Warum bewegen sich Satelliten (fast) kreisförmig um die Erde?

...komplette Frage anzeigen

5 Antworten

@Hamsterlady: zu Ihrem "halt" gibts Erklärungen. Ich versuchs mal kindgerecht, wie vom Fragesteller @ahaa gewünscht: Im Weltall würden alle Gegenstände geradeaus fliegen, wenn sie nicht von irgendeiner Kraft abgelenkt werden. Also werden Satelliten, die im Kreis um die Erde fliegen sollen (das tun sie nämlich nur bei einer ganz bestimmten Abschußgeschwindigkeit), so schnell parallel zur Erdoberfläche abgeschossen, daß die Erdanziehung sie genau auf eine Kreisbahn zur Seite ablenkt. Wenn sie zu schnell geschossen werden, fliegen sie in einer langen Ellipsenbahn, und wenn sie zu langsam sind, fliegen sie in einer kurzen Bahn im Bogen auf die Erde zurück. - In die zur Erdoberfläche parallele Bahn fliegen die Raketen in einem Bogen, der so berechnet wird, daß die Richtung am Ende parallel zur Erdaoberfläche ist.

aaaha 17.06.2008, 15:55

Es ist zwar schon lange her, seit dem ich die Frage gestellt habe. Aber jetzt habe ich alles verstanden.

Die Abschussgeschwindigkeit + Anziehungskraft der Erde ergeben die kreisförmige Bewegung. Hinzu kommt die nichtvertikale Flugbahn des Satelliten auf dem Weg zu seinem Bestimmungsort.

0

Die Satelliten welche immer über dem Selben Punkt der Erde "stehen" sollen, befinden sich auf der "geostationären Bahn" Die Höhe der Umlaufbahn ist so berechnet das die Fliehkräfte und die Erdanziehungskraft die auf den Satelliten wirken sich gegenseitig aufheben. Bei einer nicht-kreisrunden Bahn würden sich Kräfte und Geschwindigkeit ständig ändern, und der Satellit könnte nicht auf dem vorgesehenen Punkt gehalten werden.

aaaha 09.02.2008, 12:53

Könntest du mir evtl. den Begriff Fliehkraft bitte genauer beschreiben? Woher kommt diese?

0
Franzjaeger39 09.02.2008, 14:12
@aaaha

Eine Begriffserklärung findest Du sicher im Internet.Fliehkräfte entstehen wenn ein Körper sich kreisförmig um einen Punkt bewegt und wirken in Richtung von diesem Punkt weg. Nimm eine Schnur, befestige an einem Ende ein kleines Gewicht und das andere Ende hälst du in der Hand. Beginne das Ganze zu schleudern damit das kleine Gewicht eine Kreisbahn beschreibt. Jetzt befindet sich das Gewicht auf einer Umlaufbahn um Deine Hand. Die Kraft mit der Du das geschleuderte Gewicht festhälst entspricht in dem Beispiel der Erdanziehungskraft. Und die Kraft mit der das Gewicht die Schnur straff hält weil es gern aus der Umlaufbahn "entfliehen" will das ist die Fliehkraft.

0

Kindgerecht wäre auch: Das ist wie beim Tauziehen, wenn beide gleichstark ziehen. Dann können sie sich zwar im Kreis drehen, aber keiner kann sich vom anderen entfernen.

das kommt doch ganz auf die Satelliten an.

Kommunikations (Fernseh) und Wettersatelliten möchten eigentlich immer genau über dem gleichen Punkt auf der Erde stehen. Da ist eine Kreisbahn enorm vorteilhaft.

Aufklärungs und Erderkundungssatelliten wollen die Erde möglichst immer in der gleichen Höhe überfliegen, auch da ist eine Kreisbahn ziemlich prima geeignet.

Es gibt wohl ein paar Forschungssatelliten, die ellyptisch laufen, dann aber aus sehr spezifischen Gründen.

pj

raubkatze 08.02.2008, 14:14

Was Satelliten alles so möchten und wollen...ggg ;-)

0
aaaha 08.02.2008, 14:17

Den Zweck dahinter verstehe ich (geostationär usw.), aber den Grund dahinter nicht.

Welche Kraft wirkt auf den Satelliten, damit dieser sich im Kreis um die Erde bewegt?

