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Um schliesslich noch die Galaxie zu verlassen, benötigen wir die vierte Kosmische Geschwindigkeit. Dafür wären 129 km/s nötig. Swing ByDer Swing By ist die Veränderung, durch Vorbeifluges an einem Planeten, einer Raumsondenbahn. An der Abbildung ist der Verlauf der zwei Voyager Sonden zu erkennen. Bei jedem Vorbeiflug an einem Planeten, knickt sich die Flugbahn der jeweiligen Sonden. Wobei zu erkennen ist, dass sich nach einer Zeit die Bahn wieder gerade verläuft. Um diesen Vorgang besser verstehen zu können sollte man den Swing By aus zwei perspektiven betrachten. Zum einen aus der Sicht des Planeten. Die Sonde tritt mit seiner Geschwindigkeit in die Einflusssphäre des Planeten ein, wird dadurch beschleunigt und im Planetennächsten Punkt kriegt sie noch eine extra Geschwindigkeit. Durch verlassen der Einflusssphäre nimmt die Geschwindigkeit der Sonde wieder ab und sie kommt wieder auf ihre usprüngliche Geschwindigkeit mit der sie in den Planeten eintrat. Vom Planeten aus gesehen hat die Sonde weder an Geschwindigkeit gewonnen noch verloren, nur ihre Bahn wurde durch die Anziehungskraft gekrümmt. Vergleichsweise ist das mit dem Spiel Squash in dem der Ball mit einem Tennisschläger gegen die Wand gefeuert wird. Er prallt gegen die Wand ab und verlässt mit der selben Geschwindigkeit und dem selben Winkel. So dasselbe Prinzip bei der Sonde. Auch sie verlässt mit dem selben Einfallswinkel den Planeten wie der Ball die Wand. Das ist aber nur die Perspektive vom Planeten aus. Nun ist noch zu beachten das die Sonde sich auf der Sonnenumlaufbahn befindet. Hier sind zwei weitere Faktoren zu beachten:
Viel wichtiger ist der zweite Punkt. Die Sonde hat wie der Planet eine Geschwindigkeit relativ zur Sonne. Auch hier kann man den Vorgang mit einer Sportart die uns bekannt ist vergleichen. Und zwar dem Tennis. Dort gibt es anders als zuvor einen Gegenspieler und der kann nun seinen Schläger auf den Ball zu bewegen, um ihn zu beschleunigen, oder sich von ihm wegbewegen, um ihn zu verlangsamen. Das selbe macht der Planet auch: Er bewegt sich auf einer Sonnenumlaufbahn und die Sonde kann sich entweder auf ihn zu bewegen oder ihn von hinten langsam einholen.
Zwar sieht er auf den ersten Blick danach aus Planeten schneller zu erreichen oder zumindest um Treibstoff zu sparen aber auch dieser Vorgang trägt seine Nachteile mit sich. Das erste Problem ist die Planetenkonstellation. Für die Flüge von der Erde zu Planeten, gibt es bestimmte Startfenster die sich ständig wiederholen. Will man beispielsweise mehrere Planeten nacheinander anfliegen so müssen die Erde und die beiden dementsprechenden Planeten So kann man Saturn über Jupiter nur alle 20 Jahre anfliegen. Und für die Startgelegenheit zu (Jupiter-Saturn-Uranus-Neptun) hat man nur alle 176 Jahre die Chance. Diese Problematik war bei der Sonde Cassini zu erkennen. Geplant war es um zum Saturn schnellstmöglich zu kommen, dass man im Frühjahr 1999 den Planeten Jupiter erreicht. Ein Swing By Manöver kann zwar eine Mission beschleunigen, bestes Beispiel sind die beiden Voyager Sonden, aber durch mehrere Vorbeiflüge an zu kleinen Planeten kann man auch das Ziel verspätet erreichen.
Ein direkter Flug zum Jupiter dauert 27 Monate. Galileo brauchte mit 3 Vorbeiflügen für diese Strecke 5 Jahre, 2 Monate. Ein direkter Flug zu Merkur dauert 122 Tage. Messenger braucht mit 3 Vorbeiflügen 41 Monate dafür. SWING BY: KOSMISCHE GESCHWINDIGKEITEN: keit.html at/riedgym/physik/11/grav_feld/gravpotential.htm&docid=HMcvVlIlPepdXM&imgurl= rt=0&ndsp=19&ved=1t:429,r:3,s:0,i:91&tx=63&ty=81
cus.de/wissen/weltraum/abschied-von-der-sonne-sonde-voyager-1-an-der-schwelle-zur-unendlichkeit_aid_874676.html Quellen & Links
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