Bahnkurven der Erde und anderer Planeten

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Bahnkurven der Erde und anderer Planeten

Beitragvon Adam Smith » So 3. Nov 2019, 23:51

H2O hat geschrieben:(03 Nov 2019, 23:45)

Schwer vorstellbar, dieses Gedankenexperiment. Also: Der Mond zieht um die Erde. Ein Seil ist fest mit der Erde und dem Mond verbunden. Eine äußere Kraft zieht den Mond von der Erde weg. Dann überträgt sich die äußere Kraft auf das Seil, das entweder von der Erde aufgespult wird, und der Mond kommt stetig näher zur Erde, oder das Seil reißt. In jedem Fall schlecht für den Mann im Mond!


Dann machen wir einfacher. Die Erde dreht sich nicht und das Seil wird durch ein Raumschiff gespannt das von der Erde wegfliegt. Das Raumschiff kann unterschiedlich stark beschleunigen.

[MOD]Aus dem Strang "Fahrstuhl ins Weltall hat sich eine für mich recht spannende Diskussion über die Stabilität von Bahnkurven im Sonnensystem entwickelt. Vielleicht weckt dieser neue Strang weitere Neugier zum Thema. H2O
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Re: Der Fahrstuhl ins Weltall

Beitragvon H2O » Mo 4. Nov 2019, 00:00

Adam Smith hat geschrieben:(03 Nov 2019, 23:51)

Dann machen wir einfacher. Die Erde dreht sich nicht und das Seil wird durch ein Raumschiff gespannt das von der Erde wegfliegt. Das Raumschiff kann unterschiedlich stark beschleunigen.


Dann zieht das Raumschiff die Erde aus dem Sonnensystem hinter sich her. Wie kriegen wir die Aufschrift "Frisch getraut!" auf den Globus?
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Re: Weltraum-"Fahrstuhl": Revolution für die Raumfahrt?

Beitragvon Papaloooo » Mo 4. Nov 2019, 06:34

Die Sache hat sich dann ohnehin bald erübrigt:

Das Raumschiff hat sich die Erde nur für ein kosmisches Billiard geholt und spielt es dann direkt in ein Schwarzes Loch.

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Re: Der Fahrstuhl ins Weltall

Beitragvon Adam Smith » Mo 4. Nov 2019, 06:50

H2O hat geschrieben:(04 Nov 2019, 00:00)

Dann zieht das Raumschiff die Erde aus dem Sonnensystem hinter sich her. Wie kriegen wir die Aufschrift "Frisch getraut!" auf den Globus?


Die Ortsveränderung von so einer grossen Masse bedarf einer sehr grossen Kraft. Ansonsten könnte man in der Tat mit einer Rakete die Umlaufbahn der Erde verändern.
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Re: Der Fahrstuhl ins Weltall

Beitragvon H2O » Mo 4. Nov 2019, 08:40

Adam Smith hat geschrieben:(04 Nov 2019, 06:50)

Die Ortsveränderung von so einer grossen Masse bedarf einer sehr grossen Kraft. Ansonsten könnte man in der Tat mit einer Rakete die Umlaufbahn der Erde verändern.


Für mich ein Wunder, daß die Erde seit Milliarden Jahren in einer Art Gleichgewicht der Kräfte um die Sonne kreist. Geostationäre Satelliten müssen gelegentlich wieder auf den richtigen Abstand gebracht werden, damit sie nicht entfliehen oder in die Erde stürzen. Diese Betrachtung gilt auch für den Mond. Wie wirkt die Stabilisierung der Bahn über so lange Zeit?
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Re: Der Fahrstuhl ins Weltall

Beitragvon Adam Smith » Mo 4. Nov 2019, 09:01

H2O hat geschrieben:(04 Nov 2019, 08:40)

Für mich ein Wunder, daß die Erde seit Milliarden Jahren in einer Art Gleichgewicht der Kräfte um die Sonne kreist. Geostationäre Satelliten müssen gelegentlich wieder auf den richtigen Abstand gebracht werden, damit sie nicht entfliehen oder in die Erde stürzen. Diese Betrachtung gilt auch für den Mond. Wie wirkt die Stabilisierung der Bahn über so lange Zeit?


