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  5. › Raumfahrt: Falscher Orbit nach…

Orbit?!

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  1. Orbit?!

    Autor: sanko 26.01.18 - 16:08

    Orbit wird immer so hingestellt als wäre das so eine Art Einrastung, wodurch Satelliten in gleich bleibendem Abstand zur Erde rumkreisen. Ist dafür nicht auch die richtige Geschwindigkeit notwendig? ... Ich wundere mich eh immer, dass die das so gut hinbekommen den Satellit auf die passende Geschwindigkeit von zig tausend KM/h zu schubsen. Zumal die Satelliten gar keine Steruerdüsen haben um da was auszuregulieren.

  2. Re: Orbit?!

    Autor: Arsenal 26.01.18 - 16:16

    Eh? Die haben doch Düsen und der Treibstoffvorrat ist einer der begrenzenden Faktoren für die Einsatzdauer eines geostationären Satelliten. Deswegen versuchen sie auf die Ionentriebwerke umzuschwenken weil diese eine längere Einsatzdauer erlauben mit dem Nachteil länger bis zum Einsatz zu brauchen weil die Schubkraft geringer ist.

    Oder hab ich da ein komplettes Missverständnis von geostationären Satelliten?

  3. Re: Orbit?!

    Autor: countzero 26.01.18 - 16:31

    Tipp: Kerbal Space Program spielen. Ich habe schon genug Dokumentation und Artikel über Raumfahrt gelesen. Wie die Bewegung im Orbit bzw. im Weltraum generell funktioniert, habe ich erst verstanden, nachdem ich das Spiel gespielt habe.

    Die meisten Satelliten haben aber tatsächlich Steuertriebwerke mit an Bord. Aus Gewichtsgründen nimmt man nur nicht allzuviel Treibstoff mit. Daher kann ein Satellit normalerweise seinen Orbit nicht selbständig erreichen, wenn bei der Rakete etwas grob schiefläuft.

    Die Triebwerke braucht ein Satellit, weil viele Orbits nicht wirklich stabil sind. Ist man relativ niedrig, wird man mit der Zeit durch das bisschen Restatmosphäre gebremst und der Orbit sinkt immer weiter ab, bis man zum Schluss zur Erde zurück fällt. In einem hohen Orbit, wie im Artikel genannt z.B. bei einem geostationären, ändert der Einfluss des Mondes die Bahn.

  4. Re: Orbit?!

    Autor: Frank Wunderlich-Pfeiffer 26.01.18 - 16:37

    "Orbit wird immer so hingestellt als wäre das so eine Art Einrastung, wodurch Satelliten in gleich bleibendem Abstand zur Erde rumkreisen."

    Also,

    wenn die Erde eine homogene Kugel ist. Und keine Restatmosphäre hat. Und kein Mond da ist. Und keine Sonne. Und keine anderen Planeten und auch sonst nix da draußen ist. Und wenn Newton recht hatte und der olle Einstein mal kurz die Klappe hält, dann ist so ein Orbit wie festgenagelt. Also in der Realität überhaupt nicht.

    "Ist dafür nicht auch die richtige Geschwindigkeit notwendig?"

    Ist sie. Die Rakete muss an einen Punkt des Orbits kommen und dort genau die richtige Geschwindigkeit in genau die richtige Richtung haben. Das ist nicht trivial. Tatsächlich werden die Orbits immer nur mit so grob +- 1% Genauigkeit erreicht. Den Rest muss der Satellit selbst ausgleichen, wenn der Orbit denn sehr genau sein muss.

    Dafür haben die meisten Satelliten aber auch tatsächlich eigene Triebwerke an Bord. Deswegen sind die beiden Satelliten hier auch nicht verloren, obwohl im falschen Orbit, sondern müssen aus eigener Kraft in den richtigen Orbit kommen. Das verbraucht aber Treibstoff, der dann nicht mehr übrig ist, um die ganzen störenden Einflüsse später auszugleichen. Das verkürzt dann die Betriebsdauer und kostet dem Betreiber ein paar zig Millionen Dollar pro Jahr.

    Frank Wunderlich-Pfeiffer (Twitter: @FrankWunderli13) - als freier Journalist bei Golem.de unterwegs - Countdown Podcast zur Raumfahrt @countdown_pod oder https://countdown.podigee.io/

  5. Re: Orbit?!

    Autor: mgra 26.01.18 - 16:41

    Die Oberstufe beschleunigt den Satelliten üblicherweise nur in einen elliptischen Orbit bei dem der höchste Punkt (Apoapsis) der endgültigwn Flughöhe entspricht und trennt sich dann. Bei dem Manöver wird der Satellit nur in Flugrichtung beschleunigt, entgegen der allgemeinen Annahmen wird nicht senkrecht zur Erdoberfläche beschleunigt sondern nur lateral. Wenn der Satellit dann am höchsten Punkt angekommen ist beschleunigt er selbst nochmals in Flugrichtung um die gegenüberliegende Seite (der tiefste Punkt des Orbits) anzuheben und den Orbit kreisförmig zu machen. Dazu ist nur eine vergleichsweise kleine Energiemenge nötig, die können die Triebwerke des Satelliten alleine stemmen.



