Wie kann eine Sonde ohne Antrieb ihre Flugbahn ändern?
Hallo:)
Wie kommt es dazu, dass eine Sonde ihren Kurs beim Vorbeiflug an der Venus ändert?
Ich habe soeben versucht diese Frage mithilfe des Swing By Manövers zu erklären, jedoch gefällt mir meine Antwort nicht.
Bitte um schnelle Hilfe!!:)
Danke im Vorraus:)
Meine Antwort war jetzt: Es wird das Swing By Manöver verwendet. Dieses basiert darauf die Gravitationskraft und Bewegung von Planeten zu nutzen um die Flugbahn einer Sonde zu ändern. Bei der Annäherung an die Venus wird die Sonde beschleunigt, da die Venus sehr viel Masse hat, hat sie auch ein starkes Graviationsfeld im gegensatz zur Sonde. Bei der Annäherung wird die Gravitationskraft zwischen Sonde und Venus größer. Wenn die Gravitationskraft größer wird, wird auch die Geschwindigkeit der Sonde erhöht. Sie wird schneller. Die Venus gibt einen Teil ihrer Geschwindigkeit und Vewegung an die Sonde weiter. Dies beeinflusst die Venus so gut wie garnicht, jedoch wird die Sonde dadurch um einiges beschleunigt. Die Venus „lenkt“ also die Sonde auf ihre Bahn, die Sonde ändert ihre Richtung und es kommt zum Kurswechsel.
2 Antworten
Ein Swing-by-Manöver zu planen, ist eine physikalisch und rechnerisch sehr anspruchsvolle Aufgabe. Im Modell kann man zuerst einmal schauen, wie sich eine kleine antriebslose Probemasse m (die Sonde) im Gravitationsfeld einer großen Masse M (z.B. der Venus) bewegt. Ohne die Präsenz von M würde m einfach in gerader Linie an M vorbeifliegen, in einem gewissen Abstand a .
Kommt nun aber die Masse M und damit die Gravitationswirkung ins Spiel, wird aus der (vorher geradlinigen) Bahn von m näherungsweise eine Hyperbelbahn. Je nach der (vorher festgelegten) Distanz a ist diese Hyperbel leichter oder stärker gekrümmt. Je nachdem, in welche Richtung und mit welchem Schwung die Sonde nachher weiter fliegen soll, muss also sehr exakt voraus berechnet werden, auf welcher Bahn sie sich der Venus annähern soll. Da sich natürlich auch die Venus ständig bewegt, sind dazu sehr aufwendige Berechnungen bzw. Simulationen erforderlich. Besonders für mehrstufige Swing-by-Exkursionen übersteigt diese Rechnerei natürlich alles, was man "von Hand" vorausberechnen könnte. Da vermutlich auch nicht alle geplanten Manöver exakt nach Berechnung klappen werden, muss es auf der gesamten Reise der Sonde Korrekturmöglichkeiten geben. Dafür müssen aber die recht geringen Antriebskräfte kleiner Korrekturdüsen ausreichen, im Verbund mit möglichst exakten Positions- und Richtungssensoren.
Das ist aber die richtige Antwort. Übrigens: Die Sonde hat einen Antrieb oder auch mehrere. Allerdings sind diese sehr leistungsarm und dienen nur zu Kurskorrekturen. Anderenfalls bliebe ja auch nur, das Ding mit einem definierten Winkel ins All zu schießen und zu warten was passiert.
lg, Anna