Wegen der Atmosphäre.


Niedrigfliegende Satelliten verweilen nur kurz auf ihrer Umlaufbahn um die Erde. Die Reibung mit der Atmosphäre bremst sie ab und lässt sie auf die Erde stürzen. Bei einer Flughöhe von 200 km bleiben sie nur wenige Tage auf der Umlaufbahn. Niedrigfliegende Spionagesatelliten fliegen aus diesem Grund auf stark elliptischen Bahnen. Sie verglühen erst, wenn sich auch das Apogäum auf ca. 200 km verringert hat.


https://de.m.wikipedia.org/wiki/Satellitenorbit
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Re: Der Fahrstuhl ins Weltall

Beitragvon H2O » Mo 4. Nov 2019, 09:14

Adam Smith hat geschrieben:(04 Nov 2019, 09:01)

Wegen der Atmosphäre.



https://de.m.wikipedia.org/wiki/Satellitenorbit


Daran ist sicher vieles wahr. Auch im Abstand 42.300 km über dem Äquator dürften geostationäre Satelliten Partikelchen begegnen, die ihre Tangentialgeschwindigkeit abbremsen... und dann geht's erdwärts mit dem Satelliten, wenn man ihn nicht wieder auf diesen Abstand bringt.

Aber dieser Vorgang erregt nicht meine Verwunderung. Sondern eher die Frage, warum die Planeten sich Milliarden Jahre auf Bahnkurven um ihren Schwerpunkt bewegen, ohne in wenigen Jahrtausenden dort hinein zu stürzen. Mit meinen Grundkenntnissen der Mechanik bringe ich dieses Verhalten irgendwie nicht zusammen!
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Re: Der Fahrstuhl ins Weltall

Beitragvon Ein Terraner » Mo 4. Nov 2019, 09:18

Adam Smith hat geschrieben:(03 Nov 2019, 23:23)

Und wenn es jetzt auf der anderen Seite vom Mond ein Seil gibt, dass in die entgegengesetzte Richtung mit gleicher Kraft zieht? Mit welcher Kraft müsste dann auf dieses Seil eingewirkt werden?

Dann hat der Mond immer noch keinen geostationären Orbit.
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Re: Der Fahrstuhl ins Weltall

Beitragvon Adam Smith » Mo 4. Nov 2019, 09:37

H2O hat geschrieben:(04 Nov 2019, 09:14)

Daran ist sicher vieles wahr. Auch im Abstand 42.300 km über dem Äquator dürften geostationäre Satelliten Partikelchen begegnen, die ihre Tangentialgeschwindigkeit abbremsen... und dann geht's erdwärts mit dem Satelliten, wenn man ihn nicht wieder auf diesen Abstand bringt.

Aber dieser Vorgang erregt nicht meine Verwunderung. Sondern eher die Frage, warum die Planeten sich Milliarden Jahre auf Bahnkurven um ihren Schwerpunkt bewegen, ohne in wenigen Jahrtausenden dort hinein zu stürzen. Mit meinen Grundkenntnissen der Mechanik bringe ich dieses Verhalten irgendwie nicht zusammen!


Aus dem Grund.


Insbesondere ist die Gravitationsbeschleunigung unabhängig von den Massen der fallenden Objekte.


http://www.einstein-online.info/vertief ... ge=de.html

Das Higgsfeld dürfte schuld sein. Nach meiner Meinung. Der Link bezieht sich auf Einstein.
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Re: Der Fahrstuhl ins Weltall

Beitragvon Ein Terraner » Mo 4. Nov 2019, 09:44

H2O hat geschrieben:(04 Nov 2019, 09:14)

Daran ist sicher vieles wahr. Auch im Abstand 42.300 km über dem Äquator dürften geostationäre Satelliten Partikelchen begegnen, die ihre Tangentialgeschwindigkeit abbremsen... und dann geht's erdwärts mit dem Satelliten, wenn man ihn nicht wieder auf diesen Abstand bringt.

