Swingby-Manöver und Energieerhaltung?

[Monger]

Wahrscheinlich hab ich da schlicht einen Knoten im Hirn, aber mir leuchtet nicht ein, wie das Swing-By Manöver eigentlich physikalisch gehen kann. "Swing-By" heißt ja: ich nutze das Schwerefeld eines Himmelskörpers aus, um Geschwindigkeit aufzunehmen, und mich dann wie mit einem Hammerschwung zum nächsten Ziel zu katapultieren.

Jetzt gibt es da einiges, was irgendwie nicht in meinen Kopf reingeht... im Grunde wird doch hier die Schwerkraft in Beschleunigung umgesetzt, richtig? Ich brauch genau die selbe Energie (vereinfacht gesehen) um eine Rakete in die Umlaufbahn zu schießen, wie die Rakete an Bewegungsenergie gewinnt wenn sie wieder auf die Erde zurückstürzt.

Bei einem Swing-By Manöver stürze ich einerseits auf den Himmelskörper zu und gewinne damit an Geschwindigkeit, habe aber danach nicht nur so viel Geschwindigkeit drauf dass ich mich wieder aus seinem Schwerefeld befreien kann, sondern darüber hinaus auch noch so viel, dass ich signifikant schneller werde.

Woher zum Himmel kommt die zusätzliche Energie ?!?

[Rancor]

Da ich kein Raumfahrttechniker bin, kann ich auch nur mutmaßen. Ich denke mal aus dem Antrieb.

[anddill]

Aus der Bewegungsenergie des Planeten.

[Kinman]

Das Objekt der Begirde (Planet, Mond, etc.) steht ja nicht still

mfg Kinman

[Spasstiger]

Wenn sich die Raumfähre beim Swing-By-Manöver wieder vom Planeten entfernt, ist der durchschnittliche Abstand zum Planeten größer als beim der Annäherung. Der Planet bewegt sich schließlich auch weiter in seinem eigenen Inertialsystem.

Hier eine Grafik aus Wikipedia:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/69/Swingby_acc_anim.gif

[Avalox]

Da fällt mir doch gleich die Swingby Anomalie ein.

Man kann halt nach heutigen Modellen nicht die genaue Swingby erzielte Geschwindigkeitsänderung ermitteln. Es gibt kleine Abweichungen, die unseren heutigen Erklärungsversuchen und Theorien widersprechen.

[Monger]

Also nutzt man eigentlich die Bewegung des Planeten aus?

Klever...

Ich vermute, je schneller die Eigenbewegung des Planeten ist, desto mehr Schwung kann man aus ihm rausholen, richtig?

Dann stimmt auch die Analogie zum Hammerwerfer, weil der überträgt ja auch seine eigene Bewegung auf den Hammer.

[Avalox]

Apollo 13 ist so zur Erde übrigens zurück gekommen. War das erste Swing-by Manöver der Menschheit.

Hier ein schönes PDF zum Swing-by http://www.wissenschaft-online.de/artikel/833979

[Abdul Alhazred]

Zentrifugal- und Fliehkraft. ;)

[Spasstiger]

Zentrifugal- und Fliehkraft. ;)
Die Zentrifugalkraft ist nur eine Scheinkraft und hat keinen Einfluss auf die Energiebilanz. Die einzige Kraft, die hier beschleunigend wirkt, ist die Gravitation des Planeten/Mondes.

Bei einem Swing-By wird ja nicht etwa das Raumschiff mit Hilfe eines Antriebs um einen Planeten herumgelenkt, sondern man lässt ein Raumschiff einfach nur geschickt in Richtung eines Planeten fliegen und zwar so, dass der Planet vor dem Raumschiff vorbeizieht. So ist die Gravitation für eine Weile relativ groß und das Raumschiff wird stark beschleunigt. Wenn das Raumschiff anschließend am vorübergezogenen Planet vorbeirast, wird die Gravitation dagegen rasch kleiner, die Bremsenergie ist geringer als die vorangegangene Beschleunigungsenergie.

