Flug zum Pluto

[rokko]

soll ja nun gestartet werden die Sonde.
Wie machen die das überhaupt das die Sonde ausreichend beheizt wird? Ich mein da oben/unten im Weltraum ist es doch mehr als saukalt. Ich mein der Pluto ist doch so weit weg da kann die Sonnenstrahlung doch net mehr reichen oder? :confused:
Und was erhoffen die sich da auf/am Pluto zu finden?

[Jenny23]

Man gibt etwas Plutonium mit auf den Weg. Über einen speziellen Wärme-Elektrizität-Koverter wird Strom erzeugt und auch geheizt. Nennt sich RTG.

http://de.wikipedia.org/wiki/Radioisotopengenerator

[josefYY]

Wer sagt das so eine Sonde 'warm' sein muss damit sie funktioniert.
Energie zum versorgen der System wird sie aber sicherlich nicht über Solarpanel sondern vielmehr mit Hilfe einer Atombatterie gewinnen.
Ausserdem werden so ziemlich alle Systeme die ganze Reise über abgeschaltet um Strom zu sparen.

[EvilOlive]

Die Sonde "New Horizons" soll Plutos Oberfläche und seiner Atmosphäre erforschen, dadurch erwartet man neue Erkenntnisse über die Entstehung des Sonnensystems. Pluto ist etwa sechs Milliarden Kilometer entfernt, die Sonde wird zehn Jahre (!) unterwegs sein.

[Monger]

Wer sagt das so eine Sonde 'warm' sein muss damit sie funktioniert.


Kein Halbleiter funktioniert, wenn er allzu kalt wird. Aber auch mechanische Bauteile sind meistens gar nicht auf die Ausdehnung bzw. Stauchung durch Wärme ausgelegt.

Wenn das Ding also richtig kalt wird, ist das Risiko hoch dass du es überhaupt nicht mehr in Gang kriegst.

[Avalox]

Ich mein da oben/unten im Weltraum ist es doch mehr als saukalt. Ich mein der Pluto ist doch so weit weg da kann die Sonnenstrahlung doch net mehr reichen oder? :

Der Sonde wird es egal sein, ob diese sich am Pluto rumtreibt oder im Schatten der Erde. Bei letzteren bekommt diese noch weniger Sonnenstrahlung ab.

[rokko]

Ne Isotopenbatterie also. Ist ja ganz schön gross das Ding.
Hier (http://de.wikipedia.org/wiki/New_Horizons) steht noch bischen über die Sonde.
Dei Datenübertragung soll ein paar Monate dauern bis sie auf der Erde eintreffen. Da sieht man mal ganz deutlich wie langsam eigentlich selbst Lichtgeschwindigkeit noch ist.

[Avalox]

Das Sonnensystem ist ungefähr 12Lichtstunden im Radius gross. Der Pluto ist im Schnitt 5,5 Lichtstunden von der Sonne entfernt. Voyager 1 ist heute ungefähr 13,5 Lichtstunden von der Sonne entfernt.



Lichtmonate, davon ist nur zu träumen..., sowas wird die Menschheit nicht so schnell fertig bringen.

Die Pluto Sonde wird 10 Jahre brauchen um den 5,5 Lichtstunden entfernten Pluto zu erreichen. Immerhin, ist ja auch einiges an hin und her dabei.

[josefYY]

Kein Halbleiter funktioniert, wenn er allzu kalt wird. Aber auch mechanische Bauteile sind meistens gar nicht auf die Ausdehnung bzw. Stauchung durch Wärme ausgelegt.

Wenn das Ding also richtig kalt wird, ist das Risiko hoch dass du es überhaupt nicht mehr in Gang kriegst.
Das Problem mit der Kälte ist mir so nicht bekannt gewesen. Wenn dem so ist habe ich was dazu gelernt.
Das mit der Ausdehnung bzw. Stauchung dürfte für diese Sonde aber von geringer Bedeutung sein. Das sollte eigentlich nur Sonden bertreffen die z.B. die Erde umkreisen und abwechselnd mal im Schatten und mal in der Sonne sind.

[Monger]

Dei Datenübertragung soll ein paar Monate dauern bis sie auf der Erde eintreffen. Da sieht man mal ganz deutlich wie langsam eigentlich selbst Lichtgeschwindigkeit noch ist.

Kein Wunder. Momentan gleicht ja Raumfahrt einem Hammerwurf: einmal schnell drehen und schauen wie weit man mit dem Schwung kommt. Afaik wurden noch keine Sonden mit Ionenantrieb o.ä. während des Fluges beschleunigt.

Das Problem mit der Kälte ist mir so nicht bekannt gewesen. Wenn dem so ist habe ich was dazu gelernt.

Ein Halbleiter ist unterhalb einer gewissen Temperatur ein Isolator, und oberhalb einer gewissen Temperatur ein Leiter. Man kühlt PCs nicht nur damit einem die CPU nicht wegglüht (dazu muss schon ein bißchen mehr passieren), sondern vorallem damit die CPU sich nicht "verrechnet", weil irgendein Transistor geschaltet hat obwohl er gar nicht gedurft hätte.

Man macht sich das tatsächlich nicht so klar, aber Computer sind alles andere als robust.

[Plutos]

Ne Isotopenbatterie also. Ist ja ganz schön gross das Ding.
Hier (http://de.wikipedia.org/wiki/New_Horizons) steht noch bischen über die Sonde.
Dei Datenübertragung soll ein paar Monate dauern bis sie auf der Erde eintreffen. Da sieht man mal ganz deutlich wie langsam eigentlich selbst Lichtgeschwindigkeit noch ist.

Da steht eigentlich, dass es ein paar Monate dauern wird, bis alle Daten übertragen sind - nicht, dass sie für die Strecke Sonde-Erde so lange brauchen. Ist auch nicht verwundlich, selbst einige der derzeit modernsten Mars-Sonden/-Orbiter senden afaik für gewöhnlich lediglich mit einigen 10 bis wenigen 100 kbit/s. Bei der Entfernung Erde-Pluto kannst die erreichbare Transferrate wahrscheinlich nochmal durch 10 teilen.


Edit: New Horizon kann wohl bis zu 96Gbit (also immerhin 12GB) speichern und mit 760 bits/s zur Erde senden.

Edit2: es sind wohl sogar 2x8GB und eine Transferrate (über die 70m-Antennen des Deep Space Network) von 768 bit/s. Jetzt könnt ihr selber rechnen ;)

[alkorithmus]

Ich lese gerade ein interessantes Buch in dem es unter anderem auch um die entstehung des universums geht.
Die Schulbücher lügen alle, wenn es um die entfernung der einzelnen planeten in unserem sonnensystem geht.
wollte man das maßstabsgetreu abbilden müsste man ein buch haben das eine 150m lange seite enthält.

(angaben ohne gewähr, da buch auf klo :D )

[mofhou]

Kein Wunder. Momentan gleicht ja Raumfahrt einem Hammerwurf: einmal schnell drehen und schauen wie weit man mit dem Schwung kommt. Afaik wurden noch keine Sonden mit Ionenantrieb o.ä. während des Fluges beschleunigt.

Sicher, ich meine, dass zumindestens Photonenantriebe im Einsatz seien?

[Avalox]

Sicher, ich meine, dass zumindestens Photonenantriebe im Einsatz seien?

Ionentriebwerke! Photonentriebwerke sind SF und noch nicht erfunden, bzw. nicht mit den nötigen Schub entwickelt (wenn jetzt jemand die Taschenlampe zücken will)

Ionentriebwerke sind dagegen ganz gebräuchlich. Allerdings nicht als Marschtriebwerk.
Aber oft als Steuertriebwerk für kommerzielle Satelliten im Einsatz.

Sonden haben allerdings ein Problem mit der Energieversorgung.
Deep Space 1 welcher mit einem Ionen Marschtriebwerk ausgerüstet war wog auf der Erde run 400kg, davon waren 81kg Xenongas als "Qausi" Treibstoff. Das Triebwerk benötigte aber mehr als 2000W elektrische Energie. Erzeugt durch moderne Solarzellen.

Der Reaktor in der aktuellen Plutosonde erzeugt allerdings nicht mehr als 200W elektrische Energie. Solch eine Sonde mit Ionentriebwerk müsste schon ganz anders konstruiert sein und einen viel grösseren Reaktor mit viel mehr radioaktiven Material mitschleppen. (wenn der Start in die Hosen geht)

Nun hat die Plutosonde gar kein Marschtriebwerk. Die nötige Geschwindigkeit wird über planetare Swing by Manöver erreicht. Das dauert natürlich seine Zeit.

[Henry]

Kein Halbleiter funktioniert, wenn er allzu kalt wird. Aber auch mechanische Bauteile sind meistens gar nicht auf die Ausdehnung bzw. Stauchung durch Wärme ausgelegt.


dafür nen supraleiter um so besser :naughty:

es gibt genügend materialien/legierungen/... die einen sehr kleinen bzw. sogar negativen wärmeausdehnungskoeffizienten haben;)

[3d]

Kein Halbleiter funktioniert, wenn er allzu kalt wird. seit wann sind halbleiter temperaturabhängig?

und was meinst du mit "allzu kalt"? -50°, -100° oder -200°

eine cpu funktioniert jedenfalls noch sehr gut bei -100°.