Aber dieser Vorgang erregt nicht meine Verwunderung. Sondern eher die Frage, warum die Planeten sich Milliarden Jahre auf Bahnkurven um ihren Schwerpunkt bewegen, ohne in wenigen Jahrtausenden dort hinein zu stürzen. Mit meinen Grundkenntnissen der Mechanik bringe ich dieses Verhalten irgendwie nicht zusammen!

Fliehkraft ? Und was meinst du mit Partikelchen begegnen die sie abbremsen? Weltraum Schrott?
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Re: Der Fahrstuhl ins Weltall

Beitragvon Adam Smith » Mo 4. Nov 2019, 10:04

Ein Terraner hat geschrieben:(04 Nov 2019, 09:44)

Fliehkraft ? Und was meinst du mit Partikelchen begegnen die sie abbremsen? Weltraum Schrott?


Hier.


Die ausgedienten Geräte wurden zu Schrott, der unkontrolliert um den Globus zog, über Jahre hinweg – ganz leicht gebremst an den Gasmolekülen der Hochatmosphäre – an Höhe verlor, bis er unkontrolliert abstürzte, wie es jetzt bei Rosat bevorsteht.


https://www-fr-de.cdn.ampproject.org/v/ ... 75898.html


Innerhalb der Thermosphäre sinkt die Dichte um weitere sieben Größenordnungen. In der oberen Thermosphäre liegen bereits niedrige Satellitenbahnen.


https://de.m.wikipedia.org/wiki/Thermosph%C3%A4re
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Re: Der Fahrstuhl ins Weltall

Beitragvon H2O » Mo 4. Nov 2019, 10:07

Ein Terraner hat geschrieben:(04 Nov 2019, 09:44)

Fliehkraft ? Und was meinst du mit Partikelchen begegnen die sie abbremsen? Weltraum Schrott?


Ich vermute ganz schlicht, daß in 42.300 km Höhe immer noch einige Moleküle der Erdatmosphäre an zu treffen sind. Die dürfen die Fluchtgeschwindigkeit nicht erreichen... dann sind sie verloren. Dann aber bremsen sie den Satelliten ab. Ähnlich dürften sich Zusammenstöße mit "Weltraumschrott" auswirken, allerdings wohl dramatischer, wenn die Teile eine schädliche Größe erreichen. Das ist noch alles ganz gut mit der klassischen Mechanik zu erklären. Aber die Stabilisierung der Planetenbahnen paßt nicht in dieses Modell. Oder haben Sie eine leicht zu fassende Erklärung dafür, weshalb die Planeten der Sonne Millionen Jahre unverdrossen ihre Bahn ziehen?
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Re: Der Fahrstuhl ins Weltall

Beitragvon Adam Smith » Mo 4. Nov 2019, 10:12

Hier noch ein Link.


Luftwiderstand
Niedrige Erdorbits (engl. low Earth orbit, LEO) führen noch durch die äußere Erdatmosphäre. Zum Beispiel bewegt sich die ISS auf ihrer ca. 350 km hohen Umlaufbahn in dem Bereich, in dem die Atmosphäre durch Kollision von geladenen Teilchen des Sonnenwinds mit Atomen in der Hochatmosphäre zum Leuchten angeregt wird; Stickstoff leuchtet zwischen 150 und 600 km Höhe in roter oder blauer Farbe, während das Grün des Sauerstoffs in 80 bis 200 km Höhe entsteht. Die Atmosphärenschicht von ca. 100 bis ca. 600 km Höhe heißt Thermosphäre, darüber liegt die Exosphäre, die sich in 1000-2000 km Höhe im Raum verliert.

