Computersimulationen l&ouml;sbar \u2013 hat sich die kleinere <a href=\"https:\/\/de.wikipedia.org\/wiki\/Einflusssph%C3%A4re_(Astronomie)\">Einflusssph&auml;re<\/a> eingeb&uuml;rgert. Sie hat bei der Erde einen Radius von 925.000\u202fkm. Unterhalb dieser Grenze kann man den Sonneneinfluss ignorieren, dar&uuml;ber nicht, und wenn die Hill\u2011Sph&auml;re &uuml;berschritten wird, kann man den Erdeinfluss ignorieren. Das vereinfacht Bahnberechnungen deutlich.<\/p>\n<p>Hier die Definitionen der Bahnen:<\/p>\n<p><strong>Hill\u2011Sph&auml;re:<\/strong> r \u2248 a * \u221a(M\u2081 \/ (3 * M\u2082))<\/p>\n<p><strong>Einflussph&auml;re:<\/strong> r = a * (M\u2081 \/ M\u2082)<sup>^(2\/5)<\/sup><\/p>\n<h4 class=\"western\">Bahnen im Sonnensystem von und zu einem Planeten<\/h4>\n<p>Bei bei der Erde lann ich im Sonnensystem nat&uuml;rlich berechnen welche Geschwindigkeit ich brauche um z.B. von der Erde zum Mars zu gelangen. Das geht mit den Gleichungen im ersten Teil und mache ich das f&uuml;r eine konkrete Mission \u2013 ich habe mir hier die von Mariner 9 rausgesucht s erhalte ich folgende Werte:<\/p>\n<table width=\"389\" cellspacing=\"1\" cellpadding=\"2\">\n<tbody>\n<tr>\n<th width=\"232\">Parameter<\/th>\n<th width=\"74\">Wert<\/th>\n<th width=\"65\">Einheit<\/th>\n<\/tr>\n<tr>\n<td width=\"232\">Startdatum:<\/td>\n<td width=\"74\">30.05.1971<\/td>\n<td width=\"65\"><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td width=\"232\">Startentfernung:<\/td>\n<td width=\"74\">150,97<\/td>\n<td width=\"65\">Mill. km<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td width=\"232\">Startgeschwindigkeit:<\/td>\n<td width=\"74\">32.295,3<\/td>\n<td width=\"65\">m\/s<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td width=\"232\">Ankunftsdatum:<\/td>\n<td width=\"74\">14.11.1971<\/td>\n<td width=\"65\"><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td width=\"232\">Entfernung bei Ankunft:<\/td>\n<td width=\"74\">211,61<\/td>\n<td width=\"65\">Mill. km<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td width=\"232\">Ankunftsgeschwindigkeit:<\/td>\n<td width=\"74\">23.217,6<\/td>\n<td width=\"65\">m\/s<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td width=\"232\">\u0394v Start:<\/td>\n<td width=\"74\">3.159,8<\/td>\n<td width=\"65\">m\/s<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td width=\"232\">\u0394v Ankunft:<\/td>\n<td width=\"74\">3.274,5<\/td>\n<td width=\"65\">m\/s<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td width=\"232\">Summe \u0394v:<\/td>\n<td width=\"74\">6.434,3<\/td>\n<td width=\"65\"><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td width=\"232\">Abstand Mars Start:<\/td>\n<td width=\"74\">102,32<\/td>\n<td width=\"65\">Mill. km<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td width=\"232\">Abstand Mars Ankunft:<\/td>\n<td width=\"74\">120,84<\/td>\n<td width=\"65\">Mill. km<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td width=\"232\">Transferbahn Perihel:<\/td>\n<td width=\"74\">150,12<\/td>\n<td width=\"65\">Mill. km<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td width=\"232\">Transferbahn Aphel:<\/td>\n<td