Gedankenspiel: Kann ein Raumschiff mit einem Planeten kollidieren?

...komplette Frage anzeigen

8 Antworten

 Zum gegenwärtigen Zeitpunkt hast Du schon 2 sehr gute Antworten (JTKirk2000 und NutzlosAlpha) erhalten.


Wesentlich dabei ist, dass das "Parken" auf der Umlaufbahn des Mars (im Sinne von Stillstand - keine Umlaufbewegung - auf dessen Bahn & Warten auf ihn) nur möglich ist, wenn Du Energie (Antrieb) aufwendest, da du andernfalls in Richtung Sonne gezogen wirst.

Ansonsten bliebe nur ein Umlauf auf der gleichen Bahn (vorher musst Du diesen allerdings erzielen), wobei Dein Raumschiff die gleiche mittlere Orbitalgeschwindigkeit (24,13 km/s) haben muss.

(Letztendlich ist das eine Konsequenz aus der von Galilei postulierten Erkenntnis, dass alle Körper gleich schnell fallen. Sprich: die Masse ist dabei egal)

Letzteres eröffnet 2 Möglichkeiten der Drehrichtung.

1) Gleiche wie der Mars: damit bliebe dein Abstand zu ihm konstant gleich.

2) Entgegengesetzte Drehrichtung. Hier würden sich die Geschwindigkeiten addieren: größerer Bumms!

Soweit, so gut. Nehmen wir aber an Dein Raumschiff hat geparkt ... oh je, auf einmal ist der Mars mit 24,13 km/s da. Aufprall auf diesen, sehr, sehr leichte Abbremsung durch die sehr dünne Atmosphäre.

Jetzt kommt es darauf an, wie viel Masse hat es, seine Konstruktion bzw. Beschaffenheit, der Auftreffwinkel und die Dichte des Bodens.

Jedenfalls wird durchaus Energie in der Größenordnung der Sprengkraft einer kleineren Atombombe frei, wenn das (bemannte? :-)) Raumschiff deutlich über 100 Tonnen Masse aufweist.










Antwort bewerten Vielen Dank für Deine Bewertung

Hey,

diese Frage ist leider nicht ganz eindeutig. Du schreibst zwar, dass die Einflüsse aller anderen Himmelskörper ausgeglichen werden, aber wie steht es mt dem Mars selbst?

Beachte: Das Schwerefeld des Mars ist ja nicht plötzlich  da, wenn der Planet dem Raumschiff nahe ist, sondern erstreckt sich prinzipiell unendlich weit, ist also vorhanden, egal wo er sich auf seiner Bahn befindet.

Folglich müsstest du auch sagen, ob und falls ja bis wo auch dieser gravitative Einfluss ausgeglichen wird. Entsprechend ändert sich nämlich auch das Ergebnis dieses Gedankenexperiments. Ausgehend davon dass wirklich alle gravitativen Einflüsse ausgeglichen werden, also auch die des Mars, wenn er noch nicht bei uns eingetroffen ist, würde das Raumschiff bei dieser Geschwindigkeit natürlich gnadenlos zerklatschen.

Wenn man davon ausgeht, dass der Mars schon so nahe ist, dass wir annähernd gradlinig auf ihn zufallen, würden wir auch nicht von der Gravitation eingefangen werden, sondern nur eine noch höhere relativgeschwindigkeit beim Aufschlagen besitzen.

Bewegt sich der Mars nicht gradlinig auf uns zu, ist ein Einfangen prinzipiell möglich, aber aufwändig. Angenommen Wir sind auf 12 Uhr, Mars auf 3 Uhr, und gleichen seinen gravitativen Einfluss nicht aus, so würden wir gradlinig auf ihn zufallen. Dabei ist aber zu beachten das

a) der Mars sich selbst ja weiterbewegt und

b) sich unserer Position verändert, wir also nicht auf der Marsbahn bleiben.

c) durch die veränderte Position müssen wir mehr Kraft aufwenden, um die Schwerebeschleunigung der anderen Himmelskörper auszugleichen, vor allem der Sonne.

Insgesamt würden wir mit diesem Konzept quer über das Ziffernblatt gezogen werden, von 12 nach 3 Uhr. Gleichzeitig bewegt sich Mars aber von 3 nach 12 um das Ziffernblatt herum (vereinfach ausgehend von einer Kreisbahn).

Folglich kommt es darauf an, was wir mit unseren Steuerdüsen machen. Es wäre aber sehr energieaufwendig, auf diese Weise in einen Orbit zu gelangen. Vor allem aber widerspricht es dem eigentlichen Gedankenexperiment, genau an Ort und Stelle auf der Marsbahn zu verharren und zu warten bis Mars eintrifft.

LG, NA

Antwort bewerten Vielen Dank für Deine Bewertung
Kommentar von Trashtom
21.03.2016, 15:33

Danke für die Antwort. Sorry, natürlich korrigieren wir die Einflüsse des Mars nicht, das wäre zu einfach ;)

Ok, würde sagen das war wirklich ein Denkfehler. Irgendwie ist es schwer vorstellbar, dass man von einem Planeten abgeschossen wird.. 

Wäre dann "sanft" einfangen die richtige Lösung? Sprich wir treiben ausserhalb (Luftlinie 12-3) seiner Umlaufbahn auf ihn zu, schießen leicht daran vorbei, eiern ein wenig um ihn rum, bis wir eine Umlaufbahn erreichen (unabhängig vom Energieverbrauch). 