[kloffy]

Falls es jemand interessiert, der Flug wurde auf Morgen verschoben.

[Legolas]

Ionentriebwerke! Photonentriebwerke sind SF und noch nicht erfunden, bzw. nicht mit den nötigen Schub entwickelt (wenn jetzt jemand die Taschenlampe zücken will)

Ionentriebwerke sind dagegen ganz gebräuchlich. Allerdings nicht als Marschtriebwerk.
Aber oft als Steuertriebwerk für kommerzielle Satelliten im Einsatz.

Sonden haben allerdings ein Problem mit der Energieversorgung.
Deep Space 1 welcher mit einem Ionen Marschtriebwerk ausgerüstet war wog auf der Erde run 400kg, davon waren 81kg Xenongas als "Qausi" Treibstoff. Das Triebwerk benötigte aber mehr als 2000W elektrische Energie. Erzeugt durch moderne Solarzellen.

Der Reaktor in der aktuellen Plutosonde erzeugt allerdings nicht mehr als 200W elektrische Energie. Solch eine Sonde mit Ionentriebwerk müsste schon ganz anders konstruiert sein und einen viel grösseren Reaktor mit viel mehr radioaktiven Material mitschleppen. (wenn der Start in die Hosen geht)

Nun hat die Plutosonde gar kein Marschtriebwerk. Die nötige Geschwindigkeit wird über planetare Swing by Manöver erreicht. Das dauert natürlich seine Zeit.

Damit jetzt keiner glaubt, daß die da wirklich nen Atomreaktor vergleichbar dem in einem AKW durch die Gegend schiessen, hier mal eine Funktionsbeschreibung der 'Atombatterien':

http://www.bernd-leitenberger.de/cassini-rtg.html

[Avalox]

10Mio $ für 1kg Plutonium. Und ich dachte Tinte für den Drucker wäre teuer.

[rokko]

Da steht eigentlich, dass es ein paar Monate dauern wird, bis alle Daten übertragen sind - nicht, dass sie für die Strecke Sonde-Erde so lange brauchen.
Haste Recht. Hab mich da wohl etwas vertan.

Wie gross kann man sich den Pluto überhaupt vorstellen? Etwas so wie der Mond oder eher wie den Mars?
Beim Harald Lesch gabs mal ein Thema nach dem es sogar möglich wäre das es einen 10. Planeten geben könnte.

[Plutos]

Haste Recht. Hab mich da wohl etwas vertan.

Wie gross kann man sich den Pluto überhaupt vorstellen? Etwas so wie der Mond oder eher wie den Mars?
Beim Harald Lesch gabs mal ein Thema nach dem es sogar möglich wäre das es einen 10. Planeten geben könnte.

Pluto hat etwa ein Viertel des Erddurchmessers. Hier gibts nen interessanten Vergleich von Pluto und seinem Mond Charon mit den USA (links Pluto, rechts Charon; übrigens sind das die mit Abstand detailliertesten Bilder der beiden Himmelskörper - "New Horizons" wird uns also allein optisch schon ein völlig neues Bild vermitteln :)):

http://www.solarviews.com/browse/pluto/plutousa.jpg

[jasihasi]

Moin
Wenn, dann sind das die negative des uralten Hubble Bilds, aktuellere gibts nicht, glaub ich, hat sich wohl niemand die Mühe gemacht.

Naja, sind zwei Eismonde/planeten, auf denen es nüscht zu sehen gibt, jenes (nüscht) für die NASA dann aber richtig.

Quark, ESO natürlich.

Hier nochn Bild.
http://www.astronomie.de/news/eso/2006/01-jan04/phot-02a-06-normal.jpg

[Monger]

seit wann sind halbleiter temperaturabhängig?

Schon immer. Das ist die Definition eines Halbleiters.


Unter einem Halbleiter versteht man einen Festkörper, dessen elektrische Leitfähigkeit stark temperaturabhängig ist und der von daher je nach Temperatur sowohl als Leiter als auch als Nichtleiter betrachtet werden kann.

http://de.wikipedia.org/wiki/Halbleiter

Natürlich ist die Leitfähigkeit von dotierten Halbleitern eher vom Strom abhängig als von der Temperatur, aber vernachlässigen kann man diesen Faktor nie.


und was meinst du mit "allzu kalt"? -50°, -100° oder -200°

eine cpu funktioniert jedenfalls noch sehr gut bei -100°.

"Sehr gut" ist wohl etwas übertrieben. Ich weiß dass manche Spaßvögel schonmal CPUs mit Trockeneis gekühlt haben, und diese Konstruktionen tatsächlich ein paar Minuten liefen. Aber du wirst im Industrieeinsatz Probleme haben, überhaupt Rechner zu finden die mal -20° langfristig überstehen.

Und wir reden hier immerhin über Weltraumkälte, also wenige Kelvin.

Sicher, ich meine, dass zumindestens Photonenantriebe im Einsatz seien?
Was ist ein Photonenantrieb? Mir fallen dazu nur Sonnensegel ein. Die funktionieren wohl tatsächlich recht gut, solange man sich noch im Bereich der inneren Planeten aufhält, wo halt die Sonnenstrahlung noch einigermaßen stark ist. Aber jenseits von Jupiter hilft einem das auch nicht mehr weiter.

[Jenny23]

Was ist ein Photonenantrieb?Man beschleunigt Raumschiffe ja durch den Ausstoß beschleunigter Masse entgegen der Richtung in die man sich bewegen will. Je schneller diese Masseteilchen, desto höher kann theoretisch die Endgeschwindigkeit sein (habe die Raktengleichung grad nicht parat). Ich vermute daher, daß man da schlicht Photonen als Masseteilchen nehmen will, welche sich ja bekanntlich mit maximaler Geschwindigkeit c bewegen, womit man sich der Lichtgeschwindigkeit annähern könnte.

Da die Raktengleichung aber Massenverlust beinhaltet und Photonen nur eine verschwindend geringe Masse haben kann ich mir ehrlich gesagt nicht so recht vorstellen, wie derartiges wirklich funktionieren soll...

[Monger]

Da die Raktengleichung aber Massenverlust beinhaltet und Photonen nur eine verschwindend geringe Masse haben kann ich mir ehrlich gesagt nicht so recht vorstellen, wie derartiges wirklich funktionieren soll...

Klar.

Ich überlege gerade, ob es in der freien Natur was vergleichbares gibt. Aber ich glaube nicht, dass selbst ziemliche Photonenschleudern wie Sonnen allein durch das Licht ernsthaft beschleunigen können. Sonst müsste die Beschleunigung durch Sonnensegel dramatischer sein.

[noid]

Ne Isotopenbatterie also. Ist ja ganz schön gross das Ding.
Hier (http://de.wikipedia.org/wiki/New_Horizons) steht noch bischen über die Sonde.
Dei Datenübertragung soll ein paar Monate dauern bis sie auf der Erde eintreffen. Da sieht man mal ganz deutlich wie langsam eigentlich selbst Lichtgeschwindigkeit noch ist.

Äh, zwischen eintreffen und fertig sein ist doch ein Unterschied ,)
Man versendet ja "Unmengen" von Daten, welche nicht besonders schnell versendet werden.

[Red Scorpion]

Ist die Rakete nun abgehoben oder gabs wieder eine Verschiebung?

[Jenny23]

Ist die Rakete nun abgehoben oder gabs wieder eine Verschiebung?
Noe, hat wieder nicht geklappt. Sturm.

[Red Scorpion]

Oh :(

Wieviele Knoten waren es diesmal zuviel?
Auf wann wurde verschoben? Erneut 24h oder länger?

[rokko]

Äh, zwischen eintreffen und fertig sein ist doch ein Unterschied ,)
Man versendet ja "Unmengen" von Daten, welche nicht besonders schnell versendet werden.
Musst du in dieser Wunde rumstochern?:uconf3:Ich habe mich doch schon weiter oben verbessert. :deal:

[Red Scorpion]

Endlich, die Reise zum Pluto hat begonnen.

[xaverseppel]

Endlich, die Reise zum Pluto hat begonnen.

Ja wurde ja auch Zeit.

Hätten sie noch länger nicht Starten können, wäre der Fug auch länger geworden

[EvilOlive]

Gibt's einen Video-Link vom Start?

[WhiteVelvet]

Folgende Vergleiche sind sehr interessant:

Früher: Reise zum Mond: 3 Tage - Reise zum Mars: 1 Jahr
Pluto-Mission: Reise zum Mond: 9 Stunden - Reise zum Jupiter: 1 Jahr

[rokko]

9 Stunden nur bis zum Mond?
Da dauert ja der Flug übern Atlantik noch länger.

[WhiteVelvet]

9 Stunden nur bis zum Mond?
Da dauert ja der Flug übern Atlantik noch länger.

Sagt zumindest CNN.

[WhiteVelvet]

Hab einen Vergleich vergessen:

Die Sonde braucht nur 1 Jahr zum Jupiter, in der Zeit sind wir früher nur bis zum Mars gekommen!

[Monger]

Das scheint wirklich die erste "schnelle" Sonde zu sein. Aber zehn Jahre Flugzeit sind immer noch ziemlich lang...

Aber da sieht man mal über was für Dimensionen wir hier reden. Da ist ja ein Flug zum Mars nur ein Picknick dagegen.