width=\"74\">220,91<\/td>\n<td width=\"65\">Mill. km<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td width=\"232\">Transferbahn Inklination:<\/td>\n<td width=\"74\">1,275<\/td>\n<td width=\"65\">Grad<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td width=\"232\">Zur&uuml;ckgelegter Weg<\/td>\n<td width=\"74\">401,98<\/td>\n<td width=\"65\">Mill. km<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td width=\"232\">Umlaufdauer Transferbahn:<\/td>\n<td width=\"74\">504 Tage<\/td>\n<td width=\"65\">1 J 139 d<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td width=\"232\">Flugzeit:<\/td>\n<td width=\"74\">168 Tage<\/td>\n<td width=\"65\">168 d<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<p>1971 war ein besonders g&uuml;nstiges Startjahr, das gibt es im Wechsel alle 15\/17\u202fJahre (1988, 2003, 2020, 2035). So kam die Sonde schon nach 168\u202fTagen an. Das Aphel der Transferbahn lag nur 1\u202fMillion\u202fkm au&szlig;erhalb der Marsbahn. Nach der Berechnung muss Mariner\u202f9 also um ~\u202f3.160\u202fm\/s beim Start beschleunigt werden, um zum Mars zu gelangen, und da sie dort in eine Umlaufbahn eintreten soll, nochmals um ~\u202f3.274\u202fm\/s abgebremst werden. Das sind &uuml;ber 6,4\u202fkm\/s und damit fast so viel wie die Geschwindigkeit f&uuml;r die Kreisbahn um die Erde, f&uuml;r die man eine ganze Atlas\u2011Centaur brauchte. Wie hat die kleine Sonde das geschafft?<\/p>\n<p>Nun, sie musste es nicht aufbringen, und jetzt komme ich nochmal auf die Fluchtgeschwindigkeit zur&uuml;ck. Die ist ja Null im Unendlichen. Doch was ist, wenn ich etwas schneller starte? Sagen wir mal 12\u202fkm\/s bei einer Fluchtgeschwindigkeit von 11\u202fkm\/s (gilt f&uuml;r eine niedrige Erdumlaufbahn). Man m&ouml;ge meinen, dann bleibt im Unendlichen 1\u202fkm\/s &uuml;brig. Aber die Geschwindigkeit ist deutlich h&ouml;her, und das nennt man hyperbolischen Exzess, und als ich vor rund 45\u202fJahren zum ersten Mal davon las, erschien es mir wie das Perpetuum Mobile: Geschwindigkeit aus dem Nichts, denn bei 12\u202fkm\/s bleiben in unendlicher Entfernung bei obigem Beispiel noch knapp 4,8\u202fkm\/s &uuml;brig. Wie ist das zu erkl&auml;ren?<\/p>\n<p>Es liegt an der Energie. Die ist ja berechenbar nach E = \u00bd * v\u00b2. Sie steigt also im Quadrat und betr&auml;gt bei 12\u202fkm\/s 72\u202fMJ\/kg und bei 11\u202fkm\/s 60,5\u202fMJ. Ziehe ich beides ab, so bleiben 11,5\u202fMJ &uuml;brig, und wenn ich diese Energie wieder in eine Geschwindigkeit umrechne, sind es 4.795\u202fm\/s. Letztendlich schl&auml;gt hier der Satz des Pythagoras zu: a\u00b2 + b\u00b2 = c\u00b2 mit a = &Uuml;berschussgeschwindigkeit, b = Fluchtgeschwindigkeit und c = resultierende (aufzubringende) Geschwindigkeit.