1

Wenn wir auf der Umlaufbahn des Mars mit der Umlaufgeschwindigkeit des Mars um die Sonne kreisen, wird das Raumschiff nicht auf den Mars stürzen. Umläuft das Raumschiff jedoch nicht die Sonne mit der Umlaufgeschwindigkeit und auf der Umlaufbahn die Sonne, sondern ist langsamer, so stürzt es in Richtung Sonne. Wenn sich das Raumschiff auf der Umlaufbahn des Mars befindet und dessen Umlaufgeschwindigkeit schneller als die des Mars ist, so wird es sich weiter von der Sonne entfernen.

Eine Kollision mit einem Gesteinsplaneten kann unterschiedlich aussehen. Zunächst einmal kann das Raumschiff entweder von der Atmosphäre abprallen oder verglühen, oder, sofern es im entsprechend optimalen Winkel in die Atmosphäre eintritt, auf dessen Atmosphäre landen oder abstürzen. Bei einem Gasplaneten, gibt es die Option der Landung oder des Absturzes auf der Oberfläche nicht, weil es vermutlich keine Oberfläche gibt. In diesem Fall wird der Druck im Inneren des Gasplaneten das Raumschiff selbst dann zerstören, wenn es in einen für einen Eintritt optimalen Winkel in den Gasplaneten eintritt.

Antwort bewerten Vielen Dank für Deine Bewertung

Da ist schon ein "genereller Denkfehler"! Was soll hier heißen

genau in der Umlaufbahn des Planeten Mars. Jegliche gravitative Ablenkung der Position durch andere Himmelskörper wird ausgeglichen, sodass wir praktisch stehen.

Kein Körper kann auf der Umlaufbahn um die Sonne in dem Sinne "parken", dass er ohne entsprechende Kreisbahngeschwindigkeit auf einer Kreisbahn "auf der Stelle steht ohne gravitative Einwirkung" (zumindest nicht ohne ganz gewaltigen Raketenantrieb von der Sonne weg gerichtet). Die Gravitation der Sonne lässt sich doch nicht einfach abschalten! Deshalb wird der Körper ohne Kreisbahnbewegung um die Sonne und somit ohne Fliehkraft (von der Sonne weg) mit voller Wucht direkt in die Sonne fallen.

Wenn der Körper während seines freien Falls in die Sonne zufällig in die Nähe eines Planeten käme, dann gäbe es je nach Geschwindigkeiten und Bewegungsrichtungen genau drei Möglichkeiten: Der Körper wird auf seiner Bahn etwas umgelenkt, er umkreist ewig den Planeten, oder er kollidiert mit dem Planeten.

Antwort bewerten Vielen Dank für Deine Bewertung

Oder genereller Denkfehler?

Ja. Leider ;-)

"Praktisch stehen" ist nicht.

"Parken" in einer Umlaufbahn ist etwas anderes als "Parken" auf'm Parkplatz vorm Supermarkt. Auf der Erdoberfläche bedeutet das Stillstand auf der Erdoberfläche. Im Weltall bedeutet es, sich auf der Umlaufbahn mit der dazu gehörigen Umlaufgeschwindigkeit zu bewegen.

Der Begriff "Parken" wird hier nur deswegen verwendet, weil er bedeutet, daß das parkende Objekt wie auf der Erdoberfläche ohne Energieaufwand von alleine seine Position nicht verläßt. Und mit Position ist im All eben nicht ein fiktiver fixer Punkt im All gemeint, sondern eben diese Umlaufbahn mit der dazu gehörigen Geschwindigkeit.

Und wie die anderen schon beschrieben haben, geht dieses Parken nur auf zweierlei Weise: Entweder mit der gleichen Umlaufrichtung wie der Planet oder entgegen (retrograder Umlauf).

Im ersten Fall wird dein Planet dein Raumschif nie einholen, im letzteren Fall wird er spätestens nach der halben Umlaufzeit mit einer Geschwindigkeit gegen dein Raumschiff knallen, die der doppelten Umlaufgeschwindigkeit entspricht plus der Geschwindigkeit, die dein Schiff zusätzlich aufnimmt, weil es aus größer Höher faktisch auf den Mars herunterfällt.

Falls deine Frage aber darauf hinausläuft, daß du mit Parken meinst, daß dein Schiff mit eigenen Antrieb verhindert, daß es hinunter in die Sonne fällt, und auf einem fixen Punkt im All vor dem Planeten auf diesen wartet, dann lautet die Anwort:

Der sich nähernde Mars wird beginnen, das Schiff sanft anzuziehen UND es wird einige Stunden später auf die Marsoberfläche stürzen oder in der Marsatmosphäre verglühen.

Antwort bewerten Vielen Dank für Deine Bewertung
Kommentar von Trashtom
22.03.2016, 08:04

Ich versteh das nicht ganz mit der Umlaufbahn. Wenn wir zum Jupiter fliegen und irgendwo am Weg einfach alle Antriebe ausschalten, fängt das Schiff sofort an sich wie ein Planet um die Sonne zu drehen?

0

Man würde wie ein Stein auf den Planeten krachen, wäre wohl fatal.

Antwort bewerten Vielen Dank für Deine Bewertung

Dann wird das Raumschiff zerschellen!

Antwort bewerten Vielen Dank für Deine Bewertung

Das ist das gleiche als würde das Raumschiff in den Mars crashen.

Antwort bewerten Vielen Dank für Deine Bewertung

Was möchtest Du wissen?