Der Planet wird bei dem Vorgang minimal gebremst, weil er ja auch eine Gravitation durch das Raumschiff erfährt. Durch die minimal geringere Geschwindigkeit fällt er ein wenig mehr Richtung Sonne/Zentralkörper, es wird also die Bewegungsenergie des Planeten umgewandelt in Bewegungsenergie für das Raumschiff. Wenn man jetzt ein Raumschiff mit der Größe und Masse des Mondes hätte (Todesstern z.B.), müsste man natürlich schon aufpassen, dass man bei solchen Swing-By-Manövern nicht den Planeten aus der Bahn wirft. ;)

[ux-3]

Wenn man jetzt ein Raumschiff mit der Größe und Masse des Mondes hätte (Todesstern z.B.), müsste man natürlich schon aufpassen, dass man bei solchen Swing-By-Manövern nicht den Planeten aus der Bahn wirft. ;)

Warum? Du willst ihn mit dem Todesstern doch sowieso zerblasen! :devil:

[Fritzchen]

Ich vermute, je schneller die Eigenbewegung des Planeten ist, desto mehr Schwung kann man aus ihm rausholen, richtig? Ich vermute mal das dies nicht von der Geschwindigkeit sondern von der Masse des Planeten abhaengt.

Mich wuerde mal intressieren welche maximal Geschwindikeit dadurch ereicht werden kann.
Wenn man ein bestimmtes Ziel anfliegen moechte welches weiter entfernt ist, dann kann das auch nicht den einzigen antrieb darstellen , oder?

[ux-3]

Mit einem stationären Riesenplaneten gibt es kein Swingby. Mit einer flink laufenden Venus schon. Ergo?

Du brauchst natürlich einen anderen Antrieb. Du musst ja erst mal ins All und zum Planeten kommen. Kurskorrekturen sind auch noch nötig.

Gruß,
ux-3

[Fritzchen]

Mit einem stationären Riesenplaneten gibt es kein Swingby. Mit einer flink laufenden Venus schon. Ergo? Bei einem flink laufenden Stein von ca. 1kg gibt es kein Swingby. Mit einer etwas groesseren Masse die wesentlich langsamer ist schon. Ergo?
Hm.. gibt es Planeten die stationaer sind? Ich denke doch mal nicht.

[Monger]

Hm.. gibt es Planeten die stationaer sind? Ich denke doch mal nicht.

Zumindest kennen wir keinen! :D

Aber die Sonne ist stationär. Gerade die wäre ja als Swing-By Körper besonders interessant, sieht aber wohl düster aus.

[ux-3]

Was ich versuchte mit meinem Beispiel deutlich zu machen war, dass die Bewegung des Planeten die zentrale Voraussetzung für einen Swingby ist. Ob es stationäre Planeten tatsächlich gibt, ist für die Argumentation nicht relevant. Monger hatte die Freundlichkeit, den Kerngedanken auch an der Sonne aufzuzeigen: Das Beispiel Sonne (oder fiktiver stationärer Riesenplanet) demonstriert, dass die Masse eben nicht entscheidend ist.

Auch mit einem flink laufenden Stein von 1 kg ist ein Swingby Manöver möglich. Der entsprechende Partner muss einfach nur deutlich masseärmer sein. Mit einem stationären Stein hingegen wird es mit gar nix einen Swingby geben. Ich könnte jetzt natürlich auch ablenken und sagen, dass es keine Planeten von 1kg Masse gibt. Was natürlich mit dem Argument an sich nichts zu tun hätte. ;)

Und natürlich kann ein massereicher Planet bei gleicher Geschwindigkeit mehr erreichen. Fritzchens Formulierung war aber dahingehend, die Geschwindigkeit auszuschließen.

Gruß,
ux-3

[Fritzchen]

Was ich versuchte mit meinem Beispiel deutlich zu machen war, dass die Bewegung des Planeten die zentrale Voraussetzung für einen Swingby ist. Duerftest du vermutlicht recht mit haben. Nur wird die Geschwindigkeit die man erziehlen moechte doch stark von der Gravitation Energie, die auf das Raumschiff wirkt, abhaengik sein. Und somit hast du schon mal zwei zentrale Voraussetzungen.

[ux-3]

Ich vermute mal das dies nicht von der Geschwindigkeit sondern von der Masse des Planeten abhaengt.
(Hervorhebung durch ux-3)


Dir ist schon klar Fritzchen, dass DU zunächst so argumentiert hast?

Jetzt kommst du mit:
Nur wird die Geschwindigkeit die man erziehlen moechte doch stark von der Gravitation Energie, die auf das Raumschiff wirkt, abhaengik sein. Und somit hast du schon mal zwei zentrale Voraussetzungen.

Diese Aussage stand überhaupt nicht zur Diskussion. Du hast zunächst "B, nicht A" propagiert. Jetzt tust du so, als sei "Sowohl A wie B" stets dein Standpunkt gewesen.

Gruß,
ux-3