<\/p>\n<p>Das Gleiche gilt nun nicht nur beim Verlassen der Erde, sondern auch beim Einschwenken in die Umlaufbahn um den Mars. Auch dort muss Mariner 9 nicht 3,274\u202fkm\/s abbremsen, aber weil die Fluchtgeschwindigkeit dort nur 5\u202fkm\/s liegt, doch deutlich mehr. Es sind in der Realit&auml;t f&uuml;r diese Mission diese Geschwindigkeits&auml;nderungen:<\/p>\n<table width=\"389\" cellspacing=\"1\" cellpadding=\"2\">\n<tbody>\n<tr>\n<th width=\"232\">Parameter<\/th>\n<th width=\"74\">Wert<\/th>\n<th width=\"65\">Einheit<\/th>\n<\/tr>\n<tr>\n<td width=\"232\">\u0394v Start:<\/td>\n<td width=\"74\">3.159,8<\/td>\n<td width=\"65\">m\/s<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td width=\"232\">\u0394v Ankunft:<\/td>\n<td width=\"74\">3.274,5<\/td>\n<td width=\"65\">m\/s<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td width=\"232\">Summe \u0394v:<\/td>\n<td width=\"74\">6.434,3<\/td>\n<td width=\"65\">m\/s<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td width=\"232\">c3 Start:<\/td>\n<td width=\"74\">9,984<\/td>\n<td width=\"65\">km\u00b2\/s\u00b2<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td width=\"232\">c3 Ankunft:<\/td>\n<td width=\"74\">10,722<\/td>\n<td width=\"65\">km\u00b2\/s\u00b2<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td width=\"232\">\u0394v Fluchtgeschwindigkeit Start:<\/td>\n<td width=\"74\">444,51<\/td>\n<td width=\"65\">m\/s<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td width=\"232\">\u0394v Fluchtgeschwindigkeit Ankunft:<\/td>\n<td width=\"74\">996,69<\/td>\n<td width=\"65\">m\/s<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td width=\"232\">\u0394v Fluchtgeschwindigkeit Gesamt:<\/td>\n<td width=\"74\">1.441,2<\/td>\n<td width=\"65\">m\/s<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-medium\" src=\"\/img\/mariner9.png\" width=\"827\" height=\"850\" \/><\/p>\n<p>(Sorry, die Bild&uuml;berschrift habe ich vergessen anzupasen, es ist die Bahn von Mariner 9). 1,44 anstatt 6,4 km\/s. Das nenne ich mal einen tollen Gewinn. Das Ph&auml;nomen nennt sich <a href=\"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/2009\/06\/08\/der-hyperbolische-exzess\/\">hyperbolischer Exzess<\/a> und hat in der Astronomie sogar eine eigene Gr&ouml;&szlig;e n&auml;mlich c<sub>3<\/sub>. c<sub>3<\/sub> wird, weil die Werte sehr gro&szlig; sind in der Einheit km\u00b2\/s\u00b2 angegeben. Rechnet man mit km\/s bei den Geschwindigkeiten, so kommt c<sub>3<\/sub> in der richtigen Einheit automatisch raus. Im obigen Beispiel (11\/12 km\/s) w&auml;re c<sub>3<\/sub> 23 km\u00b2\/s\u00b2 gewesen nach:<\/p>\n<p>c<sub>3<\/sub> = (12 km\/s)\u00b2 \u2013 (11 km\/s)\u00b2 = 23 km\u00b2 \/ s\u00b2<\/p>\n<p>Und zieht man daraus die Wurzel, so erh&auml;lt man wieder die Geschwindigkeitsdifferenz auf der Sonnenumlaufbahn, eben die rund 4,8\u202fkm\/s.<\/p>\n<p>Durch diesen tollen Trick sind Erde und Mars mit relativ wenig &Uuml;berschussgeschwindigkeit erreichbar (Venus: c\u2083\u202f&lt;\u202f9\u202fkm\u00b2\/s\u00b2, Mars c\u2083 je nach Abstand 12\u201316\u202fkm\u00b2\/s\u00b2). Bei den &auml;u&szlig;eren Planeten und Merkur ist c\u2083 deutlich h&ouml;her, bei Jupiter bei rund 90\u202fkm\u00b2\/s\u00b2, bei den &auml;u&szlig;eren Planeten noch h&ouml;her, wobei es f&uuml;r eine kurze Reisezeit ansteigt. Aber auch f&uuml;r Merkur erh&auml;lt man ein hohes c\u2083 von 37 bis 87\u202fkm\u00b2\/s\u00b2, so extrem, weil sich Perihel und Aphel deutlich unterscheiden. Will man Merkur im Perihel abfangen, so muss man die gleiche Geschwindigkeit aufbringen wie um zu Jupiter zu gelangen!