Wie funktioniert fly-by genau

[pauli]

Zuerst dachte ich, es wäre nur die reine Gravitationsanziehung, aber dann wurde mir klar, dass die Anziehung zwar beschleunigt, aber wenn man den Planeten passiert hat, raubt ihm dieselbe Anziehung die verliehene Geschwindigkeit wieder ... ist ja auch klar, sonst könnte man Gravitation mif fly-bys "verbrauchen"

Dann dachte ich es ist das "Mitschleppen" der Sonde auf der Planetenbahn um die Sonne, aber das würde bedeuten, dass bei sonnenfernen Planeten das Manöver immer weniger Geschwindigkeitszuwachs bringt, und das ist glaube ich nicht so.

Die wikipedia-Erklärung finde ich unklar:

[Jogi]

Hi pauli.

[pauli]

hi Jogi,

es ist also mit "Drehimpuls" die Bewegung des Planeten auf der Umlaufbahn um die Sonne gemeint, das hat also nichts mit der Rotation um die eigene Achse des Planeten zu tun. Insofern ist auch klar wie die Übertragung statt findet

Das bedeutet aber auch, dass je weiter aussen der Planet ist desto geringer wird die "Ausbeute". Ich hatte mich nur gewundert darüber, dass die Cassini-Huygens-Sonde bei Jupiter noch ein fly-by-Manöver gemacht hat, aber gerade nachgesehen, der rast mit 13km/s um die Sonne, das ist natürlich doch noch beträchtlich

Dann ist (erstmal) alles klar, thx

[pauli]

doch nicht klar:

[Barney]

Hallo pauli,

ich habe mal gelesen, dass ein sehr wichtiger Vorteil bei Fly-bys einfach die Geschwindigkeitszunahme in der Nähe des Planeten ist. Die Sonde wird zwar beim Verlassen des Planeten wieder langsamer, kann aber trotzdem aufgrund der Geschwindigkeitszunahme während des gesamten Fly-bys sehr viel an Zeit einsparen. Bei New Horizons war das ein wesentlicher Punkt, um die Flugzeit von der Erde zu Pluto wesentlich zu verkürzen.

Um Mitnahmeeffekte (Voher-Nachher-Effekte) wirklich zu verstehen, würde ich den Fly-by als Dreikörperproblem untersuchen. Das geht dann aber nur noch numerisch, also mit Computersimulationen. Es wäre in diesem Zusammenhang interessant zu wissen, ab wann numerische Integrationen auf dem Computer bei der NASA eingesetzt wurden, um deren Sondenmissionen zu berechnen, bzw. näher zu analysieren.
Gruß

[Jogi]

[pauli]

hmm, langsam komme ich der Sache auf Umwegen näher:
die Gravitation dient quasi nur als Übertragungsmedium (bis auf den speziellen Fall, den Barney genannt hat)
Jogi, ich glaube nicht, dass fly-by Geschwindigkeitszuwachs aus der Fallbeschleunigung wirklich mitnimmt, diese wird der Sonde beim Entfernen vom Planeten doch wieder weggenommen.

Mein Problem war zu erkennen, wieso ein fly-by beim Jupiter so viel Zuwachs bringt da er doch viel langsamer um die Sonne fliegt als z.B. die Venus.

Aber worum geht es letzendlich: um Zugewinn von Bewegungsenergie/kinetischer Energie, und diese besteht aus Geschwindigkeit und Masse, und da Jupiter zwar geringere Umlaufgeschwindigkeit aber extrem hohe Masse hat, wird auch viel mehr Bewegungsenergie auf die Sonde übertragen, ich glaube das ist es.

[Barney]

Hallo Pauli,

detaillierte Informationen findet man meistens über die Links der englischen Wikipedia-Seite. So auch hier: http://www.dur.ac.uk/bob.johnson/SL/1.html. Es fehlen dabei nur noch ein paar erklärende Rechnungen im Rahmen der klassischen Mechanik. Sehr anschaulich finde ich das Beispiel mit dem Laster und dem Tennis-Ball.

Wenn die Seite korrekte Informationen enthält, spielt die Masse des Planeten praktisch keine Rolle beim Fly-by.
Gruß

[pauli]

[Barney]

[pauli]

hm ok, thx, das muss ich alles nochmal für mich durchgehen

[sj_rolak]

Was auch immer Anfang der Woche gewesen sein mag: Mittlerweile ist in dem verlinkten Artikel doch auch der hier diskutierte Fly-By erklärt. Der Bereich der erzielbaren Geschwindigkeitsänderung ist [-2|vPlanet|..2|vPlanet|], der Wert abhängig vom Winkel zwischen den Bahnvektoren. Die Voyagers beschleunigten, e.g. Mariner 10 bremste auf diese Weise (ja ich weiß, auch das ist eine Beschleunigung ).

Damit löst sich die Frage "wie kann bei J.s 9.6km/s V. um 18km/s beschleunigt werden" in ein kleines rosa Logikwölkchen auf.
_________________
ne schöne jrooß, sj_rolak