Raumfahrt, Fluchtgeschwindigkeit

[pauli]

hi Leute,

ich weiß nicht so recht, wie ich meine Verständnisprobleme formulieren soll, darum bitte ich um Nachsicht wenn es nicht so klar rüberkommt

1. Wird die Richtung der Erdrotation bei einem Raketenstart berücksichtigt oder ist die Erdrotation egal? imho wird sie berücksichtigt weil die Rakete beim Aufstieg von der Atmosphäre in Rotationsrichtung mitgezogen wird, gäbe es keine Atmosphäre, wäre die Rotationsrichtung egal. Stimmt das?

2. Wenn ein Astronaut auf dem Mond ausreichend hoch springt (weit unter Fluchtgeschwindigkeit), würde sich der Mond unter ihm ein Stück wegdrehen?
Ich meine: ja (jedoch etwas unsicher weil doch noch eine Art "Drehmoment" des Mondes den Astronauten mitziehen könnte ..)

[Tina]

Der Mond dreht sich doch gar nicht?
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Zumindest die Richtung ist jetzt klar: gegen. Alles andere wird sich im Laufe der Zeit noch finden. (Frei zitiert nach WDR5 Spielart,1.5.2006)

[pauli]

gut, er dreht sich ca. 1 x pro Monat um seine Achse, nehmen wir in dem Beispiel einen Mond an, der sich schneller dreht

[Joachim]

Hi,

Ja, der Mond dreht sich unter dem Raumfahrer weg. Das ist der Effekt, der im mitrotierenden System als Corioliskraft bezeichnet wird.

Ob man die Colioliskraft in der Praxis berechnen muss, weiss ich nicht. Ich vermute eher, dass sie gegenüber den Windeinflüssen vernachlässigbar ist. Gäbe es keinen Wind, so würde sich die Rotation der Erde durch eine vom Startzeitpunkt abhängige Anfangsgeschwindigkeit der Erde bemerkbar machen. Nachts hat die Rakete eine etwas grössere Tangentialgeschwindigkeit als am Tag. Morgens und abends hat sie eine kleine Radialkomponente zur Sonne hin und von der Sonne weg.

Aber wie gesagt, ob das für die Raumfahrt wichtig ist weiß ich nicht. Wahrscheinlich sind die Position der Rakete relativ zur Sonne und die Wetterverhältnisse wichtiger.

Gruß,
Joachim
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[Ich]

[M_Hammer_Kruse]

Es hängt im Detail davon ab, wohin man starten will. Aber im Prinzip bemüht man sich, jede vorhandene Geschwindigkeitskomponente zu nutzen.

Egal, ob man Erdsatelliten oder Raumsonden startet, zunächst geht es erstmal in die Erdumlaufbahn. Und da startet man in Richtung Osten und das von einem möglichst äquatornahen Startort, damit man die Umfangsgeschwindigkeit der Erde ausnutzen kann. Deshalb liegt Cape Canaveral in Florida, also so weit südlich in den USA, wie es geht. Und deshalb starten die europäischen Sonden in Kourou, fast am Äquator.

Für interplanetarische Sonden geht es dann aus der Erdumlauf-Parkbahn weiter. Und da nutzt man die Geschwindigkeit der Erde auf ihrer Bahn um die Sonne. Deshalb zündet man die Triebwerke, wenn sich der ohnehin in Ostrichtung um die Erde laufende Flugkörper gerade auf der Nachtseite der Erde befindet. Denn dann läuft er in derselben Richtung wie die Erde und hat damit schon mal von vornherein ihre Geschwindigkeit.

Gruß, mike

[Joachim]

[zeitgenosse]

Wind ist meist unproblematisch; dagegen ist der Luftwiderstand nicht vernachlässigbar, weil zusätzlichen Antriebsbedarf erfordernd. Um die Raketengrundgleichung besser auszunutzen, hat sich diesbezüglich das Stufenprinzip bewährt (die Oberstufe muss dann nicht die Leermasse der Unterstufe beschleunigen).