[Avalox]

Es ist die Sonde mit der höchsten Startgeschwindigkeit. Aber diese ist nicht um Grössenordnungen höher als bei anderen vergleichbaren Sonden. Ich denke NH ist auf 16km/s beschleunigt worden. Um die Erde auch wirklich verlassen zu können sind 11km/s von nöten. Alles andere, was in den interplanetaren Raum gechossen wurde, liegt also dazwischen. Die schnellste Sonde dürfte heute Voyager 1 sein.

NH wird ja auch noch zulegen, durch das geplante Swing By Manöver am Jupiter.

[WhiteVelvet]

Das scheint wirklich die erste "schnelle" Sonde zu sein. Aber zehn Jahre Flugzeit sind immer noch ziemlich lang...

Aber da sieht man mal über was für Dimensionen wir hier reden. Da ist ja ein Flug zum Mars nur ein Picknick dagegen.

Sicher sind 10 Jahre für uns lang. Aber ich hatte mich schon gewundert, dass es "nur" 10 Jahre sind. Die Voyager-Sonden hatten in der Zeit ja gerademal den Saturn erreicht (oder Neptun, ich weiss es nicht mehr).

[Zaffi]

Haste Recht. Hab mich da wohl etwas vertan.

Wie gross kann man sich den Pluto überhaupt vorstellen? Etwas so wie der Mond oder eher wie den Mars?
Beim Harald Lesch gabs mal ein Thema nach dem es sogar möglich wäre das es einen 10. Planeten geben könnte.

Pluto hat AFAIk einen Ø von rund 2.000 KM, die Erde ca. 12.000 KM

Ob Pluto überhaupt als Planet gelten darf ist aktuell mal wieder strittig, er könnte vielmehr auch zu den Objekten des Kuipergürtels zählen, zumal einige dieser Objekte sogar noch größer sind....

Übrigens ein lustiges Wortspiel, wir schicken Plutonium zum Pluto :D

[Amarok]

er könnte vielmehr auch zu den Objekten des Kuipergürtels zählen,

Das ist er sicher, wird auch schon als solcher bezeichnet.

[WhiteVelvet]

Ich freue mich schon darauf diesen Thread in 10 Jahren wieder ausgraben zu dürfen :D

[Stax]

In 10 Jahren poste ich von meinem Zweitwohnsitz auf dem Pluto mit Livebildern wie die antike Sonde ankommt :P

[Plutos]

In 10 Jahren werden wir endlich wissen, ob es (noch) gerechtfertigt ist, Pluto als Planeten zu betrachten (oder ob die geplanten Vorbeiflüge an den Objekten im Kuiper-Gürtel aufzeigen, dass Pluto doch eher zu denen gehört).

[Zaffi]

In 10 Jahren werden wir endlich wissen, ob es (noch) gerechtfertigt ist, Pluto als Planeten zu betrachten (oder ob die geplanten Vorbeiflüge an den Objekten im Kuiper-Gürtel aufzeigen, dass Pluto doch eher zu denen gehört).

laut Amarok gehört er ohnehin zu den Objekten des Kuipergürtels, es geht lediglich um den Planetenstatus...

[Plutos]

laut Amarok gehört er ohnehin zu den Objekten des Kuipergürtels, es geht lediglich um den Planetenstatus...

Genau das ist die Frage...dass es da draußen viele Körper mit Pluto-ähnlichen Umlaufbahnen gibt, ist inzwischen klar. Was hingegen weniger klar ist (und mangels technischer Möglichkeiten sich wohl in den nächsten 10 Jahren auch nicht restlos klären wird), ist: kann man Pluto zu den KBOs hinzuzählen (und ihn damit zu einem ebensolchen degradieren) oder eben nicht?

Die Bahnparameter sind da ein bei weitem nicht ausreichendes Kriterium, vielmehr wäre für eine solche Klassifikation viel Wissen über die chemische Zusammensetzung, die Geologie, den inneren Aufbau, die Beschaffenheit einer möglichen Atmosphäre, die Entstehungsgeschichte, die Anwesenheit eines oder mehrerer Monde etc. etc. vonnöten - sowohl über Pluto als auch über diverse KBOs.

Ich denke, mit "New Horizons" ist das o.g. Problem der technischen Möglichkeiten nun gelöst - jetzt müssen wir abwarten, was dabei herauskommt. Es wäre ja auch denkbar, dass man Planeten z.B. zukünftig darüber definiert, dass sie u.a. einen metallischen Kern und/oder ein Magnetfeld haben müssen usw. usw. und KBOs überwiegend aus Kohlenstoff, Silizium und Eis bestehen - wer weiß.

[Triton]

Hats ja doch noch hingehaun vor dem 3. Februar :wink: . Ich bin auch mal gespannt was in 10 Jahren dabei herauskommt. Bei Cassini hab ich (und einige andere sicher auch) das ja schon mal erlebt.

Zum Planetenstatus von Pluto: Er wird diesen wohl behalten, vielleicht nicht "offiziell", aber zumindest in den Köpfen der Menschen. Neu entdeckte Objekte, selbst wenn sie ein wenig grösser als Pluto sind, werden nach heutigen Maßstäben und Wissen beurteilt, und damit wohl nicht mehr als Planeten bezeichnet.

(btw: eigendlich bin über 3D-Karten auf dieses Forum aufmerksam geworden, und positv überrascht zu sehn das hier auch andere interessante Themen diskutiert werden)

gruß Triton

[DeX]

Habe mich gard eben wieder über diese Mission beschwert. :biggrin:

Egal, mal sehen was bei dieser Mission wieder bei rumkommt.
Hauptsache nicht sowas enttäuschendes wie das hier.

http://esamultimedia.esa.int/images/cassini_huygens/huygens_land/Picture6.png

:rolleyes:
Naja..

Ich glaub ich will einfach zu viel ;)

[WhiteVelvet]

Phantasie! Phantasie! Die brauchst Du schon :D :D

[MeLLe]

Habe mich gard eben wieder über diese Mission beschwert. :biggrin:
Egal, mal sehen was bei dieser Mission wieder bei rumkommt.
Hauptsache nicht sowas enttäuschendes wie das hier.
http://esamultimedia.esa.int/images/cassini_huygens/huygens_land/Picture6.png
:rolleyes:
Naja..
Ich glaub ich will einfach zu viel ;)
Warum ist Cassini/Huygens für dich enttäuschend verlaufen (bzw verläuft noch...)? Die Fotos von der Titan-Oberfläche sind zwar nicht so allgemein-unterhaltend wie ein spannender Kinofilm mit Starbesetzung, aber ich halte die Mission trotzdem für sehr erfolgreich.

[Imperator Katarn]

Man beschleunigt Raumschiffe ja durch den Ausstoß beschleunigter Masse entgegen der Richtung in die man sich bewegen will. Je schneller diese Masseteilchen, desto höher kann theoretisch die Endgeschwindigkeit sein (habe die Raktengleichung grad nicht parat). Ich vermute daher, daß man da schlicht Photonen als Masseteilchen nehmen will, welche sich ja bekanntlich mit maximaler Geschwindigkeit c bewegen, womit man sich der Lichtgeschwindigkeit annähern könnte.

Da die Raktengleichung aber Massenverlust beinhaltet und Photonen nur eine verschwindend geringe Masse haben kann ich mir ehrlich gesagt nicht so recht vorstellen, wie derartiges wirklich funktionieren soll...nunja, man muß hier berücksichtigen, daß man zur Betrachtung von Photonen die Relativitätstheorie verwenden muß, und in der muß man nochmal unterscheiden zwischen einer veralteten Sprechweise, derzufolge ein Photon eine Masse hat, die durch seine Energie gegeben ist - m=E/c^2 - und die je nach Energie mitunter sehr groß sein kann, und einer moderneren Sprechweise, derzufolge seine Masse (entspricht der Ruhmasse in der alten Terminologie) stets Null ist (E=mc^2 gilt dort nur im Ruhsystem eines Teilchens, und ein Photon hat keines).
Die beiden Sprechweisen werden von Laien zuweilen durcheinandergeworfen, was zu Verwirrungen führt.

Worauf es bei der Raketengleichung ankommt ist der Impuls, und der ist bei einem Photon p=E/c, also proportional zur Energie. Hochenergetische Photonen tragen also auch viel Impuls und können daher, wenn sie von einem Raketentriebwerk ausgestoßen werden, auch viel Impuls auf die Rakete übertragen. Alternativ kann man auch Photonen mit niedrigerer Energie nehmen, und von denen dann einfach eine größere Zahl.

Die mir (und vermutlich auch dir) bekannte Raketengleichung ist nichtrelativistisch, und damit eigentlich auf ein Photonentriebwerk nicht anwendbar. Ich hab die Tage mal versucht eine relavistische Raketengleichung aufzustellen, was mir aber nicht so ganz gelungen ist.
Man kann sich aber überlegen, daß auch beim Photonentriebwerk das Masseverhältnis zwischen Start- und Endmasse eine Rolle spielt: stößt man Photonen mit der Energie dE aus, so können diese z.B. dadurch erzeugt worden sein, daß eine Materie-Antimaterie-Mischung mit der Masse dm=dE/c^2 zu Strahlung reagiert hat. Mit dem Ausstoß von Photonen ist also ein Verlust an Treibstoffmasse verbunden.

