hallo,
wie schnell kann eine Rakete fliegen?
(wie z.B. jene zum Mars vorgestern)
danke
Friedrich
Ein Raumschiff kann im Prinzip beliebig schnell (innerhalb der physikalischen Grenzen) fliegen, wenn es genug Treibstoff an Bord hätte, um kontinuierlich „Gas geben zu können“. Das macht aber wenig Sinn, denn Treibstoff wiegt sehr viel und das Raumschiff muss vor dem Ziel ja auch wieder abgebremst werden, um in die Umlaufbahn des Zieles gelangen zu können, was auch wieder Treibstoff benötigt.
Es werden daher die Raumschiffe aus der Erde aus zunächst auf die sog. Fluchtgeschwindigkeit von etwa 40.000 km/h beschleunigt. Dies ist erforderlich, um der Erdanziehung zu entkommen, diese Geschwindigkeit baut sich durch die Erdanziehung langsam ab.
Es muss dann noch etwas für die Reise hinzugegeben werden, bei der Mars Mission sind dies etwa 11000 km/h (mit dieser Geschwindigkeit nähert sich die Sonde dem Mars).
Die Sonde Voyager 2 hat inzwischen eine Geschwindigkeit von 60000 km/h, weil sie diverse „Kicks“ von den Gravitationsfeldern anderer Planeten bekommen hat.
Oliver
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hallo Friedrich,
wie schnell kann eine Rakete fliegen?
theoretisch fast(!) Lichtgeschwindigkeit.
Praktisch ist das durch das Beschleunigungssystem begrenzt. Durch das Prinzip Actio = Reactio kann eine Rakete durch ein aktives System nur so schnell werden wie das antreibende Medium. Bei Rückstoßraketen ist es also dadurch begrenzt, daß man nur endlich schnelle Gasströme hat. Die genaue aktuelle Grenze kenn ich nicht.
Dann gibt es noch weitere Möglichkeiten der Beschleunigung, z.B. das mit der Beschleunigung durch Gravitation (swing by) das bei Sonden angewendet wird, die die masserecihen Planeten passieren.
Eine weitere Möglichkeit wäre, Raketen mit Licht zu beschleunigen. Da Photonen sich mit c bewegen, kann die Rakete theoretisch fast c erreichen. Der Nachteil ist, das diese Systeme sehr schubarm sind, die Beschleunigungswerte sich in sehr kleinen Bereichen bewegen.
Gandalf
Durch das Prinzip Actio = Reactio kann eine Rakete durch ein
aktives System nur so schnell werden wie das antreibende
Medium. Bei Rückstoßraketen ist es also dadurch begrenzt, daß
man nur endlich schnelle Gasströme hat.
Wieso das denn? Angenommen ich bin und schon so schnell wie die Gasströme und stoße weiter hinten Gas aus, dann ändert sich doch trotzdem weiter der Impuls und ich werde immer schneller.
Gruß
Oliver
Hallo Gandalf,
theoretisch fast(!) Lichtgeschwindigkeit.
Praktisch ist das durch das Beschleunigungssystem begrenzt.
Durch das Prinzip Actio = Reactio kann eine Rakete durch ein
aktives System nur so schnell werden wie das antreibende
Medium. Bei Rückstoßraketen ist es also dadurch begrenzt, daß
man nur endlich schnelle Gasströme hat. Die genaue aktuelle
Grenze kenn ich nicht.
Oliver schrieb dazu bereits einen Einwand.
Eine weitere Möglichkeit wäre, Raketen mit Licht zu
beschleunigen. Da Photonen sich mit c bewegen, kann die Rakete
theoretisch fast c erreichen. Der Nachteil ist, das diese
Systeme sehr schubarm sind, die Beschleunigungswerte sich in
sehr kleinen Bereichen bewegen.
Mir kam dazu die Idee ein halboffenes Fusionsfeuer am Heck des Schiffes zu betreiben. Sprich durch Magnetfelder ein Deuterium-Tritium-Plasma magnetisch einzuschliessen, genuegend dicht und heiss um Fusion zu betreiben. Alles, was nach hinten in den Halbraum von 2Pi (je nachdem, wieweit „offen“ das Fusionsfeuer waere)ins All entkommt wie Neutronen aus der Fusion (14.1 MeV und Photonen (natuerlich entkommen auch einige geladene Teilchen), wuerden das Schiff vortreiben. Deuterium kann man mitnehmen. Tritium kann man erbrueten mittels Lithium-6 in der Reaktorwand und Neutronen. Da aber einige Neutronen entkommen oder keine Reaktion eingehen wuerden und sonstige „Lecks“ bestehen, wuerde dies nicht reichen um pro Fusionsakt ein 3H zu brueten fuer den naechsten Fusionsakt. Man muesste also mit weiteren Neutronenquellen an Board Tritium fuer Langstreckenfluege erbrueten aufgrund der Halbwertszeit von nur wenigen Jahren.
