Eintritt in Erdatmosphäre

Auto, Rad & Mobilität Luft- & Raumfahrt
#1

Hallo Fachleute,

wer kann mir erklären, warum man die Geschwindigkeit von Raumschiffen u.d.g. vor Eintritt in die Atmosphäre nicht soweit reduzieren kann damit sie ohne Schutzschild nicht verglühen. Und warum legt eine Sonde
auf dem Weg zu einem Himmelskörper den vielfachen Weg zurück, als dieser von der Erde tatsächlich entfernt kreist.

Im vorab vielen Dank für Eure Beantwortung.

Grüße Bernd

#2

Hallo Bernd,

wer kann mir erklären, warum man die Geschwindigkeit von
Raumschiffen u.d.g. vor Eintritt in die Atmosphäre nicht
soweit reduzieren kann damit sie ohne Schutzschild nicht
verglühen.

Im Prinzip wäre das schon machbar. Allerdings würdest du dazu zusätzlichen Treibstoff benötigen um das Raumschiff auf die niedrige Geschwindigkeit abzubremsen, wodurch du eine grössere Rakete brauchen würdest um den zusätzlichen Treibstoff in die Umlaufbahn zu bekommen.
Das Hitzeschild ist da um einiges leichter als die nötige Menge Treibstoff.

Und warum legt eine Sonde
auf dem Weg zu einem Himmelskörper den vielfachen Weg zurück,
als dieser von der Erde tatsächlich entfernt kreist.

Kommt jetzt drauf an, was du genau mit deiner Frage meinst:

  1. Die Erde und die Himmelskörper bewegen sich ja ständig, zudem noch mit verschiedenen Geschwindigkeiten. Also bei einer Marsreise musst du dahin „zielen“ wo sich der Mars in 6 Monaten befindet (wenn wird annehmen, dass die Reise 6 Monate dauert) und nicht dahin wo sich der Mars zum Zeitpunkt des Starts befindet.
  2. Dein Raumschiff wird durch die Gravitation der Erde, der Sonne und der anderen Planeten angezogen. Dadurch ergiebt sich eine gekrümmte Flugbahn, welche zwangsläuffig länger ist als eine Gerade. Je "gerader"deine Flugbahn sein soll umso mehr Energie (Treibstoff) benötigst du.
  3. Ich vermute du denkst an die gerade gestartete ESA-Raumsonde Rosetta welche erst in 10 Jahren ihr Ziel erreichen soll.
    Hier wird, nur um Treibstoff zu sparen, ein Trick angewendet.
    Die Flugbahn ist so gewählt, dass die Sonde wieder auf die Erde fallen wird, um genau zu sein fällt sie knapp neben die Erde. Jeder fallende Gegenstand wird beschleunigt, je höher der Fall umso schneller, kann man mit dem grossen Zeh und einem Hammer besten selber austesten. :wink:)
    Zurück zu Rosetta:
    Rosetta wird im März 2005 an der Erde vorbeifallen und durch die Erdanziehung abgelenkt, was nochmals etwas Geschwindig bringt. Die Ablenkung ist so gewählt, dass dann Rosetta im Februar 2007 am Mars vorbei fällt und wieder Richtung Erde abgelenkt wird. Im November 2007 fliegt sie dann wieder an der Erde vorbei. Wie du siehst zum Mars dauert es fast 2 Jahre, zurück nur noch 9-10 Monate, das Ding ist also schon erheblich schneller geworden.
    Danach fliegt Rosetta bis in den Asteroiden-Gürtel um danach auf die Sonne zu stürzen. Im November 2009 wird sie dann nochmals von der Erde abgelenkt und somit vor dem Sturz in die Sonne „gerettet“.

MfG Peter(TOO)

#3

wer kann mir erklären, warum man die Geschwindigkeit von
Raumschiffen u.d.g. vor Eintritt in die Atmosphäre nicht
soweit reduzieren kann damit sie ohne Schutzschild nicht
verglühen.

Ich schätze das würde enorme Energiemengen (Bremsraketen) benötigen, die man unmöglich mitführen kann - vielleicht gibts aber auch noch andere Gründe.

Und warum legt eine Sonde

auf dem Weg zu einem Himmelskörper den vielfachen Weg zurück,
als dieser von der Erde tatsächlich entfernt kreist.

Sie führt dazwischen sogenannte swing-by Manöver im Gravitationsfeld von Planeten aus, um schneller zu werden. Dabei wird die Sonde wie durch eine Schleuder auf Geschwindigkeiten beschleunigt, die durch Triebwerke nur unter enormem Aufand zu erreichen wären.

LG
Stuffi

#4

Hi

wer kann mir erklären, warum man die Geschwindigkeit von
Raumschiffen u.d.g. vor Eintritt in die Atmosphäre nicht
soweit reduzieren kann damit sie ohne Schutzschild nicht
verglühen.

Die Geschwindigkeit des Raumschiffs um oben zu bleiben erreichst du mit einer Rakete. Um dein Raumschiff entsprechend stark abzubremsen brauchst du noch eine Rakete ähnlicher Größenordnung. Diese müsstest du mit hoch transportieren wozu du wieder ein sehr viel größere Rakete brauchst. Und das wird dann kaum machbar bzw, viel zu teuer.

Und warum legt eine Sonde
auf dem Weg zu einem Himmelskörper den vielfachen Weg zurück,
als dieser von der Erde tatsächlich entfernt kreist.

Im Prinzip kann man den direkten Weg (welcher in der Raumfahrt auch gekrümmt ist) fliegen. Aber das braucht soviel Energie, sprich Geschwindigkeit bzw. Treibstoff, dass das technisch und finanziell kaum zu machen ist. Deshalb fliegt man die Swing bye Manöver. Stichwort ist Gesamtimpulserhaltung. Die Sonde klaut wenn sie hinter dem Planeten vorbeifliegt Impuls und damit Geschwindigkeit vom Planeten. Die Sonde wird schneller und der Planet langsamer. Geht auch umgekehrt wenn man vor dem Planeten vorbeifliegt. Die Geschwindigkeitsänderungen der Sonde die man auf diese Art erreicht sind enorm und mit unseren derzeit verfügbaren Raketen fast nicht zu machen.

Gruss
Tilman

#5

Hallo Leute,

vielen Dank für die Beantwortung.