Die Erdrotation gibt dem Flugkörper eine zusätzliche Geschwindigkeitskomponente auf den Weg. Somit wird grundsätzlich in Drehrichtung der Erde - also ostwärts - gestartet. Sämtliche Satelliten, welche sich nach Erreichen einer kreisförmigen Umlaufbahn unterhalb eines geostationären Orbits (GEO) befinden, bewegen sich schneller als ein beliebiger Punkt auf dem Aequator.

Gr. zg

[Joachim]

Ja, ihr habt recht.

Tut mir leid, dass ich Ich so angefahren habe

Gruß,
Joachim
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[pauli]

thx all, war sehr interessant

[Ich]

[pauli]

Orca (gox/Bernd) verlagert diese Diskussion.

[pauli]

hm, jetzt macht mich dieser verdammte Orca unsicher
Noch einmal kurz bitte (Erde ohne Atmosphäre!):

1. die Rotationsgeschwindigkeit der Erde in Drehrichtung wird in der Raumfahrt genutzt, d.h. die Rotation wirkt sich auf die Geschwindigkeit der Rakete aus (das ist nicht die Corioliskraft)

2. die Erde dreht sich unter der Rakete weg, wenn sie z.B. im rechten Winkel 1km hochsteigt und die Triebwerke abschaltet, sie "landet" also nicht am Startpunkt, ihre Flugbahn sieht von der Erde betrachtet parabelförmig aus (das ist die Corioliskraft)

wikipedia:

[Aragorn]

Hallo pauli,

die Sache mit den Scheinkräfte, finde ich auch etwas verwirrend. Meines Erachtens kommen diese durch eine Fehlinterpretation zustande. Nämlich dann, wenn der Beobachter nicht berücksichtigt, daß er sich in einem beschleunigten Bezugssystem befindet.

Grundsätzlich gilt: Geschwindigkeiten addieren sich vektoriell.
Ergänzung: Diese Erkenntnis ist nicht so selbstverständlich wie es scheint!
Im Mittelalter glaubte man noch, daß ein Stein der vom Mast eines Segelschiffes fallen gelassen wird, etwas versetzt aufschlägt, weil das Schiff sich inzwischen weiterbewegt hat.

Stell dir vor du stehst auf einem gleichförmig bewegten Fließband. Wenn du eine Eisenkugel am Punkt A des Bandes in die Höhe wirfst, dann landet der auch wieder dort. Eben weil sich die Geschw. des Bandes zur Geschw. der Kugel vektoriell addiert. (-> vom mitbewegten Fließband sieht es wie ein geradliniger Wurf aus, vom danebenstehenden wie eine Parabel).

Wenn du auf einer rotierenden Kugeloberfläche stehst, ist es ähnlich wie auf dem Fließband. Nur liegt dann für den Erdboden keine gleichförmige Bewegung mehr vor. Denn der Erdboden bewegt sich auf einer Kreisbahn!
Die Geschw. eines Punktes A auf der Kugel bleibt zwar immer gleich, nicht aber deren Richtung. Dadurch bleibt die Erde etwas hinter der Kugel zurück und die Kugel schlägt etwas entgegen der Erddrehung wieder auf dem Erdboden auf.



Dies läßt sich besser vorstellen (siehe oberes Bild), wenn du dir eine kleine Kugel vorstellst. die mit einem Faden am Erdboden (und am Äquator) festgemacht ist. Außerdem denken wir uns die Erdatmosphäre und die Gravitation weg. Zunächst rotiert die kleine Kugel zusammen mit der Erde. Dann durchtrennen wir den Faden. Jetzt fliegt die Kugel mit der gleichen Geschw. (sowohl Betrags- als auch Richtungsmäßig) wie der Erdboden weiter. Zunächst sieht es von der Erde aus gesehen so aus, als ob die Kugel sich nicht von der Stelle bewegt. Mit der Zeit fängt die kleine Kugel aber an immer weiter entgegen der Drehrichtung der Erde zurückzubleiben und dabei steigt sie höher. Die Kugel fliegt geradlinig weiter. Der Erdboden bewegt sich aber auf einer Kreisbahn.

Zu deinen Fragen:

[pauli]

hi Helmut,