<\/p>\n<p>Das Problem ist: c3 ist eine absolute Gr&ouml;&szlig;e, aber um wie viel die Geschwindigkeit abgebremst werden muss, h&auml;ngt von der Distanz ab. Nehmen wir die Erde und ein c3 von 10 km\u00b2\/s\u00b2. Bei einer Geschwindigkeit von 7800 m\/s (niedriger LEO) entspricht dies einer Geschwindigkeit von 11\u202f475 m\/s oder 445 m\/s &uuml;ber der Fluchtgeschwindigkeit. Bei 3000 m\/s (GEO) entspricht dies einer Geschwindigkeit von 5291 m\/s. Das ist absolut weniger (aber nur, wenn man ignoriert, dass man den Orbit erst erreichen muss), aber absolut muss man 1049 m\/s mehr aufbringen. Meine Angabe bezieht sich &uuml;brigens auf den Radius, also etwas irreal, das korrigiere ich noch.<\/p>\n<p>Beim Eintritt in eine Planetenumlaufbahn hat man dasselbe Spiel. Mariner 9 schlug eine 1397 km \u00d7 17\u202f616 km Umlaufbahn ein. Nimmt man an, dass die Z&uuml;ndung in genau 1397 km Distanz erfolgte, so liegt dort die lokale Kreisbahngeschwindigkeit bei 2990 m\/s und die Fluchtgeschwindigkeit bei 4228 m\/s. Die Geschwindigkeit in der Bahn dagegen liegt bei 3915 m\/s (vis\u2011viva\u2011Gleichung aus dem ersten Teil). Mit dem c3 von 10,72 km\u00b2\/s\u00b2 errechnet man eine Zielgeschwindigkeit von 5353 m\/s. Es fehlen also noch 1438 m\/s. Die NASA gab 1450 m\/s an, zum einen wegen Sicherheitsspielr&auml;umen, zum anderen, weil das Triebwerk &uuml;ber 800 Sekunden lang arbeitete und daher auch in gr&ouml;&szlig;erer Distanz mit schlechteren Werten f&uuml;r die Differenzgeschwindigkeit.<\/p>\n<p><strong>Wann z&uuml;nden?<\/strong><\/p>\n<p>Das leitet mich &uuml;ber zum n&auml;chsten Punkt: Wo sollte die Sonde, wenn die Missionsplanung mehrere M&ouml;glichkeiten bietet, das Triebwerk z&uuml;nden? Ich will das im Folgenden bei der kommenden MMX\u2011Mission der JAXA\/DLR zeigen: Die Sonde startet zum Marsmond Phobos, nimmt dort Proben, geht dann zum zweiten Marsmond Deimos und startet anschlie&szlig;end wieder zur&uuml;ck zur Erde. Etwas abweichend von der realen Mission soll die Sonde auch bei Deimos landen. MMX bleibt in einer elliptischen Umlaufbahn, die Deimos nur kreuzt. Es gibt eine einfache Regel: Z&uuml;nde einen Antrieb immer m&ouml;glichst nahe des Gravitationszentrums. Ich will das an zwei Bahnen verdeutlichen \u2013 es g&auml;be bei zwei Monden, die man nacheinander besuchen kann, erheblich mehr.<\/p>\n<p>Die einfachste L&ouml;sung, da MMX zuerst Phobos besucht, ist es, in eine Kreisbahn um Phobos einzuschwenken, dann zu Deimos zu fliegen und von dort aus zur&uuml;ck zur Erde zu starten. Nur beim Mars sind dann folgende Man&ouml;ver n&ouml;tig:<\/p>\n<table width=\"100%\" cellspacing=\"0\" cellpadding=\"4\">\n<tbody>\n<tr valign=\"top\">\n<td width=\"33%\">Man&ouml;ver<\/td>\n<td width=\"33%\">Bahn<\/td>\n<td width=\"33%\">\u0394v<\/td>\n<\/tr>\n<tr valign=\"top\">\n<td width=\"33%\">Einschwenken in Umlaufbahn um Phobos<\/td>\n<td width=\"33%\">~ 6000 km kreisf&ouml;mig um Phobosorbit<\/td>\n<td width=\"33%\">2075 m\/s<\/td>\n<\/tr>\n<tr valign=\"top\">\n<td width=\"33%\">Transferorbit zu Deimos und Landung auf Deimos aus dem Orbit<\/td>\n<td width=\"33%\">~ 20000 km um Deimos<\/td>\n<td width=\"33%\">760 