Frage von ffrancky, 87

Warum befindet sich Philae in einem Orbit um Tschuri?

Ich habe mir kurz interessehalber die Daten zur Philaesonde angeschaut und bin auf etwas gestoßen, das ich nicht verstehe. Ich bin der Meinung dass der gravitative Einfluss der Sonne auf die Sonde höher ist als der des Kometen (ca. 10x bei einem Abstand des Kometen zur Sonne von 5.18E+11m). Wie kann sich die Sonde trotz einer so hohen Anziehungskraft seitens der Sonne in einer stabilen Umlaufbahn um den Kometen befinden?

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von Reggid, 47

der punkt ist, dass die sonne den kometen und die sonde in exakt gleicher weise anzieht. daher befinden sich beide in einer umlaufbahn um die sonne. relativ zu einander aendert das aber nichts, da sie von der sonne wie gesagt beide gleich angezogen werden.

und die relativbewegung von komet und sonde ist dann eben der umlauf der sonde um den kometen, durch dessen gravitation.

ist exakt dasselbe fuer erde - mond, erde - raumstation,...

PS: nur wenn man der sonne wirklich wirklich nahe kommen wuerde, dann wuerden irgendwann gezeitenkreafte auftreten, weil dann relevant waere dass die sonde und der komet ja immer einen bisschen unterschiedlichen abstand zur sonne haben. aber bei der distanz des kometen zur sonne spielt das ueberhaupt keine rolle. da muesste man schon sehr sehr nah dran sein (vor allem weil die sonde ja auch sehr nah am kometen ist)

Expertenantwort
von Franz1957, Community-Experte für Physik, 28

Rosetta befindet sich in einem Orbit um den Kometen. Philae ist das Landegerät, das sich von Rosetta abgetrennt hat und dann nach der Landung für eine Weile verschollen war.

https://de.wikipedia.org/wiki/Rosetta\_%28Sonde%29

Du liegst richtig mit Deiner Meinung, daß der gravitative Einfluss der Sonne auf die Sonde höher ist als der des Kometen. (Siehe meinen Kommentar zur Antwort von kami1a.)

Deine Frage hat Reggid richtig beantwortet.

Kommentar von kami1a ,

Schau bitte mal in den Kommentar zu Deinem Kommentar auf meine Antwort.

Kommentar von Franz1957 ,

Ja, ein guter Kommentar. Hatte zwischendurch viel zu tun und habe erst soeben noch darauf geantwortet. Merkwürdig, daß man sich in einer fünf Tage alten Diskussion hier schon fast wie in einer verlassenen Geisterstadt vorkommt... :) Danke und Grüße!

Antwort
von kami1a, 43

Hallo! Der Komet ist sehr nah - die Sonne weit entfernt. Physik : Die Anziehungskraft ist dem Quadrat der Entfernung umgekehrt proportional.

Jede Masse übt eine Anziehungskraft auf jede andere Masse aus nur ist eben die Entfernung ein wichtiger Faktor.

Ein Beispiel - habe ich hier von einem Astronomen im Forum gelernt. Auch der Mond übt eine Anziehungskraft auf Dich aus. Aber physikalisch ist diese durch einen dicken Menschen der neben Dir steht höher. 

Ich wünsche Dir ein gutes und schönes Wochenende.

Kommentar von ffrancky ,

Danke für deine Antwort. Du hast natürlich recht und diese Überlegung war auch Anlass für mich die entsprechenden Kräfte einmal für mich und überschlagsmäßig zu berechnen. 

Tatsächlich ist die Anziehungskraft der Sonne auf die Sonde aber trotz der sehr großen Abstände noch enorm und viel großer als die Anziehungskraft des Kometen.

Wie aber bereits in den Kommentaren erklärt, wird nicht nur die Sonde, sondern gleichermaßen auch der Komet von der Sonne angezogen, sodass sie sich relativ zueinander kaum bewegen.

Die Moral von der Geschichte: Man sollte immer ein geeignetes Bezugssystem für solche Überlegungen verwenden

Kommentar von kami1a ,

So ist es und übrigens haben wir das Glück dass wohl kein relativ kleiner Bereich im Forum so stark besetzt ist wie Astrophysik. Wir haben hier min 3 User im Forum die ein entsprechendes Studium haben. mit teils unglaublich langen und Guten Antworten

Kommentar von rumar ,

Ein Beispiel - habe ich hier von einem Astronomen im Forum gelernt. Auch der Mond übt eine Anziehungskraft auf Dich aus. Aber physikalisch ist diese durch einen dicken Menschen der neben Dir steht höher. 

Moment mal:

Nachrechnen zeigt, dass der "dicke Mensch" (z.B. in 1 Meter Entfernung) doch eine seeeehr große Masse haben müsste, nämlich etwa die eines voll geladenen Jumbo-Jets !

Kommentar von kami1a ,

widerspricht meinem Text nicht.

Kommentar von Franz1957 ,

Einspruch! Das Newtonsche Gravitationsgesetz zu kennen ist gut. Irreführend ist es aber, so damit zu argumentieren, ohne die konkreten Werte einzusetzen und nachzurechnen, wessen Anziehungskraft nun die stärkere *ist*.

Nimm die Masse der Sonne und die des Kometen und als Entfernungswerte z.B. die der Periapsis (des brennpunktnächsten Scheitels) der jeweiligen Bahnellipse, dann findest Du leicht heraus, daß die Sonne die Sonde an die 5000 mal stärker anzieht als der Komet!

