Schwerkraft durch Schub?
Wie funktioniert Schwerkraft durch Schub? Wie schnell müsste ein Raumschiff fliegen und mit welcher Beschleunigung?
6 Antworten
Das funktioniert so, dass es für dich keinen Unterschied gibt, ob du durch die Gravitation "nach unten gezogen" wirst, oder dir "der Untergrund" mit der gleichen Beschleunigung "entgegen" kommt.
Jede Beschleunigung reicht aus.
Wenn du die Erdbeschleunigung außerhalb des Schwerefeldes "fühlen" möchtest, musst du mit 9,81 m/s² beschleunigen.
Deine Fragestellung ist unverständlich. Vermutlich meinst Du die Beschleunigung eines Raumschiffes mit 1 g, also mit 9,81 m/s^2, durch Rückstoßantrieb. Mit dieser Beschleunigung hätten die Astronauten das gewohnte "Schwerkraftgefühl" wie auf der Erde. Alle Körper hätten das gewohnte Gewicht bei der Beschleunigung von 1 g. Die Schubkraft orientiert sich an der Masse des Raumschiffes und an dessen Beschleunigung: Kraft = Masse mal Beschleunigung.
Die Frage nach der Geschwindigkeit eines Raumschiffes gehört überhaupt nicht hierher und ergibt ohnehin keinen Sinn ohne Bezugssystem. Bei irdischen Fahr-zeuggeschwindigkeiten beziehen wir uns auf die Bodengeschwindigkeit unter den Fahrzeugrädern, ohne Rücksicht auf die Boden-Bahngeschwindigkeit um die Erdach-se, die Erdbahngeschwindigkeit um die Sonne, die Sonnenbahngeschwindigkeit um die Milchstraßenachse u.s.w. Beim Raumschiff dagegen müssen wir bei Geschwindigkeitsangaben erst angeben, in Bezug auf welches System oder welchen Körper wir die Geschwindigkeit beziehen wollen, z.B. auf die Erdachse, die Sonne, den Erdmond, den Mars oder dergl. Anders ist hier keine Geschwindigkeits-angabe möglich.
Alles klar, oder noch Fragen dazu?
Hallo,
wenn Du meinst, mit welcher Geschwindigkeit ein Geschoß abgefeuert werden muß, um ohne weiteres Zutun das Schwerefeld der Erde zu verlassen, ist das die Fluchtgeschwindigkeit: Wurzel [(2G*mE)/rE], zu Deutsch:
Die Wurzel aus dem Produkt der doppelten Gravitationskonstante und der Masse der Erde in Kilogramm geteilt durch den Radius der Erde in Meter. Das Ergebnis ist die Fluchtgeschwindigkeit in m/s.
Du mußt ein Geschoß schon mit etwa 11,2 km pro Sekunde abfeuern, damit es das Schwerefeld der Erde verlassen kann, wobei die Bremswirkung der Lufthülle noch nicht berücksichtigt ist.
Wenn Du es also schaffst, daß das Geschoß mit dieser Geschwindigkeit den Geschützlauf verläßt, durch die Lufthülle nicht weiter abgebremst wird und auch nicht verglüht, kommt es tatsächlich nicht mehr zurück zur Erde.
Bei Raketen ist das etwas anderes - die haben eine viel geringere Anlaufgeschwindigkeit, dafür aber eine längere Beschleunigungsphase, so daß sie immer schneller bleiben, als die Schwerkraft, die mit wachsender Entfernung von der Erde immer schwächer wird - sie nimmt im Quadrat der Entfernung ab - sie zurückzwingen kann.
Herzliche Grüße,
Willy
Das Raumschiff muss gleichmäßig mit 1 g (Erdbeschleunigung) beschleunigen, also mit rund 10 m/s2. Durch die Massenträgheit entsteht in die entgegengesetzte Richtung eine real wirkende Scheinkraft, die wir als Schwerkraft wahrnehmen.
In einer rotierenden ringförmigen Raumstation ließe sich durch die Zentrifugalkraft die gleiche Wirkung erzielen.
Es würde sich allmählich der Lichtgeschwindigkeit annähern (diese aber nie ganz erreichen), dabei würde sich für die Raumfahrer die Zeit soweit dehnen (und der Raum schrumpfen, gemäß spez. Relativitätstheorie), dass sie innert weniger Jahre tausende von Lichtjahren zurücklegen könnten.
Eben, ich habe vor ein paar Jahren von diesem Gedankenspiel gelesen und dabei wurden diese 20 Jahre berechnet. Es wurde auch angegeben, nach welcher Zeit das Sonnensystem, die Milchstraße verlassen würde, die Zahlen habe ich aber nicht mehr parat.
Das kann halt trotzdem nicht stimmen... und da kommst Du auch selber drauf, wenn Du darüber nachdenkst.
Das beobachtbare Universum hat einen Radius von etwas über 40 Milliarden Lichtjahren.
Das Raumschiff fliegt aber immer mit einer Geschwindigkeit unter der Lichtgeschwindigkeit. Selbst mit Lichtgeschwindigkeit bräuchte es aber eben Milliarden Jahre, um die Entfernung zu erreichen, in der wir heute die Lichtgeschwindigkeit sehen.
Mit Lichtgeschwindigkeit kommst Du in 20 Jahren eben genau 20 Lichtjahre weit... ein massebehaftetes Objekt entsprechend etwas weniger, egal wie beschleúnigt.
Das hat Ralph oben doch beschrieben:
In dem sich der Lichtgeschwindigkeit annähernden Raumschiff vergeht die Zeit immer langsamer (aus Sicht des Universums).
Für die Reisenden verkürzt sich das Universum immer mehr.
Das hilft Dir aber nicht weiter: Jeder Außenstehende Beobachter wird Dir erklären, dass Dein Raumschiff nach 20 Jahren NICHT bei der Hintergrundstrahlung ist...
Es geht im die Sichtweise des Reisenden, nicht um einen außenstehenden Beobachter.
Die Geschwindigkeit spielt keine Rolle. Du musst nur dafür sorgen, dass die Beschleunigung 1G beträgt. Und da wiederum spielt die Masse des Raumschiffs eine Rolle.
Und dann klappt das Ganze ja nur die halbe Strecke, denn bremsen musst Du ja auch noch. Und für den Rückflug ist das gleiche Prozedere - und noch einmal der gleiche Treibstoffvorrat - nötig. Daran scheitert ja eine "echte" Raumfahrt.
Wir können heutzutage froh sein, einen (relativ leichten) Raumflugkörper auf die für die jeweilige Mission nötige Mindestgeschwindigkeit beschleunigen zu können.
- und so ein Raumschiff wird schon echt schnell. Nach 20 Jahren hätte es den Rand des derzeit bekannten Universums erreicht.