[DeX]

Warum ist Cassini/Huygens für dich enttäuschend verlaufen (bzw verläuft noch...)? Die Fotos von der Titan-Oberfläche sind zwar nicht so allgemein-unterhaltend wie ein spannender Kinofilm mit Starbesetzung, aber ich halte die Mission trotzdem für sehr erfolgreich.

Die Mission im ganzen war ja auch erfolgreich, stimmt.
Wurden ja auch gute Fotos von Cassini selbst gemacht. War nur sehr enttäuscht von den paar schlechten Bildern vom Titan.

Ich habe bei dieser Mission wie immer bedenken das die Sonde dort überhaupt ankommt und wenn sie es auch schaft, dann auch Daten zur Erde sendet.
Hoffen wir mal das beste.

Btw..
Wird die Sonde beim Vorbeiflug am Jupiter überhaupt noch Bilder von ihm schiessen? Wird wohl nicht der Fall sein, sicherlich um Energie zu sparen. Weiß aber nichts genauers zu.

[Plutos]

Die Mission im ganzen war ja auch erfolgreich, stimmt.
Wurden ja auch gute Fotos von Cassini selbst gemacht. War nur sehr enttäuscht von den paar schlechten Bildern vom Titan.

Ich habe bei dieser Mission wie immer bedenken das die Sonde dort überhaupt ankommt und wenn sie es auch schaft, dann auch Daten zur Erde sendet.
Hoffen wir mal das beste.

Btw..
Wird die Sonde beim Vorbeiflug am Jupiter überhaupt noch Bilder von ihm schiessen? Wird wohl nicht der Fall sein, sicherlich um Energie zu sparen. Weiß aber nichts genauers zu.


Huygens war von Anfang an nicht, niemals, als Sonde vorgesehen, die auf der Oberfläche landen sollte. Das Ziel war der Gleitflug durch die Titanatmosphäre, am Fallschirm baumelnd, und dort Messungen vornehmend. Sämtliche Fotos sind im Prinzip nur ein Bonus, und z.B. das von dir gepostete Bild haben damals die Erwartungen aller weit übertroffen. Aber für die Bilder von den Monden war immer Cassini zuständig.

New Horizons wird afaik beim Jupiter-Vorbeiflug durchaus aktiv sein, wohl u.a. um die Instrumente zu kalibrieren. Energie sparen ist dabei technisch bedingt nicht so ein wichtiges Thema, da das radioaktive Material in der "Batterie" so oder so munter vor sich hin zerfällt.

Aber es war eigentlich schon immer so, dass die meisten Missionen aus wesentlich mehr bestehen als "Bilder machen", und häufig werden die interessantesten Messergebnisse auch nicht von den klassischen Kameras geliefert (so ein Bild vom Mars ist zwar was ästhetisch schönes, und meinetwegen hat es als "Bild von einer anderen Welt" auch noch einen anderen Wert, aber wissenschaftlich zeigt das 10.000ste Bild vom Landeplatz halt auch nix neues mehr).

[DeX]

Das ist mir durchaus klar. Nur eine Sache vergisst du hier.
Ich bn kein Professor an irgendeiner Uni welcher sich damit beschäftigen kann.
Ich bin ein 08/15 Mensch, welcher mit den restlichen Daten nichts anfangen kann. Ich habe absolut nichts davon wenn ich da Daten vom Magnetfeld des Titan bekomme. Zumindest kann ich noch was damit anfangen, aus was das Ding besteht und welche Elemente dort zu finden sind.

Sicherlich sind Bilder als solches eher ein Nebenprodukt, welche die Forscher der "normalen" Welt anbieten. Eine art "Entschädigung" und "Beruhigung" für die ganzen Milliarden die dort ins "Leere" verschossen werden.

Wenns um Pluto geht, dann will ICH wissen wie er aussieht. Alles andere kann ich kaum gebrauchen. Natürlich will ich auch genau wissen aus was er nun jetzt wirklich besteht. Dennoch sind für mich visuelle Erträge wichtiger. Ich bin eben nur ein ganz normaler Mensch.
Das Universum besteht sicherlich mehr als nur dem sichtbaren. Dennoch habe ich nichts gegen "Eye Candy".

Ich zumindest schaue mir lieber stundenlag Bilder von den Missionen an, als irgendwelches trockenes Zeug. Mir ist aber auch klar, dass Forschung mehr als nur das Bildchen betrachten bedeutet.

[Plutos]

Das ist mir durchaus klar. Nur eine Sache vergisst du hier.
Ich bn kein Professor an irgendeiner Uni welcher sich damit beschäftigen kann.
Ich bin ein 08/15 Mensch, welcher mit den restlichen Daten nichts anfangen kann. Ich habe absolut nichts davon wenn ich da Daten vom Magnetfeld des Titan bekomme. Zumindest kann ich noch was damit anfangen, aus was das Ding besteht und welche Elemente dort zu finden sind.

Sicherlich sind Bilder als solches eher ein Nebenprodukt, welche die Forscher der "normalen" Welt anbieten. Eine art "Entschädigung" und "Beruhigung" für die ganzen Milliarden die dort ins "Leere" verschossen werden.

Wenns um Pluto geht, dann will ICH wissen wie er aussieht. Alles andere kann ich kaum gebrauchen. Natürlich will ich auch genau wissen aus was er nun jetzt wirklich besteht. Dennoch sind für mich visuelle Erträge wichtiger. Ich bin eben nur ein ganz normaler Mensch.
Das Universum besteht sicherlich mehr als nur dem sichtbaren. Dennoch habe ich nichts gegen "Eye Candy".

Ich zumindest schaue mir lieber stundenlag Bilder von den Missionen an, als irgendwelches trockenes Zeug. Mir ist aber auch klar, dass Forschung mehr als nur das Bildchen betrachten bedeutet.

Damit hast du ja recht, mir gehts da ja ähnlich; richtige Bilder, am besten groß, scharf und bunt, sind immer noch am spannendsten.
Ich würde ja sogar behaupten, dass die NASA/ESA auf manche Raumsonden nur deshalb Kameras packen, damit die Leute auf der Erde was zu sehen haben und die Regierung keine Probleme hat, die Milliardeninvestitionen gegenüber aufgebrachten Bürgern zu rechtfertigen, die behaupten würden, "ihr verpulvert unser Geld doch nur".

[Juerg]

Pluto hat AFAIk einen Ø von rund 2.000 KM, die Erde ca. 12.000 KM

Ob Pluto überhaupt als Planet gelten darf ist aktuell mal wieder strittig, er könnte vielmehr auch zu den Objekten des Kuipergürtels zählen, zumal einige dieser Objekte sogar noch größer sind....

Übrigens ein lustiges Wortspiel, wir schicken Plutonium zum Pluto :DIch stelle hier mal die Vermutung auf, dass um Pluto noch mindestens 5-6 sog. "Weltraumkartoffeln" (nicht kugelrund, da die Masse zu klein) rotieren. Ähnlich wie Phobos-Deimos-Mars.

[Plutos]

Ich stelle hier mal die Vermutung auf, dass um Pluto noch mindestens 5-6 sog. "Weltraumkartoffeln" (nicht kugelrund, da die Masse zu klein) rotieren. Ähnlich wie Phobos-Deimos-Mars.

Dadurch bedingt, dass Charon im Vergleich zu Pluto eine für einen Mond sehr große Masse hat, stellt sich die Frage, ob in dieser Art "Doppel-Planet-System" überhaupt so besonders viele langfristig stabile Umlaufbahnen existieren.

[Amarok]

@ DEX

Ich fand die Aufnahmen vom Titan ehrlich gesagt sensationell.

Überlege dir mal genau wie das Ganze ablief, vielleicht denkst du dann anders.

[Juerg]

Dadurch bedingt, dass Charon im Vergleich zu Pluto eine für einen Mond sehr große Masse hat, stellt sich die Frage, ob in dieser Art "Doppel-Planet-System" überhaupt so besonders viele langfristig stabile Umlaufbahnen existieren.Langfristig stabile Umlaufbahnen müssen näher definiert werden. Was ist lang? Ich denke schon auch das, was Du meinst - nämlich ca. 1-2 Mrd. Jahren. Das ist viel zu lang für so ein System. Aber: Der Kuiper-Belt ist gross. Die Anzahl der Kartoffeln ist enorm. Ich denke, dass die Wahrscheinlichkeit das zu einem gegebenen Zeitpunkt ein paar solcher Kartoffeln gerade für kurze Zeit eingefangen werden und herum schwirren, ist dadurch sehr gross. Das "lange" bedeutet hier vielleicht 50'000-200'000 Jahren. Für uns ist dies seeeehr lange. Für Pluto - Charon aber ist dies ein Kurzbesuch.

[Juerg]

Ich stelle hier mal die Vermutung auf, dass um Pluto noch mindestens 5-6 sog. "Weltraumkartoffeln" (nicht kugelrund, da die Masse zu klein) rotieren. Ähnlich wie Phobos-Deimos-Mars.Dadurch bedingt, dass Charon im Vergleich zu Pluto eine für einen Mond sehr große Masse hat, stellt sich die Frage, ob in dieser Art "Doppel-Planet-System" überhaupt so besonders viele langfristig stabile Umlaufbahnen existieren.