Nur alldiweil, allein auf Erden funktioniert die Fusion noch lange nicht in Reaktoren mit effektiven Energieaufwand fur Stromerzeugung. Abgesehen vom Aufwand ein solches Schiff zu konstruieren und ins All zu bringen. Weiter, wann wir uns solch ein Schiff leisten wollen fuer Langstreckenfluege, denn nur dafuer wuerde sich ein Fusionsreaktor lohnen.
viele Gruesse, Peter
Hi,
Die Rakete stößt sich von ihrem eigenen Gasstrahl ab. Man kann zeigen, das eine Rakete das e-fache (2,718-fache) an Treibstoff verfeuern muß, damit sie die Geschwindigkeit des ausgestoßenen Gasstrahls v erreicht. Sie kann natürlich auch schneller als ihr eigener Gasstrahl fliegen (relativ zum Startpunkt !) denn die Beschleunigung findet immer im Bezugssystem der Rakete selbst statt. (Für 2 v braucht man das e²-fache = ca. 7,4 fache). Das ist deshalb so, weil am Anfang noch Treibstoff mitbeschleunigt werden muß. Für chemische Antriebe hängt die erreichbare Geschwindigkeit v direkt von der Temperatur und dem Molekulargewicht ab. Mit das Beste ist also hier Wasserstoff-Sauerstoff mit Wasserstoffüberschuß: v =ca. 3,6 km/s. Selbst damit braucht man viel mehr Treibstoff als Nutzlast, um die Fluchtgeschwindigkeit der Erde 11,2 km/s zu erreichen. Der einige Ausweg sind Stufenraketen, und so macht man es auch.
Zum Jupiter braucht man ca. 14 km/s. Schafft man es dorthin, dann kann man ca. 18 km/s zusätzlich durch Swing-By gewinnen, was dann insgesamt ausreicht, um das Sonnensystem zu verlassen oder aber die Sonne zu erreichen (was noch schwieriger ist !).
Auswege sind Ionentriebwerke oder andere nicht-chemische Antriebe. Damit mag man auf 100 km/s kommen.
Gruß
Moriarty
Das ist ja Quatsch
Oliver, denk mal nach!
Durch das Prinzip Actio = Reactio kann eine Rakete durch ein
aktives System nur so schnell werden wie das antreibende
Medium. Bei Rückstoßraketen ist es also dadurch begrenzt, daß
man nur endlich schnelle Gasströme hat.Wieso das denn? Angenommen ich bin und schon so schnell wie
die Gasströme und stoße weiter hinten Gas aus, dann ändert
sich doch trotzdem weiter der Impuls und ich werde immer
schneller.
Du kannst doch nicht schneller sein, als dein Antrieb läuft! Der Impuls ist noch da, dient jedoch zur Erhaltung der Geschwindigkeit. Reibung ist im Vakuum (im Raum der Planeten) so gut wie nicht da, aber da sind immer noch diverse Gravitationsfelder. Selbst wenn du im idealen Raum fliegst (keine Gravitation, keine Teilchen, einfach nix), du wirst immer noch Masse haben. Und selbst wenn diese Null ist, so wirst du die Geschwindigkeit deines Antriebes nicht bis zuletzt ausreizen können. Denn den Antrieb transportierst du mit.
Na ja, ich bin ja Laie.
Gruß
André
Hallo Andre
Durch das Prinzip Actio = Reactio kann eine Rakete durch ein
aktives System nur so schnell werden wie das antreibende
Medium. Bei Rückstoßraketen ist es also dadurch begrenzt, daß
man nur endlich schnelle Gasströme hat.Wieso das denn? Angenommen ich bin und schon so schnell wie
die Gasströme und stoße weiter hinten Gas aus, dann ändert
sich doch trotzdem weiter der Impuls und ich werde immer
schneller.Du kannst doch nicht schneller sein, als dein Antrieb läuft!
Naja, das ist fuer die Thematik nicht gerade korrekt formuliert, macht aber nichts.
Der Impuls ist noch da, dient jedoch zur Erhaltung der
Geschwindigkeit.
Impuls ist Impuls und hat „nicht wirklich“ etwas mit dem Erhalt einer Geschwindigkeit zu tun.
Und selbst wenn diese Null ist, so
wirst du die Geschwindigkeit deines Antriebes nicht bis
zuletzt ausreizen können. Denn den Antrieb transportierst du
mit.
Was Oliver hier meint ist schlicht: Eine Rakete kann eine hoehere Geschwindigkeit entwickeln mit Bezug zu einem vorher relativ zur Rakete ruhenden Startpunkt, als die Geschwindigkeit, mit der das ausstroemende Plasma relativ zum Raketentriebwerk verlaesst.
viele Gruesse, Peter
Hallo,
Hi,
(…)
Zum Jupiter braucht man ca. 14 km/s.
(…)
abendlicher Klugscheissermode:
Ich würde mal sagen, das hängt vom verwendeten Inertialsystem ab. Von der Sonne aus gesehen bewegt sich eine auf der Erde stehende Rakete mit ca. 30km/s auf einer Kreisbahn.
Dann möchte auch ich noch ein bisschen Klugscheisserei nachlegen:
In der Tat hängt die Angabe der Geschwindigkeit vom Standort des Betrachters ab, nichts desto trotz wird in der Raumfahrt gewöhnlich mit Geschwindigkeitsdifferenzen (Delta-V) gerechnet, auf welche sich die Angaben Moriartys offenkundig beziehen und insoweit stimmen (bzw. mir der Größenordnung nach richtig erscheinen).
„Verwirrend“ in diesem Zusammenhang ist allerdings, dass die verwendeten Delta-Vs (obwohl als Geschwindigkeit angegeben) in keinster Weise die tatsächliche Geschwindigkeit des Raumfahrzeuges angeben sondern eher ein Maß für die aufzubringende Energie sind, was man sich leicht verdeutlichen kann, wenn man bedenkt, dass eine von der Erde aus startende Rakete auf dem Weg in den geostationären Orbit deutlich mehr als die 1. Fluchtgeschwindigkeit von ca. 7,4km/s aufbringen muss, im GEO aber nur mit 2*42000km*pi/86400s= ca. 3km/s „fliegt“.
Gruß Mr.W
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