m\/s<\/td>\n<\/tr>\n<tr valign=\"top\">\n<td width=\"33%\" height=\"20\">R&uuml;ckkehr zur Erde<\/td>\n<td width=\"33%\">20000 km \u2192 Flucht<\/td>\n<td width=\"33%\">1.955 m\/s<\/td>\n<\/tr>\n<tr valign=\"top\">\n<td width=\"33%\" height=\"21\">Summe<\/td>\n<td width=\"33%\"><\/td>\n<td width=\"33%\">4790 m\/s<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<p>Nur das Startdatum ist auf den Tag genau bekannt, f&uuml;r alle anderen Daten gibt es nur ganze Monate als Angabe. Ich habe daher den NASA\u2011Trajectory\u2011Browser f&uuml;r typische Bahnen bem&uuml;ht. Die Sonde soll am 29. Oktober 2026 starten, das liegt mitten zwischen zwei Bahnen der NASA vom 23.10. und vom 8.11. F&uuml;r diese Bahnen werden \u0394v beim Einschwenken beim Mars von 0,62 und 0,81 km\/s genannt. Diese Werte sind relativ zu einer 200 km Fluchtgeschwindigkeit.<\/p>\n<p>Rechne ich mit 0,81 km\/s, so ergibt das ein c3 von 8,6 km\u00b2\/s\u00b2. Bei der R&uuml;ckkehr gibt der Browser 563 m\/s &uuml;ber Flucht an, das entspricht einem c3 von 5,9 km\u00b2\/s\u00b2. Die optimale Route schwenkt zuerst in einen 200 \u00d7 6000 km &Uuml;bergangsorbit ein und weitet diesen erst sp&auml;ter auf die Bahn von Phobos auf.<\/p>\n<table width=\"100%\" cellspacing=\"0\" cellpadding=\"4\">\n<tbody>\n<tr valign=\"top\">\n<td width=\"33%\">Man&ouml;ver<\/td>\n<td width=\"33%\">Bahn<\/td>\n<td width=\"33%\">\u0394v<\/td>\n<\/tr>\n<tr valign=\"top\">\n<td width=\"33%\">Einschwenken in Umlaufbahn um Phobos<\/td>\n<td width=\"33%\">~ 200 x 6000 km<\/td>\n<td width=\"33%\">1600 m\/s<\/td>\n<\/tr>\n<tr valign=\"top\">\n<td width=\"33%\">Landung auf Phobos<\/td>\n<td width=\"33%\">~ 6000 km<\/td>\n<td width=\"33%\">456 m\/s<\/td>\n<\/tr>\n<tr valign=\"top\">\n<td width=\"33%\" height=\"20\">Transferorbit zu Deimos und Landung auf Deimos aus dem Orbit<\/td>\n<td width=\"33%\">~ 20000 km um Deimos<\/td>\n<td width=\"33%\">760 m\/s<\/td>\n<\/tr>\n<tr valign=\"top\">\n<td width=\"33%\" height=\"18\">Absenken des Orbits<\/td>\n<td width=\"33%\">200 x 20000 km<\/td>\n<td width=\"33%\">654 m\/s<\/td>\n<\/tr>\n<tr valign=\"top\">\n<td width=\"33%\" height=\"18\">Verlassen des Orbits<\/td>\n<td width=\"33%\"><\/td>\n<td width=\"33%\">907 m\/s<\/td>\n<\/tr>\n<tr valign=\"top\">\n<td width=\"33%\" height=\"17\">Summe:<\/td>\n<td width=\"33%\"><\/td>\n<td width=\"33%\">4377 m\/s<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<p>In diesem Falle spart man also trotz des zweifachen Umwegs &uuml;ber einen marsnahen Orbit rund 400 m\/s. Wegen des hohen \u0394v bei der R&uuml;ckkehr von Deimos bleibt MMX auch in einem elliptischen Orbit.<\/p>\n<p><strong><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignleft size-medium\" src=\"\/img\/heliosphaere.png\" width=\"375\" height=\"850\" \/>Zusatzgewinn durch den hyperbolischen Exzess<\/strong><\/p>\n<p>Der hyperbolische Exzess hat nicht nur den Vorteil, dass er das Verlassen eines Planeten und das Einschwenken in einen Orbit sehr erleichtert, weil ein Gro&szlig;teil der solaren Differenzgeschwindigkeit wegf&auml;llt. Man kann ihn auch nutzen, um zu beschleunigen. Seit Langem spukt in meinem Kopf das Konzept einer Sonde, die wie Voyager die Heliosph&auml;re durchquert \u2013 nur als Prim&auml;rmission, w&auml;hrend dies bei Voyager ein \u201eGoodie\u201c war. Voyager\u202f1, die schneller unterwegs ist, ist derzeit 25,7\u202fMilliarden\u202fkm von der Sonne entfernt und 49 Jahr unterwegs. Ziel w&auml;re es, eine gr&ouml;&szlig;ere Distanz in 50\u202fJahren zu erreichen.