Na was hab ich gesagt! Hätte allerdings nicht gedacht, das ich den Thread so früh wieder ausgrabe :biggrin:


Anxiously awaited follow-up observations with NASA's Hubble Space Telescope have confirmed the presence of two new moons around the distant planet Pluto. The moons were first discovered by Hubble in May 2005, but the science team probed even deeper into the Pluto system last week to look for additional satellites and to characterize the orbits of the moons.

The moons, provisionally designated S/2005 P 1 and S/2005 P 2, are approximately 40,000 and 30,000 miles away from Pluto, respectively.

Hubble Confirms Pluto's New Moons
http://www.nasa.gov/mission_pages/hubble/hst_pluto_20060222.html

[Undertaker]

Um die Erde auch wirklich verlassen zu können sind 11km/s von nöten.

wer kann mir das mal erklären? warum kann man nicht auch mit nur 1km/h die erde verlassen?

[Juerg]

wer kann mir das mal erklären? warum kann man nicht auch mit nur 1km/h die erde verlassen?Wirf mal einen Stein in die Höhe. Er wird Dir wieder auf die Nase fallen da er die sog. Fluchtgeschwindigkeit, also die Geschwindigkeit die ein Körper erreichen muss um die Anziehungskraft (Gravitation) des Planeten zu überwinden, nicht erreicht.

Schiess mal mit einer Kanone senkrecht in den Himmel. Es dauert einiges länger, aber die Kugel kommt zurück. Sie wird zuerst durch die Reibung an der Atmosphäre gebremst und dann durch die Anziehungskraft der Erde (soweit kommt sie sowieso nicht). Wenn sie zum Stillstand kommt bevor sie (das sog. Schwerefeld) der Erde verlassen hat, kommt sie wieder zurück.

Zünde mal eine Lampe an, nachts, senkrecht gegen den Himmel. Zu wirst feststellen können, dass Dir der Lichtstrahl nicht wieder auf den Kopf fällt :biggrin:. Dies rührt davon her, dass die Lichtquanten erstens viel schneller als die ~11.2 km/s sind und zweitens sehr wenig Wechselwirkung mit der Anziehungskraft schwerer Himmelskörper pflegen. Aber sie ist nicht Null. Auch Lichtquanten werden abgelenkt.

Wenn Dir jetzt also ein Lichtquant zurück auf den Kopf fällt, dann befindest Du Dich in einem sog. Schwarzen Loch. Da ist die Ablenkung des Lichtquants so gross (d.h die Anziehungskraft des Körpers) dass der Beugungsradius des Lichtes grösser als der Radius des Objektes ist. Licht kann nicht mehr entfliehen. Alles andere auch nicht. Dies ist ein schwarzes Loch.

Edit:
Oh.. und übrigens reden wir hier über unbeschleunigte Objekte. Also wir reden über Geschwindigkeiten (m/s). Dies gilt nicht für beschleunigende Objekte (also m/s^2). Da stimmen die ~11.2 km/s nicht mehr.

Die Energierechnung stimmt aber trotzdem noch. Es muss das Aequivalent an Energie mindestens aufgebracht werden, das benötigt würde, um das fliehende Objekt auf ~11.2 k/s zu beschleunigen.

Da es aber hier in dichter Atmosphäre bedeutend einfacher ist mittels Rückstoss die Geschwindigkeit zu erreichen, als in grosser Höhe, wird die aktuelle Methode immer noch eingesetzt: Grosse Trägerrakten die mittels Rückstoss das fliehende Objekt auf mind. Fluchtgeschwindigkeit bringen, danach abwerfen. Das kleine Fluchtobjekt braucht dann nicht mehr viel Antriebsenergie, da ein einzelner Impuls die (ohne Einfluss der Gravitation) praktisch unendlich weit reicht. Es sei den man kommt in den Einflussbereich anderer grosser Himmelsobjekte. Was ja bis zumindest bis hinter den Pluto noch gegeben ist. Der wird ja wi alle anderen Kuiper-Belt Objekte noch durch die Gravitation unseres Sterns auf seiner Umlaufbahn gehalten.

[Undertaker]

ach so, thx... ich meinte natürlich den beschleunigten fall, da wäre 1km/h theoretisch ja durchaus möglich, so wie ich dich jetzt verstanden habe (warum auch nicht)

[Spasstiger]

... nur laut gedacht ...

[Imperator Katarn]

Ich habe eben ausgerechnet, dass man bis zum Abschalten der Triebwerke eine Höhe gegenüber dem Erdboden von mindestens 6379 km erreichen muss, um das Schwerefeld der Erde bei konstanter Beschleunigung g=9,81 m/s² verlassen zu können.hast du dabei berücksichtigt, daß die Fluchtgeschwindigkeit vom Abstand vom Erdmittelpunkt abhängig ist? Die 11,2 km/s beziehen sich auf einen Körper, der vom Erdboden (Abstand = Erdradius) aus antriebslos startet.
In deiner Annahme ist die Antriebslosigkeit erst in 6379 km Höhe (Abstand = Erdradius + 6379 km) gegeben, dort ist die Fluchtgeschwindigkeit schon kleiner.

Kann man einfach über die Energie ausrechnen: zum Verlassen des Erdgravitationsfeldes muß die Gesamtenergie E_ges größer oder gleich der potentiellen Energie E_pot(r=oo) in unendlicher Entfernung vom Erdmittelpunkt sein.
Startet der Körper im Abstand r0, ist seine anfängliche potentielle Energie

E_pot(m,r0) = - G*M*m/r0

mit M=Erdmasse, m=Masse des Körper, G = Gravitationskonstante
Damit seine Gesamtenergie gleich E_pot(r=oo) = 0 ist, muß seine kinetische Energie am Startpunkt

E_kin(m,r0) = E_pot(oo) - E_pot(m,r0)

sein. Für r = Erdradius erhälst du die kinetische Energie für 11,2 km/s, für größere r was anderes.

In der Nähe des Erdbodens und auf unseren Breitengeraden erreicht man so eine konstante Aufstiegsgeschwindigkeit.wieso konstante Aufstiegsgeschwindigkeit? Während der Antriebsphase ist der Flug doch beschleunigt, danach, in der antriebslosen Phase verlangsamt (die Erdgravitation zieht den Körper ja noch an, sie bringt seine Geschwindigkeit nur nicht mehr auf Null herunter).

Ich werde jetzt noch die Ortsabhängigkeit von g mit in die Rechnung einbeziehen, um zu sehen, welche Höhe man erreichen müsste, wenn man den ganzen Steigflug über eine konstante Geschwindigkeit beibehalten möchte. was hast du denn jetzt schon wieder mit konstanter Geschwindigkeit?

Muss mir nur kurz überlegen, an welcher Stelle ich das Integral von g über h einbringen muss.
EDIT: Ich komme bei meiner zweiten Überlegung für unseren Erdradius nur auf eine komplexe Lösung. Der Realteil ist dabei ziemlich exakt der halbe Erdradius. hm, was mag das wohl für ein Integral sein, daß ein komplexes Ergebnis liefern soll?

Ich weiß allerdings auch, warum ich auf keine sinnvolle Lösung komme: Wenn man die Beschleunigung immer weiter drosselt, je weiter man sich von der Erde entfernt, dann wird man das Schwerefeld der Erde nie verlassen (man kann sich aber unendlich weit von der Erde weg entfernen, solange man beschleunigt).genau das versteht man unter "Verlassen des Schwerefeldes": das Erreichen des Abstandes r=oo.

Fazit: Es ist nicht möglich, das Schwerefeld der Erde mit konstanter Geschwindigkeit < 11.2 km/s zu verlassen.wieso'n das nicht?
Man läßt einfach fortwährend (oder bis man eine große Entfernung erreicht hat) einen Antrieb wirken. Das kann auf zwei Weisen geschehen:

1) Bei einer Rakete, die Treibstoff ausstößt, bedeutet das, daß die Masse m in obiger Gleichung immer kleiner wird. D.h. es muß nur ein Teil der Raketenmasse bis nach r=oo gebracht werden. Der dazu notwendige Energieeinsatz ist geringer als -E_pot(m,r0).

2) der Körper wird von außen beschleunigt, d.h. es wird ihm fortwährend Energie zugeführt, die Gesamtenergie nimmt also immer weiter zu. Die kinetische Energie muß somit zu keinem Zeitpunkt die Differenz zwischen E_pot(m,r) und E_pot(oo) kompensieren.

Daß deine Überlegung falsch ist, kann man ganz einfach erkennen: eine Rakete, die vom Erdboden aus startet, hat die Startgeschwindigkeit Null (sie muß ja erst von Null an beschleunigen). Nach deiner Überlegung könnte sie nicht höher steigen als ein mit ebendieser Geschwindigkeit hochgeworfener Körper. Da aber der mit Geschwindigkeit Null hochgeworfene Körper gar nicht aufsteigt, sondern am Boden liegenbleibt, müßte die Rakete am Boden verharren. Das tut sie offensichtlich nicht -> deine Gedankengang ist widerlegt.

