Wie funktioniert ein Swing-by (Slingshot)?
Ich habe mich jetzt mehrere Stunden mit diesem Thema befasst, aber ich verstehe es leider nicht ganz. Wenn ich ein Raumschiff mit 100km/s in einer Perfekten Hyperbelbahn vorbeifliegen lasse, dann erfährt dieses beim Heranflug eine Beschleunigung von 30km/s (Erdgeschwindigkeit (Relativ zur Sonne)). Anschließend fliegt es in einer Kurve um die Erde (In Flug Richtung der Erde) und tritt wieder aus dem Gravitationsfeld des Planeten aus. Meine Frage: Die Formel für die Berechnung Lautet: v gesamt = v Rakete Anfang + 2 * v Erde = 160km/s. Wo bekommt die Rakete ihre 2. Beschleunigung und warum wird sie beim entkommen aus dem Gravitationsfeld nicht abgebremst bzw. wo ist das in Der Rechnung zu sehen. Falls mir irgendjemand Helfen kann währe ich ihm/ ihr sehr dankbar.
Vielen Dank im Voraus.
5 Antworten
Ergänzung zu DerSebbI
Raumfahrzeug und Planet ziehen sich mit der selben Kraft an. Das bedeutet, daß der Planet Geschwindigkeit verliert, wenn die Sonde beschleunigt wird und umgekehrt.
Es gibt verschiedene Begriffe Swingby, Flyby und Slingshot.
https://www.youtube.com/watch?v=omq9MmhzG-U
hier ist das doch gut beschrieben.
https://de.wikipedia.org/wiki/Swing-by?wprov=sfla1
du musst zwischen dem bezugsszstem des planeten (in dem der geschwindigeitszuwachs beim annàhern und das abbremsen beim wieder verlassen symmetrisch sind), und dem bezugssystem der sonne (welches hier relevant ist) unterscheiden.
Der Geschwindigkeitszuwachs kommt durch die Eigenbewegung des Planeten. Wäre er statisch könnte man mit einem Swing by Manöver lediglich die Richtung ändern.
Wenn man eine passend berechnete Bahn fliegt ist man länger im beschleunigenden Gravitationsfeld (da der Planet sich von dir weg bewegt wärend du auf ihn zufliegst) als im bremsenden (Planet und sonde entfernen sich schneller als sie aufeinander zu kamen)
Ja gut, das habe ich der Einfachheit halber jetzt weggelassen
Die Sonde wird abgebremst und rein aus der Gravitation des Planeten kann keine Energie gezogen werden.
Das was im wesentlichen passiert ist, dass die Sonde über die Gravitation an den Planeten "gebunden" wird. Sprich die Gravitation kannst du dir hier quasi wie ein elastisches Seil vorstellen.
Der Zusatzimpuls kommt vom Bahnimpuls des Planeten um die Sonne.
Wenn die Sonde sich von hinten annähert zieht die Gravitstion die Sonde zum Planeten, der Planet bewegt sich in dieser Zeit von der Sonde weg. Wenn sich die Sonde entfernt bewegt sich der Planet in die selbe Richtung. Dadurch ist das ganze eben nicht symmetrisch.
Die Beschleunigung bekommt das Raumfahrtzeug (z. B. Sonde, nicht „Rakete”) durch die Masse des Planeten. Je mehr es sich ihm nähert, desto stärker wirkt sein Gravitationsfeld auf die Sonde.
und warum wird sie beim entkommen aus dem Gravitationsfeld nicht abgebremst
Die Sonde WIRD abgebremst, aber nicht genug. Darum kann sie dem Gravitationsfeld wieder entkommen.
In der Rechnung sieht man nichts davon, weil es hier auch um die genaue Richtung und das Timing geht.
Das ist falsch. Beim Wegflug würde das Raumfahrzeug genauso viel Geschwindigkeit verlieren, wie beim Hinflug.
Aber wie kommt es dann zu den 60km/s zusätzliche Beschleunigung? Bzw. wie kann ich mir das besser Vorstellen?
Durch die Eigenbewegung des Planeten. Der Planet bewegt sich ja auch. Raumfahrzeug und Planet ziehen sich mit der selben Kraft an.
Erinnerst du dich an F = m * a ?
Je nachdem von welcher Richtung man kommt, kann der Planet Bewegungsenergie abgegeben oder aufnehmen. Schau das Video in meienr Antwort. Wie du siehst kommt Rosetta immer "von hinten", wird mitgezogen, gewinnt also Geschwindigkeit.
Nö, nicht falsch, nur vereinfacht. Ich wies ja auf die RICHTUNG hin. Ich hatte nur keinen Bock, einen langen Vortrag zu halten.
Aber meiner Meinung zu stark vereinfacht, weil die Gravitation hier nicht die eigentliche Quelle des Impulses ist.
Die Gravitation ist und bleibt ein konservatives Kraftfeld woraus du so keine Nettobeschleunigung ziehen würdest.
Die Gravitation sorgt lediglich für die Kopplung der Impuls kommt rein aus dem Bahndrehimpuls des Planeten.
Witzigerweise beruht auch der auf Gravitation. Im All gibts nun mal keinen Stillstand. Das sollte man schon wissen. Wer sich über Swing-by-Manöver bereits „informiert” hat, sollte das mitbekommen haben, statt sich an eine einzige Formel zu klammern und alles darin erkennen wollen, was es zu wissen gibt. Solchen Leuten halte ich keine Vorträge.
Nein der Impuls kommt nicht aus der Gravitation der ist unabhängig. Das Manöver würde auch ohne dritten Körper funktionieren.
Der Impuls kommt aus der Bewegung des Planeten und die Gravitation ist lediglich die Kopplung.
Ich glaube, du verstehst es schlechter als der FS. Der Planet umkreist einen Stern. Das erfordert Gravitation nebst Impulserhaltung, die noch aus der Rotation der ursprünglichen Staub- und Gasansammlung stammt, aus der sich das Sternsystem entwickelte, Ich meine natürlich NICHT die Planetengravitation.
Ich meine natürlich NICHT die Planetengravitation.
Dann sind wir ja der selben Meinung. Denn aus der alleine könnte man keine Dauerhafte Beschleunigung bekommen.
Exakt, bis auf Eines: Es funktioniert auch umgekehrt. Man kann mit einem Swingby auch Geschwindigkeit verlieren.