<\/p>\n<p>Am wirksamsten ist es, nahe eines Gravitationszentrums zu beschleunigen. Ich will dies an einer Sonde verdeutlichen, die einen Antrieb hat, der die Sonde um 2\u202fkm\/s beschleunigt. Entsendet man die Sonde zu Jupiter (Startgeschwindigkeit 14,3\u202fkm\/s relativ zur Erde) und z&uuml;ndet den Antrieb in 10\u202f000\u202fkm Distanz, so erreicht die Sonde nach 50\u202fJahren 37,3\u202fMilliarden\u202fkm; ohne Antrieb w&auml;ren es nur 18,6\u202fMilliarden\u202fkm. Siehe Grafik.<\/p>\n<p>Warum? Die Geschwindigkeit beim Vorbeiflug in dieser Distanz betr&auml;gt 56,9\u202fkm\/s. Addiert man 2\u202fkm\/s dazu, erh&auml;lt man folgende Energie:<\/p>\n<p>E = (56,9\u202f+\u202f2)\u00b2 = 3469,2\u202fGJ\/kg<\/p>\n<p>Zieht man davon die Ausgangsenergie von (56,9\u202fkm\/s)\u00b2 ab, so bleiben 231,6\u202fGJ\/kg &uuml;brig, die man durch Wurzelziehen wieder in eine Geschwindigkeit &uuml;bersetzen kann:<\/p>\n<p>v = Wurzel(231,6&#215;10<sup>9<\/sup>) = 15,2\u202fkm\/s.<img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/vg05.met.vgwort.de\/na\/2b08acdb7c0446c9bfca8d20d2827a86\" width=\"1\" height=\"1\" alt=\"\"\/><\/p>\n<p>Aus 2\u202fkm\/s mehr habe ich also 15,2\u202fkm\/s Geschwindigkeitsgewinn gemacht, und 15,2\u202fkm\/s \u00d7 50\u202fJahre ergeben eine Distanz von ungef&auml;hr 24\u202fMilliarden\u202fkm. Real ist die Distanz etwas kleiner, weil auch der neue Winkel zur Sonne eine Rolle spielt.<\/p>\n<p>Noch besser w&auml;re es, <a href=\"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/2017\/02\/04\/die-loesung-fuer-ein-ueberfluessiges-problem-jupiter-oder-die-sonne\/\">wenn man die Sonne nutzt<\/a>. Man kann ihr nicht so nahe kommen wie Jupiter, aber sie ist tausendmal massereicher. Ungl&uuml;cklicherweise braucht man, um von der Erdbahn aus das Perihel so weit abzusenken, viel Energie \u2013 etwas &uuml;ber 20\u202fkm\/s. Das l&auml;uft auf 23,5 km\/s relativ zur Erdoberfl&auml;che raus (Fluchtgeschwindigkeit: 11 km\/s). Da n&uuml;tzt auch der hyperbolische Exzess nichts. Technisch m&ouml;glich ist es, eine Sonde zu Jupiter zu schicken. Jupiter bremst die Sonde ab, anstatt sie zu beschleunigen, und &uuml;ber der Sonnenoberfl&auml;che z&uuml;ndet man dann den Antrieb.<\/p>\n<p>Die Parker Solar Probe erreicht eine minimale Distanz von 6,6\u202fMillionen\u202fkm zum Zentrum der Sonne. W&auml;re die Sonde vorher auf einer 800\u202f\u00d7\u202f6,6\u202fMillionen\u202fkm Bahn (das hohe Aphel kommt durch Jupiter zustande) und w&uuml;rde sie in dieser Distanz um 2\u202fkm\/s beschleunigen, so w&auml;re sie rund 1\u202fkm\/s schneller als die solare Fluchtgeschwindigkeit. Im Unendlichen blieben 27,6\u202fkm\/s &uuml;brig. In 50\u202fJahren k&ouml;nnte die Sonde 34,1\u202fMilliarden\u202fkm erreichen; allerdings m&uuml;sste man hier noch die Dauer abrechnen, um von Jupiter zur Sonne zu gelangen \u2013 rund 2\u202f\u00bd\u202fJahre \u2013, was die Distanz dann wieder auf 32,5\u202fMilliarden\u202fkm erniedrigt. In der Summe ist der Gewinn also etwas geringer als &uuml;ber Jupiter. Damit sich die Sonne lohnt, muss man st&auml;rker beschleunigen, also einen gr&ouml;&szlig;eren Antrieb mitf&uuml;hren.