Man muss in jedem Fall eine betragsmäßig größere Beschleunigung aufbringen als die Erdbeschleunigung. daß wir jetzt nicht durcheinanderkommen: auf die Rakete wirken zwei Kräfte, der Antriebsschub F_Antrieb und die Gewichtskraft G, so daß die Gesamtkraft

F_ges = F_Antrieb - |G|

ist und die Beschleuigung a = F/m entsprechend

a_ges = a_Antrieb - g

Waren die 9,81 m/s^2, von denen du ganz oben sprachst, a_ges oder a_Antrieb?

Das bedeutet logischerweise auch, dass das Raumschiff die 11,2 km/s erreichen wird.oder auch nicht, denn im angetriebenen Fall bestehen ja noch die Möglichkeiten, daß die Körpermasse immer kleiner wird (Raketentriebwerk), oder fortwährend Energie von außen zugeführt wird.

Bei einer Geschwindigkeit von 1 km/h wird das Raumschiff über kurz oder lang auf die Erde zurückfallen. Spätestens wenn der Antrieb keinen Saft mehr hat.es sei denn, der Antrieb brennt lange genug um die Entfernung zu erreichen, bei der Fluchtgeschwindigkeit auf 1km/h abgenommen hat.
Nach obiger Rechnung ist das die Entfernung, bei der die Differenz E_pot(oo) - E_pot(m,r) kleiner wird als die kinetische Energie für 1km/h.

Edit: oder hat du mit der konstanten Beschleunigung von 9,81 m/s^2 ganz oben eine konstant (für alle r gültige) angenommene Schwerebeschleunigung g gemeint? Dann hättest du über a_ges bzw. a_Antrieb ja noch gar nichts ausgesagt. Könntest du dann aber überhaupt die Höhe ausrechnen, bei der 11,2 km/s erreicht werden?

Edit 2: nee, könntest du nicht. Damit du es könntest, müßte die Aufstiegshöhe zum Erreichen einer gegebenen Endgeschwindigkeit von der Beschleunigung a_ges unabhängig sein (so daß du diese unberücksichtigt lassen könntest), und das ist sie nicht, wie man leicht ausrechnen kann:
die Aufstiegshöhe nach der Brenndauer t ist

h = 1/2 a_ges t^2

die Endgeschwindigkeit nach dieser Brenndauer

v_end = a_ges t

Bei vorgegebenem v_end = v0 (z.B. 11,2 km/s) ist damit t=v0/a_ges, was auf

h = 1/2 a_ges (v0/a_ges)^2 = 1/2 v0^2/a_ges

führt. Die Aufstiegshöhe ist somit von der Beschleunigung a_ges der Rakete abhängig und ohne deren Kenntnis nicht berechenbar.

[Spasstiger]

... nur laut gedacht ...

[Imperator Katarn]

Erst mal vorweg: Der Antrieb hat eine begrenzte Laufzeit, da irgendwann der Treibstoff ausgeht. richtig, aber je nach Art des Antriebes kann das ja in einer großen Entfernung passieren, wo die Fluchtgeschwindigkeit schon sehr klein ist, z.B. nur noch 1km/h.

Und unter "Verlassen des Schwerefeldes" verstehe ich, dass das Raumschiff auch ohne Antrieb nicht mehr auf die Erde zurückfallen kann. dafür sollte das Erreichen von r=oo ausreichen ;)

Der Antrieb hält schließlich nicht unendlich lange.
Die Raketengleichung habe ich nicht berücksichtigt, wenn man annimmt, dass das die Masse des Raumschiffs gegenüber der Treibstoffmasse groß ist, dann kann man diese Näherung machen. ok, stimmt auch wieder, allerdings ist mir gerade aufgefallen, daß wir einen wichtigen Energiebeitrag vergessen haben: die chemische Energie des Treibstoffes. Durch die Verbrennung des Treibstoffes wird die ja immer kleiner, und trägt dadurch zur Energiebilanz bei.
Die Gesamtenergie am Startpunkt ist also

E_ges(r0) = E_pot(r0) + E_kin_(r0) + E_chem(r0)

(m ist als Parameter weggelassen, da wir es ja als konstante annehmen). Soll E_ges(r0) = E_pot(oo) sein, damit r=oo erreicht werden kann, so kann die Differenz E_ges - E_pot statt durch E_kin durch E_chem kompensiert werden, es sind daher keine 11,2 km/s nötig.

Beim Rechnen habe ich die Energien gleichgesetzt und zwar Gravitationsenergie und die freigesetzte Energie des Raumschiffs in einer bestimmten Höhe (m*a über s integriert).ich schätze du willst damit sagen, daß du E_pot(r0) + E_kin(r0) = E_pot(oo) benutzt hast, wie ich auch :)

Die Gravitationsenergie habe ich berechnet mit dem Integral der Gravitationskraft über s von R bis unendlich (R ist Erdradius).so kann man's natürlich auch machen, wenn man's kompliziert haben will.

Bei der ersten Untersuchung habe ich den Fall gesetzt, dass g konstant ist (9,81 m/s²). der Widerspruch zu deinem gerade genannten Integral ist dir aber bewußt? Das ist bei konstant angenommenem g (=konstanter Gravitationskraft) nämlich unendlich.

In einer Höhe von 6400 km über dem Erdboden kann man in diesem Fall den Antrieb abschaltenund das hast du berechnet, ohne weitere Annahmen über die Beschleunigung a_ges der Rakete gemacht zu haben?
Ich glaube jetzt weiß ich wie du gerechnet hast: du hast angenommen, das Raketentriebwerk müsse gegen die Gewichtskraft m*g ankämpfen, deswegen setze es die Energie

E_Antrieb := int_R^(R+s) m*g dr

frei, was du dann für die kinetische Energie E_kin der Rakete bei Brennschluß eingesetzt hast. Und die soll dann gleich -E_pot(r0) sein, mit r0 = Erdradius. So daß du s aus E_pot(r0) berechnen kannst.

Diese Rechnung ist natürlich Quatsch: E_Antrieb ist ja nur die Energie, die du benötigst, um die Rakete von r=R zu r=R+s zu bringen, d.h. die potentielle Energiedifferenz E_pot(R+s)-E_pot(R). Wenn du nur diese Energie aufbringst, hat die Rakete bei Erreichen der Höhe s die Geschwindigkeit Null, und fällt sofort wieder zur Erde zurück. Wenn die Rakete weiter aufsteigen soll, brauchst du noch mehr Energie, damit in der Höhe s noch was an kinetischer Energie da ist. Und zwar, wenn r=oo erreicht werden soll, noch E_pot(oo)-E_pot(R+s) mehr.

Allerdings frage ich mich, wie du berechnet haben willst, daß bei Erreichen der Höhe s die Geschwindigkeit 11187,313 m/s ist?

Auf ein komplexes Ergebniss kommt man übrigens, wenn man die sich ergebende Gleichung nach h auflösen möchte. Da h als quadratischer Term auftritt (g ist von h abhängig, beim Integrieren wird daraus h²), muss die Wurzel gezogen werden.was is'n das für ne Gleichung? Irgendwie redest du hier dauernd von Rechnungen, willst aber partout deine Gleichungen nicht zeigen ;)

[Imperator Katarn]

Nur a_Antrieb.aha. Demnach ist die Gesamtbeschleunigung der Rakete a_ges = a_Antrieb - g = g - g = 0!
Deine Rakete steigt also gar nicht erst auf!

Eins möchte ich nochmal herausstellen: Es ist theoretisch möglich, sich mit 1 km/h unendlich weit von der Erde weg zu bewegen, dazu muss allerdings ständig ein Antrieb wirken mit Beschleunigung > g.ja natürlich. Es war ja die ganze Zeit vom angetriebenen Fall die Rede.

Schaltet man den Antrieb aus, fällt man langsam wieder zurück auf die Erdenicht wenn die erreichte Geschwindigkeit größer oder gleich der Fluchtgeschwindigkeit in der erreichten Entfernung ist.

Um das Schwerefeld zu überwinden, hilft nur eins: Schneller als 11,2 km/s in radialer Richtung von der Erde wegfliegen.nein, es reicht, angetrieben eine Entfernung zu erreichen, bei der die Fluchtgeschwindigkeit schon deutlich kleiner ist.
Klar, die Entfernung für 1km/h wird wohl schon ziemlich groß sein, aber nehmen wir z.B. 5 km/s.

[Spasstiger]

... nur laut gedacht ...

[BBB]

Die Fluchtgeschwindigkeit ist unabhängig von der Entfernung.

Hmm, wieso?

http://upload.wikimedia.org/math/2/d/4/2d438962ab04d4b3ef14e408d03c573d.png

wobei G die Gravitationskonstante, M die Masse des Planeten und r der Planetenradius bzw. der Abstand vom Mittelpunkt des Planeten sind.

http://de.wikipedia.org/wiki/Fluchtgeschwindigkeit

[Spasstiger]

Hmm, wieso?
http://de.wikipedia.org/wiki/Fluchtgeschwindigkeit
*klonk*, natürlich! Ich hab auf meinem Blatt die Formel mit einem großen R für Planetenradius stehen, weil ich das noch aus meiner Herleitung so habe (R steht in den Grenzen des Integrals). Aber ist klar, dass R die Entfernung vom Gravitationsschwerpunkt generell sein muss.
Und natürlich wird der Antrieb nach einer gewissen Zeit soviel Energie umgewandelt haben wird, dass diese der potentiellen Energie auf der Erdoberfläche entspricht. Und damit ist das Schwerefeld der Erde überwunden.
Da hatte ich wohl einen Knoten im Gehirn.