0
pjakobs 08.02.2008, 15:40
@aaaha

ah! na auf der einen Seite die Fliehkraft, oder genaugenommen ihre Masseträgheit, die sie auf eine gerade Bahn ziehen möchte, auf der anderen Seite die Erdanziehung, die sie zum Erdmittelpunkt hin ziehen möchte. Wenn beide in der Balance sind, dann ergibt sich halt die Kreisbahn.

pj

0
aaaha 08.02.2008, 20:05
@pjakobs

Erdanziehung ist klar. Der Satellit wird durch die Erde angezogen (und umgekehrt). Aber woher kommt die Fliehkraft bzw. die Massenträgheit (laut 1. Gesetz von Newton)?

0
pjakobs 09.02.2008, 01:20
@aaaha

der Satellit hat eine gewisse Bewegungsenergie. Solange keine weitere Beschleunigung auf ihn wirkt wird er sich auf einer geraden Bahn weiterbewegen. Nun befindet er sich aber im Schwerefeld der Erde und deshalb wirken 9,81g, und zwar in Richtung zum Erdmittelpunkt. Seine lineare Flugbahn würde ihn tangential aus dem Orbit herausführen, dies aber verhindert die Gravitation, denn sie zieht ihn rechtwinklig zur tangentialen Bahn zum Mittelpunkt hin. Da er seinen Impuls, tangential zu fliegen beibehält und seine Bahn gleichzeitig zum Mittelpunkt hin abgelenkt wird, ist seine Bahn gekrümmt. Wenn nun die Geschwindigkeit und die Flughöhe sauber aufeinander abgestimmt sind, dann ist diese gekrümmte Bahn ein perfekter Kreis. Fliegt er zu langsam, so stürzt er in einer Spiralbahn zur Erde, ist er zu schnell wird er sich auf einer Spiralbahn von ihr entfernen. Unter Umständen kann er sich auch in eine elliptische Bahn begeben. Generell stimmt man die Geschwindigkeit jedoch so ab, daß die Bahn eben kreisförmig wird.

pj

0
aaaha 09.02.2008, 12:52
@pjakobs

Vorab vielen Dank für deine ausführliche Beschreibung!

Mir ist der Begriff der "Bewegungsenergie", den du gleich am anfang erwähnst, nicht ganz klar.

Verstehe ich folgendes evtl. richtig? Wenn ein neuer Satellit in die Erdumlaufbahn gebracht werden soll, wird dieser zuerst in Position (bestimmte Höhe) gebracht und anschließend mit einer bestimmten Geschwindigkeit "losgeschossen" (Bewegungsenergie)?

Diese beiden Bewegungen bzw. Kräfte ergeben die kreisförmige Bewegung?

0
pjakobs 09.02.2008, 18:48
@aaaha

hmm.. ja und nein. Nein, der Satellit wird nicht auf Höhe gebracht und dann abgeschossen, sondern die Bahn der Trägerrakete geht normalerweise kontinuierlich in die Umlaufbahn des Satelliten über. Geostationäre Satelliten werden über sogenannte Transferorbits in ihre Umlaufbahn gebracht. Das sind stark elliptische Orbits, in deren einem Fokus die Erde ist und deren Erdferner Scheitel durch das gewünschte Orbit in 36000km Entfernung verläuft. Diese Bahn ist mit vergleichsweise geringem Energieaufwand erreichbar.

Bei einem dieser Transfairumläufe wird nun im Erdfernsten Punkt das Triebwerk für eine definierte Zeit gezündet, und zwar so, daß es den Satelliten auf eine kreisrunde Umlaufbahn in dieser Höhe bewegt. Damit ist dann das Orbit erreicht.

pj

0
pjakobs 09.02.2008, 19:43
@pjakobs

schau mal, da ist es nochmal beschrieben:

http://de.wikipedia.org/wiki/Hohmannbahn#Transfer_auf_geostation.C3.A4re_Bahn

pj

0

sie kreisen halt in ihrer umlaufbahn um die erde. die Erde dreht sich ja auch um die Sonne

aaaha 08.02.2008, 14:15

Und warum dreht sich die Erde um die Sonne? Warum nicht im quadrat?

Körper ziehen sich gegenseitig an. Also müsste quasi die Erde in die Sonne "fallen". Warum bewegt sie sich also kreisförmig um die Sonne?

0
weckmannu 10.02.2008, 15:44
@aaaha

Quadrat geht deshalb nicht, weil die Erde an der Ecke die Richtung plötzlich um 90 Grad ändern müßte. Wegen des riesigen Gewichts der Erde gehen alle Bewegungen allmählich vor sich. Die Kraft, die plötzliche Bewegungen verhindert, nennt man Trägheit der Masse.

0

Was möchtest Du wissen?