Deswegen sind LEO-Satelliten einem permanenten, wenn auch geringen Luftwiderstand ausgesetzt,


http://scienceblogs.de/alpha-cephei/201 ... atelliten/
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Re: Der Fahrstuhl ins Weltall

Beitragvon Ein Terraner » Mo 4. Nov 2019, 10:21

H2O hat geschrieben:(04 Nov 2019, 10:07)

Ich vermute ganz schlicht, daß in 42.300 km Höhe immer noch einige Moleküle der Erdatmosphäre an zu treffen sind. Die dürfen die Fluchtgeschwindigkeit nicht erreichen... dann sind sie verloren. Dann aber bremsen sie den Satelliten ab. Ähnlich dürften sich Zusammenstöße mit "Weltraumschrott" auswirken, allerdings wohl dramatischer, wenn die Teile eine schädliche Größe erreichen. Das ist noch alles ganz gut mit der klassischen Mechanik zu erklären. Aber die Stabilisierung der Planetenbahnen paßt nicht in dieses Modell. Oder haben Sie eine leicht zu fassende Erklärung dafür, weshalb die Planeten der Sonne Millionen Jahre unverdrossen ihre Bahn ziehen?



Auf der geostationären Umlaufbahn gibt es ca. 10⁵ Teilchen pro cm³, damit bremst du keinen Satelliten so das sich das in irgend einer überschaubaren Zeit bemerkbar machen würde.
https://de.wikipedia.org/wiki/Vakuum

Aber ich verstehe nicht was du bei den Planetenbahnen nicht verstehst.
Zuletzt geändert von Ein Terraner am Mo 4. Nov 2019, 10:29, insgesamt 1-mal geändert.
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Re: Der Fahrstuhl ins Weltall

Beitragvon Adam Smith » Mo 4. Nov 2019, 10:24

Die ISS umkreist die Erde z.B. nur in einer Höhe von 400 km.

Sie kreist in rund 400 km[2] Höhe mit einer Bahnneigung von 51,6° in östlicher Richtung


https://de.m.wikipedia.org/wiki/Interna ... aumstation
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Re: Der Fahrstuhl ins Weltall

Beitragvon H2O » Mo 4. Nov 2019, 10:36



Die Ausgangsfrage nach der Stabilisierung der Planetenbahnen wird recht gut verständlich hier geklärt:

https://www.wissenschaft.de/allgemein/a ... nsystem-2/

Tatsächlich war meine Annahme ungestörter Bahnkurven allzu kindlich. Forschergruppen haben die Einflüsse der Planeten und der Sonne aufeinander modelliert. Da gibt es erstaunliche Unterschiede in der Sicherheit der Vorhersage. Bis 25 Millionen Jahre sind die Vorhersagen inzwischen (1997) gelungen. Ganz tolle Bocksprünge machen Venus und Merkur, die beiden die Sonne am nächsten umkreisenden Planeten. Da kommt es vor, daß Merkur eine stark elliptische Bahn einnimmt, die sich sogar mit der Bahn der Venus kreuzt (!). Es kann demzufolge sein, daß die beiden zusammenstoßen oder sich gegenseitig aus dem Sonnensystem katapultieren (das war eine Spekulation, nicht das Ergebnis der Simulation!).

Das Wunder der "ewigen" Bahn bleibt (für mich) weiter ein Wunder; aber zumindest in 1997 wurde bei den Simulationen der gute alte Einstein nicht bemüht.

Uns allen zum Trost: Die Erde beschreibt verhältnismäßig stur ihre Bahn. Selbst die Drehachse blieb bei 23,3 ° zur Umlaufebene in deinem Toleranzschlauch von 1,3°.
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Re: Der Fahrstuhl ins Weltall

Beitragvon H2O » Mo 4. Nov 2019, 10:44

Ein Terraner hat geschrieben:(04 Nov 2019, 10:21)

Auf der geostationären Umlaufbahn gibt es ca. 10⁵ Teilchen pro cm³, damit bremst du keinen Satelliten so das sich das in irgend einer überschaubaren Zeit bemerkbar machen würde.
https://de.wikipedia.org/wiki/Vakuum


Haben Sie dann eine greifbare Erklärung dafür, weshalb von Zeit zu Zeit geostationäre Satelliten wieder in die passende Höhe gesteuert werden müssen? In meiner Vorstellungswelt prallen Satellit und Teilchen gegeneinander. Der Satellit wird nur geringfügig abgebremst, das ist schon wahr. Die Teilchen werden aber durch einen elastischen Stoß auf sehr hohe Geschwindigkeit gebracht (Impulssatz). Wenn das oft genug geschieht, dann büßt der Satellit Fahrt ein und fällt herunter.

