"Fehler" im Energieerhaltungssatz?

6 Antworten

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Hallo Fraser174,

nein, Swing-by-Manöver wiedersprechen dem Energieerhaltungssatz nicht.

Die Beschleunigung kommt letztlich aus dem Drehimpuls des Planeten, den die Sonde umrundet hat. Der Verlust ist für den Planeten derart minimal, dass man Millionen Sonden beschleunigen könnte, bevor man auch nur annähernd in messbare Bereiche käme... aber da kommt die Energie her.

Hier auf S. 30 ist das genauer erklärt:

https://www.isb.bayern.de/download/14792/astrophysik.pdf

Grüße

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Diplom in Physik, Schwerpunkt Geo-/Astrophysik, FAU
uteausmuenchen  09.06.2020, 19:46

widersprechen, nicht wiedersprechen.... Seufz, ich werde alt....

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rumar  09.06.2020, 19:51
@uteausmuenchen

Kein Problem !

Du darfst hier wieder und wieder sprechen, denn wir schätzen Deine Beiträge !

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uteausmuenchen  09.06.2020, 19:51
@rumar

Wenn Du wüsstest, was ich von Homöopathen, Astrologen und Kreationisten so alles höre, wenn ich wieder widerspreche... =D

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Die zusätzliche kinetische Energie der Sonde kommt dabei von der kinetischen Energie des Planeten.

D.h. der Planet wird durch das Sling-by ein wenig langsamer. Nun ist es aber so, dass die Masse des Planeten um ein Vielfaches größer ist (im Vergleich zur Sonde, die das Manöver ausführt). Die Energiedifferenz ist also bezogen auf die kinetische Energie des Planeten so gering, dass die Planetenbewegung dadurch nur vernachlässigbar gering beeinflusst wird.

Vorab ein Wiki-Auszug:

"Der englische Begriff Swing-by – auch Slingshot, Gravity-Assist (GA), Schwerkraftumlenkung oder Vorbeischwungmanöver genannt – bezeichnet eine Methode der Raumfahrt, bei der ein relativ leichter Raumflugkörper (etwa eine Raumsonde) dicht an einem sehr viel größeren Körper (etwa einem Planeten) vorbeifliegt."

Wo soll da eine "zusätzliche Energie" auftauchen, wenn potentielle Energie ("Gravitationsenergie") in kinetische Energie gewandelt wird? Wenn Du einen Ball fallen lässt, dann wird aufgrund von dessen Lage im Gravitationsfeld seine Lageenergie in kinetische Energie gewandelt. Wenn der Ball wieder hoch springt, kehrt sich der Vorgang um.

Stelle Dir vor, Du rollst mit einem Fahrrad antriebslos in ein Tal hinunter und mit dem Schwung auf der anderen Seite wieder einen Berg hoch. Bei Vernachlässigung der Reibung wird dabei Energie weder zugeführt noch abgezweigt. Das ist ein "Vorbeischwungmanöver". In der Talsohle warst Du vorübergehend näher am Erdmittelpunkt, wie ein vorbei schwingendes Raumschiff.

es geht etwas kinetische Energie vom Planeten auf die Sonde über. Das ist für den Planeten kein nennenswerter Verlust, für die Sonde aber ein großer Gewinn. Das Gravitationsfeld ist nur eine vorübergehende Kopplung.

Die Energie wird dem Planeten entnommen. Er ist nachher langsamer, aber das ist so minimal, dass es nicht messbar ist.

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Studium technische Physik, promoviert in Festkörperphysik