Warum ich allerdings in der Rechnung keine Lösung für mein Problem erhalten habe, verstehe ich noch nicht. Denn die Rechnungen waren soweit korrekt, bis auf die Sache mit der Geschwindigkeit von 11187,313 m/s (da habe ich vergessen, die Differenz aus g_konst und g_wegabhängig zu bilden).

[Imperator Katarn]

Die Fluchtgeschwindigkeit ist unabhängig von der Entfernung. falsch.
Die Fluchtgeschwindigkeit in der Entfernung r0 vom Erdmittelpunkt ist definiert als diejenige Geschwindigkeit, für die die kinetische Energie gleich der Differenz zwischen der potentiellen Energie E_pot(r0) in der Entfernung r0 und der potentiellen Energie E_pot(oo) in unendlicher Entfernung ist.
Oder anders ausgedrückt: die Fluchtgeschwindigkeit in der Entfernung r0 ist diejenige Geschwindigkeit, mit der antriebsloser Körper in der Entfernung r0 starten muß, um in unendliche Entfernung gelangen zu können.

Man kann v_Flucht(r0) wie folgt ausrechnen:

E_kin(r0) + E_pot(r0) = 0

<=> 1/2 m v_Flucht(r0)^2 - G M m / r0 = 0

<=> v_Flucht(r0) = sqrt(2 G M / r0)

Wenn man sich das bewußt macht, sollte alles weitere auch klar sein.was dann klar ist, ist unerheblich, weil es schlicht falsch ist.
Es sollte eigentlich auch dir klar sein, daß die Geschwindigkeit, die ein Körper zum Entfliehen der Erdgravitation benötigt, von der Startentfernung abhängt. Ein 10 Lichtjahre von der Erde entfernter Körper wird sicherlich keine 11,2 km/s benötigen, um der Erdgravitation zu entkommen. Und das auch dann wenn man die Gravitationsfelder anderer Himmelskörper vernachlässigt.

Meine Gleichungen habe ich hier nicht aufgeführt, weil ich keine Lust habe, mich mit einem Formeleditor rumzuschlagen.aha. Also weigerst du dich, deine Argumentation nachvollziehbar zu machen. Damit disqualifizierst du dich automatisch für jede weitere Diskussion.

Diese Annahme war eigentlich auch der Auslöser für meine ganzen Überlegungen. Es ging ja darum, zu zeigen, dass eine konstante Geschwindigkeit von 1 km/h nicht ausreicht, um das Schwerefeld zu überwinden. Und eine konstante Geschwindigkeit erfordert eine resultierende Beschleunigung von 0.ach so, du wolltest den Fall annehmen, daß die Rakete eine Startgeschwindigkeit v0 hat, und das Triebwerk nur dafür brennt, um die Geschwindigkeit entgegen der Erdgravitation konstant zu halten.
Na dann brauchst du das Triebwerk nur lange genug brennen lassen, um die Entfernung r0 zu erreichen, bei der v_Flucht(r0) < v0 wird.

[Imperator Katarn]

Warum ich allerdings in der Rechnung keine Lösung für mein Problem erhalten habe, verstehe ich noch nicht.ich verstehe auch überhaupt nicht wie du beim Integrieren ein h^2 reinbekommst.
Es ist g ~ 1/r^2 ~ 1/(h-R)^2. Wo soll da ein h^2 rauskommen?

Denn die Rechnungen waren soweit korrekt, bis auf die Sache mit der Geschwindigkeit von 11187,313 m/s.ich verstehe auch nicht, wie du auf so eine Geschwindigkeit kommst. Du hast doch die Geschwindigkeit als konstant angenommen, wie willst du sie da berechnen?

[Spasstiger]

aha. Also weigerst du dich, deine Argumentation nachvollziehbar zu machen. Damit disqualifizierst du dich automatisch für jede weitere Diskussion.
:crazy2:
Ich hatte eigentlich noch vor, dir ein paar Antworten zu geben, aber wer mir so pampig entgegentritt, hat diese Antworten nicht verdient. Schade um die Zeit, die ich hier vergeudet habe ...

Bei solchen Reaktionen hat man jedenfalls keinen Bock mehr, sich noch bei physikalisch-/mathematisch-/wissenschaftlichen Themen zu beteiligen. Ich werde hier sicher keine DinA4 Seite Formeln eintippen, zumal ich damit überhaupt keine Übung habe. In Zukunft behalte ich meine Gedankengänge wieder für mich.

[Imperator Katarn]

:crazy2:
Ich hatte eigentlich noch vor, dir ein paar Antworten zu geben, aber wer mir so pampig entgegentritt, hat diese Antworten nicht verdient. na danke, wenn das eh wieder nur Antworten der Art "ich habe ausgerechnet...", wobei du die Details der Rechnung wie ein Staatsgeheimnis hütest, gewesen wären, ist es da wirklich nicht schade drum.

[Imperator Katarn]

Ich werde hier sicher keine DinA4 Seite Formeln eintippen,also wenn dein komisches Integral mit deinem h^2 dermaßen umfangreich ist, daß es auf Papier eine ganze DinA4 Seite in Beschlag nimmt, dann heißt das entweder, daß du an der Größe deiner Handschrift arbeiten solltest, oder aber in deinem Integral nur jede Menge Mist drinsteht.

[Spasstiger]

Ich wollte dir ernsthaft mein Problem und meine Gedankengänge nahe bringen, habe mich aber gescheut, mich mit einem Formeleditor rumärgern zu müssen. Ich dachte deshalb, dass ich meine Rechenversuche mit Worten vielleicht sowieso besser rüberbringen kann und damit auch selber ein Verständnis für das Problem abseits von Formeln gewinne. Ich habe gesehen, dass du Ahnung von der Materie hast und mich deshalb auf eine kurze Beschreibung der Integrale beschränkt. Die Formel für g wollte ich dir eigentlich noch verlinken, sie ist sehr einfach und warum sie zu h² nach dem Integrieren führt, hatte ich oben schon erläutert.
Dass ich in meinen Gedankengängen einen schwerwiegenden Fehler gemacht habe, der auf die vorherige Fixierung auf die Formeln zurückzuführen war, ist mir nach BBBs Link sofort aufgefallen, was ich ja auch direkt eingestanden habe. Dabei habe ich auch gemerkt, dass es sich gelohnt hat, nochmal abseits von Formeln über das Problem nachzudenken.
Dass nach meinem Zugeständnis auf einmal so ein scharfer und verächtlicher Ton von dir kam, hat mich ein wenig schockiert, hatte ich nicht erwartet. Deshalb fällt meine Reaktion jetzt auch unnötig hart aus.

EDIT: Was sollte denn diese PM? Es hat einen Grund, dass ich das eine Posting stehen gelassen habe, nämlich damit du es lesen kannst. Die anderen Postings habe ich gelöscht, weil ich nach deiner Reaktion keinen Anlass mehr sah, dich an meinen geistigen Ergüssen teilhaben zu lassen (und sonst liest das sowieso keiner). Siehe auch:
Ich hatte eigentlich noch vor, dir ein paar Antworten zu geben, aber wer mir so pampig entgegentritt, hat diese Antworten nicht verdient.

[Imperator Katarn]

Ich wollte dir ernsthaft mein Problem und meine Gedankengänge nahe bringen, habe mich aber gescheut, mich mit einem Formeleditor rumärgern zu müssen. Ich dachte deshalb, dass ich meine Rechenversuche mit Worten vielleicht sowieso besser rüberbringen kannalso wenn deine Worte sich auf ein Gestammel "Ich habe ausgerechnet" beschränken, und du dir als Erläuterung zu deinen Rechnungen gerade mal ein "g hängt von h ab, daher kriege ich beim Integrieren ein h^2" entlocken läßt, hast du da definitiv falsch gedacht.

Ich habe gesehen, dass du Ahnung von der Materie hast und mich deshalb auf eine kurze Beschreibung der Integrale beschränkt.bitte? Wo hast du mir denn eine kurze Beschreibung der Integrale geliefert?

Die Formel für g wollte ich dir eigentlich noch verlinken, sie ist sehr einfach und warum sie zu h² nach dem Integrieren führt, hatte ich oben schon erläutert.nee. Hattest du nicht. Oder sollte dein Gefasel "g hängt von h ab, deswegen kommt beim Integrieren h^2 raus" etwa diese Erläuterung sein?
Falls ja ist sie Quatsch: die bloße Abhängigkeit von h führt nicht zu h^2, da müßte die Abhängigkeit schon linear sein, g ~ h, und das ist sie nicht.

EDIT: Was sollte denn diese PM? Es hat einen Grund, dass ich das eine Posting stehen gelassen habe,ach so, na dann Entschuldigung für die PM. Kannst sie ja löschen :D

Die anderen Postings habe ich gelöscht, weil ich nach deiner Reaktion keinen Anlass mehr sah, dich an meinen geistigen Ergüssen teilhaben zu lassenhätte dir das nicht früher einfallen können, bevor deine meine Zeit verplempern mußtest?