Aber ich verstehe nicht was du bei den Planetenbahnen nicht verstehst.

Ich bin inzwischen etwas klüger geworden (Forum sei Dank! :thumbup: ). Da gibt es sicher auch Überraschungen für Sie!
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Re: Der Fahrstuhl ins Weltall

Beitragvon Alster » Mo 4. Nov 2019, 10:50

H2O hat geschrieben:(04 Nov 2019, 10:07)

Ich vermute ganz schlicht, daß in 42.300 km Höhe immer noch einige Moleküle der Erdatmosphäre an zu treffen sind. Die dürfen die Fluchtgeschwindigkeit nicht erreichen... dann sind sie verloren. Dann aber bremsen sie den Satelliten ab. Ähnlich dürften sich Zusammenstöße mit "Weltraumschrott" auswirken, allerdings wohl dramatischer, wenn die Teile eine schädliche Größe erreichen. Das ist noch alles ganz gut mit der klassischen Mechanik zu erklären. Aber die Stabilisierung der Planetenbahnen paßt nicht in dieses Modell. Oder haben Sie eine leicht zu fassende Erklärung dafür, weshalb die Planeten der Sonne Millionen Jahre unverdrossen ihre Bahn ziehen?

Ich nehme mal an, dass erdnahe Gasmoleküle entweder von der Erdatmosphäre mitgenommen werden oder auf einer eigenen ballistischen Bahn kreisen. In der Höhe der geostationären Umlaufbahn kommt beides auf dasselbe hinaus. Dies dürfte die in dieser Höhe ohnehin minimale Bremswirkung weiter mindern.
dies ist keine Rechtsberatung sondern nur meine persönliche Meinung
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Re: Der Fahrstuhl ins Weltall

Beitragvon Alster » Mo 4. Nov 2019, 10:57

H2O hat geschrieben:(04 Nov 2019, 10:44)

Haben Sie dann eine greifbare Erklärung dafür, weshalb von Zeit zu Zeit geostationäre Satelliten wieder in die passende Höhe gesteuert werden müssen?

Es gibt noch weitere Störungen (Sonnenwind, Lichtdruck, inhomogenitäten im Erd Gravitationsfeld, Gravitation von Mond u.a. Himmelskörpern)
Ausserdem wird auch ein Satellit, der auf das hundertstel kmh genau positioniert wird, irgendwann man abdriften. Daher ist eine Positionsregelung unerläßlich.
dies ist keine Rechtsberatung sondern nur meine persönliche Meinung
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Re: Der Fahrstuhl ins Weltall

Beitragvon Ein Terraner » Mo 4. Nov 2019, 10:59

H2O hat geschrieben:(04 Nov 2019, 10:44)

Haben Sie dann eine greifbare Erklärung dafür, weshalb von Zeit zu Zeit geostationäre Satelliten wieder in die passende Höhe gesteuert werden müssen? In meiner Vorstellungswelt prallen Satellit und Teilchen gegeneinander. Der Satellit wird nur geringfügig abgebremst, das ist schon wahr. Die Teilchen werden aber durch einen elastischen Stoß auf sehr hohe Geschwindigkeit gebracht (Impulssatz). Wenn das oft genug geschieht, dann büßt der Satellit Fahrt ein und fällt herunter.


Ganz einfach, die Satelliten stehen nie zu 100% auf dem geostationären Fixpunkt. Du kannst ja mal durchrechnen was eine Abweichung von 0,5 km/h über 1 Jahr bedeutet.

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