Raumfahrt von Erde zum Mond
Guten Tag. Ich wäre Ihnen sehr verbunden wenn Sie mir folgende Frage beantworten könnten.
Meine Frage bezieht sich auf die Raumfahrt, konkret auf den Flug zum Mond. Um diese zu formulieren, möchte ich ersmal den Hintergrund meiner Frage näher beschreiben. Unsere Erde mit ihren Trabanten (Mond) bewegt sich im Weltall oder dreht sich um die Sonne mit einer bestimmten Geschwindigkeit, soweit ich informiert bin mit 100.000 km/h. Die Astronauten erreichen mit ihrer Rakete eine Geschwindigkeit von maximal 30.000 km/h. Jetzt zu meiner Frage: Wenn die Rakete zum Mond startet und hierbei die Erde verlässt, dann müsste sie doch dem Mond hinterfahren bzw. fliegen (z.B. wie ein Absprung vom fahrenden Zug). Bei der Geschwindigkeit der Rakete von max. 30.000 km/h müssten Erde und Mond sich doch kontinuierlich von der Rakete entfernen und dürften doch gar nicht mehr erreichbar für die Astronauten sein. Wäre der Mond ein stehendes Ziel, dann würde sich diese Frage von selbst beantworten.
Wo liegt nun aber der Knackpunkt in meiner Überlegung, bzw. liegt hier ein Denkfehler zugrunde?
Vielen Dank im Voraus.
8 Antworten
Die Rakete hat eine Geschwindigkeit von 30.000 km/h im Bezug zur Erde. Wenn die Rakete mit 30.000 km/h geradewegs von der Erde wegfliegt, dann wird der Abstand von der Erde zur Rakete jede Stunde um 30.000 km größer.
Man kann das zur Not mit dem Zug erklären.
Sie nehmen den Schwung der Erde mit.
die Rakete erreicht eine maximale Geschwindigkeit von 30.000 km/h relativ zur Erde, von der sie auch gestartet ist. Die Bewegung um die Sonne geht da überhaupt nicht ein, da auf die Rakete ja die selbe Gravitationsbeschleunigung der Sonne wirkt wie auf den Mond und die Erde. D.h ganz ohne Einschalten der Triebwerke, wenn die Rakete relativ zur Erde stillsteht, (jetzt mal ausser Acht gelassen dass sie dann auf die Erde stürzen würde) würde sich die Rakete trotzdem mit 100.000 km/h um die Sonne bewegen. Es gibt im Weltraum ja nichts was sie in dieser Bewegung bremsen sollte, wenn sie die Erde einmal verlassen hat.
Nach der Überlegung, wie Sie sie geschildert haben, dürften Sie in einem Zug, der mit 100 km/h fährt, den Speisewagen in Fahrtrichtung nicht erreichen können, wenn sie selbst nur 30 km/h laufen können :-). Tun Sie aber weil Sie das ganze nur im Bezugssystem Zug betrachten, in dem Sie sich befinden, und in dem der Speisewagen ruht.
Genau so betrachten Sie die Rakete im Ruhesystem der Erde, da die Bewegung um die Sonne eben keinen Einfluss hat (sonst müssen Sie noch die Bewegung des Sonnensystems um das Zentrum der Milchstraße berücksichtigen, usw....)
Die Bahngeschwindigkeit der Erde um die Sonne ist hier völlig irrelevant, weil die genauso außerhalb des betrachteten Systems liegt wie beim Absprung von einem fahrenden Zug auf der Erde. Die Erde ist also unser Bezugspunkt, nicht die Sonne oder die Milchstrasse.
Die mittllere Geschwindigkeit der Mondbahn liegt bei 1 km/s, somit bei 3600 km/h. Wenn nun die Rakete (im Idealfalle) am Äquator in östlicher Richtung startet, bringt sie dank der Erdrotation schon eine Startgeschwindigkeit von 40000 km/Tag, also 1666 km/h mit. Die Differenzgeschwindigkeit (Mondbahngeschwindigkeit minus "Äquatorbahn-Geschwindigkeit") liegt damit bei rund 2000 km/h. Bei einer angenommenen Raketengeschwindigkeit von 30 000 km/h (Wo hast Du nur diese abenteuerliche Zahl her?) wäre das offensichtlich ziemlich belanglos. Aber ganz so eilig werden es die Astronaten vermutlich nicht haben.
Da selbst der tonnenschwere Mond von der Erde angezogen wird, dürfte es für die Erde kein Problem sein, eine vergleichsweise federleichte Rakete mit Hilfe von Gravitation anzuziehen. Da dann noch der Antrieb der Rakete hinzukommt, müsste es eigentlich kein Problem für die Astronauten sein, wieder sicher auf die Erde zu gelangen.