[Imperator Katarn]

Die Formel für g wollte ich dir eigentlich noch verlinken, sie ist sehr einfach aus deiner Information, daß du eine ganze Din A4 Seite brauchst um sie hinzuschreiben, kann ich schon entnehmen, daß sie falsch ist. Das hier ist die richtige:

g(r) = GM/r^2

und soooo riesig kann deine Handschrift nun wirklich nicht sein, daß du dafür eine ganze Din A4 Seite brauchst.

[Spasstiger]

aus deiner Information, daß du eine ganze Din A4 Seite brauchst um sie hinzuschreiben, kann ich schon entnehmen, daß sie falsch ist. Das hier ist die richtige:

g(r) = GM/r^2

und soooo riesig kann deine Handschrift nun wirklich nicht sein, daß du dafür eine ganze Din A4 Seite brauchst.
Wer redet denn davon, dass ich für eine Formel eine DinA4-Seite geschrieben habe? Das trifft auf sämtliche Berechnungen zu, die ich so durchprobiert habe in meinen zwei verschiedenen Gedankengängen oben.
Die Formel für g lautet folgendermaßen:
http://upload.wikimedia.org/math/7/6/4/7644fbbcd4da10269bc95cae557081d1.png
mit http://upload.wikimedia.org/math/e/2/1/e21db5dd93db95f8526ae48019f7e780.png .
Diese kann vereinfachend auch folgendermaßen angenommen werden:
http://upload.wikimedia.org/math/b/2/f/b2faf645b9ed7cd9b724c554cb031d4c.png
Phi habe ich als 0 angenommen.
Dass man mit dieser Formel ab einer bestimmten Distanz (>100 km) natürlich nicht mehr weiter kommt, ist mir inzwischen auch klar. Hier verwendet man dann das Newtonsche Gravitationsgesetz als Näherung.

Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Erdbeschleunigung

P.S.: Hältst du eine Entschuldigung deinerseits nicht für angebracht? Oder bist du immer so provokant?

[Imperator Katarn]

Wer redet denn davon, dass ich für eine Formel eine DinA4-Seite geschrieben habe? na du. Ich habe dich nach Details deiner Rechnung gefragt, und du antwortetest, daß du dazu den Umfang einer Din A4 Seite brauchen würdest und da keinen Bock drauf hättest.


Die Formel für g lautet folgendermaßen:
http://upload.wikimedia.org/math/7/6/4/7644fbbcd4da10269bc95cae557081d1.png
mit http://upload.wikimedia.org/math/e/2/1/e21db5dd93db95f8526ae48019f7e780.png .
Diese kann vereinfachend auch folgendermaßen angenommen werden:
http://upload.wikimedia.org/math/b/2/f/b2faf645b9ed7cd9b724c554cb031d4c.pngwas sollen denn das für komische Formeln sein?? Irgendwelche Näherungen, Taylor-Entwicklung bis zur ersten Ordnung?
Ok, daß dir die zu kompliziert waren, um die hier zu posten, verstehe ich, aber warum verwendest du nicht einfach die exakte Formel, wo die doch viel einfacher ist?
Näherungen nimmt man, wenn's dadurch einfacher wird, nicht komplizierter. ;)

Dass man mit dieser Formel ab einer bestimmten Distanz (>100 km) natürlich nicht mehr weiter kommt, ist mir inzwischen auch klar. Hier verwendet man dann das Newtonsche Gravitationsgesetz als Näherung.wieso als Näherung? Es ist doch - solange wir jetzt man Einsteins allgemeine Relativitätstheorie außen vor lassen - exakt.

P.S.: Hältst du eine Entschuldigung deinerseits nicht für angebracht?wegen was?

[Spasstiger]

was sollen denn das für komische Formeln sein??
Die stehen so bei Wikipedia. Gelten aber nur in Erdnähe (Höhe <100 km).

wieso als Näherung? Es ist doch - solange wir jetzt man Einsteins allgemeine Relativitätstheorie außen vor lassen - exakt.
Weil das so bei Wikipedia steht.

Hast du dir den Wiki-Link überhaupt angeschaut?

[Imperator Katarn]

Weil das so bei Wikipedia steht.also ich finde da nirgendwo erwähnt, daß das Newtonsche Gravitationsgesetz

g(r) = GM/r^2

nur näherungsweise gelten würde.

[Spasstiger]

also ich finde da nirgendwo erwähnt, daß das Newtonsche Gravitationsgesetz

g(r) = GM/r^2

nur näherungsweise gelten würde.

In Bodennähe nimmt g um etwa 3,1 µm/s² pro Meter ab. Für größere Höhen wird die Abnahme von g(r) mit dem Newtonschen Gravitationsgesetz abgeschätzt (siehe Diagramm).

[Imperator Katarn]

Hm, verstehe ich auch nicht so ganz was die damit meinen. Irgendwie liest sich der Artikel auch so als hätten seine einzelnen Abschnitte unterschiedliche Verfasser.

[Spasstiger]

Das hat was mit der ungleichen Verteilung der Masse auf der Erde zu tun. Und die Erdbeschleunigung wird nunmal von der Erdmasse verursacht.

[BBB]

Aber die Abweichung von der allgemeinen Formel ist imho so gering, dass man das vernachlässigen kann:

Die Norm-Erdbeschleunigung ist definiert als die mittlere Erdbeschleunigung gN mit dem Wert:

* 9,82306 m/s² auf dem 45. Breitengrad in Meereshöhe.
* 9,745 m/s² am Äquator.
* 9,882 m/s² an den Polen.

Wenn man also die Rakete auf dem 45. Breitengrad startet, liegt man schon recht nah an den 9,81 m/s² ;)

Wer will schon eine Rakete vom Nordpol aus abschießen ?! :D

[Imperator Katarn]

Das hat was mit der ungleichen Verteilung der Masse auf der Erde zu tun. nuja, aber wenn r der Abstand vom Massenmittelpunkt ist, gilt das Newtonsche Gravitationsgesetz exakt :)

[No.3]

nuja, aber wenn r der Abstand vom Massenmittelpunkt ist, gilt das Newtonsche Gravitationsgesetz exakt :)

zum einen das, zum anderen sind die Unterschiede der Schwerkraft nicht allzu groß, so dass man für eine "erste Überschlagsrechnung" solche "Effekte" vernachlässigen kann.

Je nachdem könnte man als Vereinfachung z.B. auch sagen auf Höhe Null wirkt die Erdanziehung voll und z.B. auf 100 km Höhe (k.a. obs stimmt) herrscht Schwerelosigkeit und dazwischen nimmt die Schwerkraft linear ab.

(Wikipedia ist zwar schön und gut, man sollte aber trotzdem auch ein Verständnis für die Materie mitbringen, hier in diesem Fall Physik / Naturwissenschaften allgemein)

[Spasstiger]

Je nachdem könnte man als Vereinfachung z.B. auch sagen auf Höhe Null wirkt die Erdanziehung voll und z.B. auf 100 km Höhe (k.a. obs stimmt) herrscht Schwerelosigkeit und dazwischen nimmt die Schwerkraft linear ab.
Das wäre aber völliger Käse. Für meine Rechnungen wäre das Newtonsche Gravitationsgesetz am sinnvollsten gewesen. Naja, ist ja jetzt auch Wurst.

[No.3]

Das wäre aber völliger Käse. Für meine Rechnungen wäre das Newtonsche Gravitationsgesetz am sinnvollsten gewesen. Naja, ist ja jetzt auch Wurst.

in dem Fall wäre es wohl Käse, aber für eine erste Überschlagsrechnen allemal besser als so eine Mörderformel wie weiter oben.

[Spasstiger]

in dem Fall wäre es wohl Käse, aber für eine erste Überschlagsrechnen allemal besser als so eine Mörderformel wie weiter oben.
Das war ja schon eine lineare Formel. 9,780372-0,0000038*h, wenn man die Einheiten weg lässt. Gültig bis ca. h=100 km.
Integriert kommt dabei halt ein h² und ein h^1 rein. Beim Auflösungen nach h erhält man einen Wurzelausdruck. Mein Fehler war, dass ich mit dieser Formel auch für h>100 km gerechnet hab. Ich hatte in einer gewissen Entfernung also sogar ein negatives g. Peinlich, dass mir das nicht rechtzeitig aufgefallen ist, aber ich hab den Fehler ja schon lange bemerkt.
Wichtig ist halt, dass man beim Newtonschen Gravitationsgesetzt nicht einfach mit 9,8 m/s² und dem Abstand rechnet, sondern das g für die Höhe von 100 km bestimmt (= 9,4 m/s²) und ab da mit Newton weiter rechnet. Die Erde ist halt keine perfekte Kugel.

[Juerg]

Die Erde ist halt keine perfekte Kugel.Nein, denn ich fahre doch gerne Ski :biggrin:.

Übrigens fliegt keine Rakete "senkrecht gen Himmel", da sich die Erde unter der Rakete ständig wegdreht. Deshalb hat man das Gefühl je weiter oben die Rakete desto schiefer steht sie. Da sie aber immer schneller wird beschreibt sie, immer aus der Sicht des Beobachters, eine sich öffnende Spirale.

Zugleich entfernt sich die Erde aber auch (durch ihre Umlaufbahn um die Sonne) von der startenden Rakete. Dies hat zur Folge, dass sich die Rakete ein wenig um die Horizontalachse drehen muss wenn sie den Schub optimal (senkrecht weg vom Zentrum des Schwerpunktes) einsetzen will.