Dem Schmu mit dem dicken Mann und dem Mond sitzt man auch nur auf, wenn man (a) nicht nachrechnet und (b) nicht daran denkt, daß der Mond unsere Ozeane steigen und fallen läßt, während dicke Männer am Strand dies nicht zu bewirken pflegen. Die Anziehungskraft des Mondes auf Dich ist etwa 1000 mal größer als die eines dicken Mannes auf Armlänge.

Ich wünsche Euch auch ein gutes und schönes Wochenende!

Kommentar von uteausmuenchen ,

Hallo Franz1957,

das mit dem "Schmuh" mit dem dicken Mann ist viel weniger "Schmuh" als Du meinst. Nur müsste es ganz genau nicht "Anziehungskraft", sondern "Gezeitenkraft" heißen:

Der Mond übt auf Dich nur einen Bruchteil der Gezeitenkraft auf Dich aus, wie ein Mensch, der direkt neben Dir steht. Eine Mutter, die ihr Kind auf dem Arm trägt, übt rund die 80 000 fache Gezeitenkraft auf das Kind aus als der 384 000 km entfernte Mond.

Z.B. hier einmal nachlesen, wie minimal die Gezeitenkraft des Mondes auf uns wirklich ist: http://www.bernd-leitenberger.de/mond.shtml

(Und ja, ich habe das selber mal für eine Veröffentlichung nachgerechnet. Der Bernd Leitenberger hat da einmal einen Tippfehler drin, das Ergebnis stimmt dann aber wieder.)

Der Punkt ist, dass die Gezeitenkraft nicht nur quadratisch mit dem Abstand sinkt, sondern sogar mit der dritten Potenz - denn es handelt sich ja sogar um die Änderung der Schwerkraft auf die Länge eines Körpers.

Dass das bei der Erde deutliche Gezeiten bewirkt, liegt daran, dass zwischen dem mondnächsten und mondfernsten Punkt  eben 12000 km Erddurchmesser liegen - entsprechend macht der Schwerkraftunterschied da rund 7% der Gravitationskraft des Mondes aus. Selbst das reicht aber übrigens nicht zum "Anheben" des Wassers. Das Wasser wird horizontal nachgezogen, was weniger Kraft bedarf.

Kommentar von Franz1957 ,

Hallo uteausmuenchen,

vielen Dank für diesen Kommentar, der mir interessanten Stoff zum Nachdenken gegeben hat! Ich sehe, daß mein Argument mit Ebbe und Flut ebenso falsch ist wie das Argument, die Sonde umkreise den Kometen, weil der sie stärker anziehe als die Sonne. Und daß mein Irrtum hierin der gleichen Ursache entsprungen ist: der begrifflichen Vermischung von Anziehungskraft und Gezeitenkraft.
Ich bin aber erst recht im Umklaren darüber, was das Beispiel mit dem dicken Mann eigentlich klären hilft. Und ich wüßte gern, ob die Materialspannungen, die der Mann in den nahegelegenen Objekten rechnerisch hervorruft, physikalisch realer sind als der Wirkstoff in einem homöopathischen Arzneifläschchen. Danke nochmal und Grüße!

Kommentar von kami1a ,

.....als der Wirkstoff in einem homöopathischen Arzneifläschchen.

Das ist kein Kunststück. Beispiel Schüssler-Salz : Jedes normale Kranwasser hat eine erheblich höhere Konzentrationen an Phosphat, Kalium, Calcium usw. als die potenzierten Schüßler Salze in ihrem verdünnten Zustand.

Aber ich bin Gewichtheber - kein Physiker.

Antwort
von Mojoi, 50

Endlich mal eine gute Frage hier!!!

Der Komet befindet sich ja im gleichen gravitativen Bezugssystem wie die Sonde, beide umkreisen die Sonne in einer mehr oder minder stabilen Umlaufbahn. In dieser stabilen Umlaufbahn wirken die gravitativen Kräfte der Satelliten untereinander nahezu (!) wie in einem neutralen Umfeld aus - zumindest ab einer gewissen Nähe.

Kommentar von ffrancky ,

Danke, das stimmt natürlich. Trotzdem stelle ich mir das ganze als recht filigrane Unternehmung vor :)

Antwort
von robs1909, 54

Meines Erachtens liegt das an der Steuerungs- und Antriebstechnik der Sonde die den äußeren Kräften entgegen wirkt

Antwort
von nowka20, 7

philae ist längst geschrottet, da es nur das landegerät war.

du meist warscheinlich rosetta!

Antwort
von SturerEsel, 31

Sorry, nein. :)

Natürlich beeinflusst die Anziehungskraft der Sonne auch die Sonde, aber der Komet ist um ein vielfaches schwerer. Also wird die Sonde von Tschurjumow-Gerassimenko angezogen, der wiederum von der Sonne.

Antwort
von gilgamesch4711, 27

  Der Mond umkreist ja auch nicht die Erde, sondern die Sonne als Planet. Die Erde ist nur eine vernachlässigbare Störung, die einen Einfluss auf die Krümmung der Mondbahn ausübt.

Kommentar von SlowPhil ,

Störung ja, vernachlässigbar nein. Es ist zwar sinnvoll, eher von einem Doppelplaneten als von einem Planeten und seinem »Satelliten« zu sprechen, aber vernachlässigt werden kann die Erde gewiss nicht.

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