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<div class=\"pvc_clear\"><\/div>\n<p id=\"pvc_stats_18966\" class=\"pvc_stats all  \" data-element-id=\"18966\" style=\"\"><i class=\"pvc-stats-icon medium\" aria-hidden=\"true\"><svg aria-hidden=\"true\" focusable=\"false\" data-prefix=\"far\" data-icon=\"chart-bar\" role=\"img\" xmlns=\"http:\/\/www.w3.org\/2000\/svg\" viewBox=\"0 0 512 512\" class=\"svg-inline--fa fa-chart-bar fa-w-16 fa-2x\"><path fill=\"currentColor\" d=\"M396.8 352h22.4c6.4 0 12.8-6.4 12.8-12.8V108.8c0-6.4-6.4-12.8-12.8-12.8h-22.4c-6.4 0-12.8 6.4-12.8 12.8v230.4c0 6.4 6.4 12.8 12.8 12.8zm-192 0h22.4c6.4 0 12.8-6.4 12.8-12.8V140.8c0-6.4-6.4-12.8-12.8-12.8h-22.4c-6.4 0-12.8 6.4-12.8 12.8v198.4c0 6.4 6.4 12.8 12.8 12.8zm96 0h22.4c6.4 0 12.8-6.4 12.8-12.8V204.8c0-6.4-6.4-12.8-12.8-12.8h-22.4c-6.4 0-12.8 6.4-12.8 12.8v134.4c0 6.4 6.4 12.8 12.8 12.8zM496 400H48V80c0-8.84-7.16-16-16-16H16C7.16 64 0 71.16 0 80v336c0 17.67 14.33 32 32 32h464c8.84 0 16-7.16 16-16v-16c0-8.84-7.16-16-16-16zm-387.2-48h22.4c6.4 0 12.8-6.4 12.8-12.8v-70.4c0-6.4-6.4-12.8-12.8-12.8h-22.4c-6.4 0-12.8 6.4-12.8 12.8v70.4c0 6.4 6.4 12.8 12.8 12.8z\" class=\"\"><\/path><\/svg><\/i> <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"16\" height=\"16\" alt=\"Loading\" src=\"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/wp-content\/plugins\/page-views-count\/ajax-loader-2x.gif\" border=0 \/><\/p>\n<div class=\"pvc_clear\"><\/div>\n<p>Zeit f&uuml;r eine Fortsetzung des Aufenthalts &uuml;ber Bahnen. Diesmal geht es um Bahnen im Sonnensystem. Der eine oder andere wird nun fragen: \u201eH&auml;h, ich dachte, Bahnen gelten universell, ich muss in den Formeln ja nur die Masse austauschen!\u201c \u2026 und da habt ihr auch vollkommen recht, zumindest, solange es um irgendwelche Bahn&auml;nderungen in einer Sonnenumlaufbahn [&hellip;]<\/p>\n","protected":false},"author":169,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_jetpack_newsletter_access":"","_jetpack_dont_email_post_to_subs":false,"_jetpack_newsletter_tier_id":0,"_jetpack_memberships_contains_paywalled_content":false,"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":""},"categories":[5414],"tags":[3920],"class_list":["post-18966","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-grundlagen","tag-hyperbolischer-exzess","entry"],"a3_pvc":{"activated":true,"total_views":15,"today_views":15},"jetpack-related-posts":[{"id":18630,"url":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/2026\/04\/08\/am-weitesten-von-der-erde-entfernt\/","url_meta":{"origin":18966,"position":0},"title":"Am weitesten von der Erde entfernt &#8230;","author":"Bernd Leitenberger","date":"08.04.2026","format":false,"excerpt":"Seit gestern ist die Orion wieder auf dem Weg zur\u00fcck zur Erde. 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