    1 mal bearbeitet, zuletzt am 26.01.18 16:42 durch mgra.

  6. Re: Orbit?!

    Autor: sanko 26.01.18 - 17:04

    Ok, wieder was gelernt. Danke :-)

  7. Re: Orbit?!

    Autor: emdotjay 26.01.18 - 20:03

    btw: 23,5Grad Neigung auszukorrigieren wird ordentlich Treibstoff kosten....
    einerseits muss man den Schub in die richtige Richtung wirken lassen andererseits darf man die Geschwindigkeit nicht erhöhen sonst erhöht man gleichzeitig auch die Orbit-höhe...

    Naja, ich hoffe die ESA lernt aus den Fehlern und das Management führt einen zusätzlichen Prozess ein zur Qualitätssicherung....

  8. Re: Orbit?!

    Autor: FreierLukas 27.01.18 - 00:59

    Bei sonem stark elliptischen Orbit ist das kein Problem. Je langsamer die Flugbahn des Satelliten desto mehr Wirkung hat eine Zündung des Triebwerks. Wäre der Satellit in nem niedrigen Erdorbit wär so ein Maneuver zB. unmöglich. Die GEO Satellitem müssen ohnehin über Wochen hinweg zahlreiche Kurskorrekturen vornehme bis der stark elliptische Orbit kreisförmig ist. Natürlich muss man jetzt erstmal die Inklination ändern und das kostet vor allem Zeit. Die Zeit die da draufkommt fehlt hinterher an Einnahmen was vermutlich der schlimmste Faktor ist.

  9. Re: Orbit?!

    Autor: sio1Thoo 27.01.18 - 02:33

    countzero schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Tipp: Kerbal Space Program spielen. Ich habe schon genug Dokumentation und
    > Artikel über Raumfahrt gelesen. Wie die Bewegung im Orbit bzw. im Weltraum
    > generell funktioniert, habe ich erst verstanden, nachdem ich das Spiel
    > gespielt habe.

    Auch empfehlenswert dafuer: Orbiter Space Flight Simulator http://orbit.medphys.ucl.ac.uk

  10. Re: Orbit?!

    Autor: teenriot* 27.01.18 - 02:38

    Wie findet eigentlich die permanente Korrektur statt, wenn ein Satellit denn mal in einer Umlauf ist? Wird da manuell immer mal wieder nachgesteuert oder gibt es da einen Automatismus sich an GPS oder sonstwas auszurichten?

  11. Re: Orbit?!

    Autor: lestard 27.01.18 - 21:02

    countzero schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > In einem hohen Orbit, wie im Artikel
    > genannt z.B. bei einem geostationären, ändert der Einfluss des Mondes die
    > Bahn.

    Kannst du diesen Mechanismus mal erklären oder eine Quelle zum "Selber-Einlesen" nennen?

  12. Re: Orbit?!

    Autor: Frank Wunderlich-Pfeiffer 27.01.18 - 21:19

    Wikipedia:
    https://en.wikipedia.org/wiki/Orbital_station-keeping

    Etwas detaillierter, ein nasa Artikel:
    https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20060012315.pdf

    Frank Wunderlich-Pfeiffer (Twitter: @FrankWunderli13) - als freier Journalist bei Golem.de unterwegs - Countdown Podcast zur Raumfahrt @countdown_pod oder https://countdown.podigee.io/

  13. Re: Orbit?!

    Autor: plutoniumsulfat 28.01.18 - 12:00

    teenriot* schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Wie findet eigentlich die permanente Korrektur statt, wenn ein Satellit
    > denn mal in einer Umlauf ist? Wird da manuell immer mal wieder
    > nachgesteuert oder gibt es da einen Automatismus sich an GPS oder sonstwas
    > auszurichten?

    Wie soll sich ein Satellit außerhalb des GPS-Raumes an GPS ausrichten? :P

  14. Re: Orbit?!

    Autor: teenriot* 28.01.18 - 14:11

    So lang man nicht hinterm Mond ist hat man ja wohl immer mindestens 3 GPS-Satelliten in "Sichtkontakt" und kann triangulieren.

  15. Re: Orbit?!

    Autor: lestard 28.01.18 - 19:27

    Aber GPS-Sateliten senden ihr Signal doch nicht in Richtung Weltraum sondern nur Richtung Erde. Und "hinterm Mond" von der Erde aus gesehen kann ein GEO-Satelit auch nicht kommen. Der Mond ist noch etwa 10 Mal weiter entfernt von der Erde.

  16. Re: Orbit?!

    Autor: teenriot* 28.01.18 - 19:52

    Kopf -> Tisch
    Klar senden die Satelliten nicht in jede Richtung.
    Hätte ich auch selbst drauf kommen können :)

  17. Re: Orbit?!

    Autor: Baron Münchhausen. 29.01.18 - 02:15

    So richtig endet die Atmosphere bei ca. 500km Höhe. Und ISS zum beispiel fliegt in einer Höhe von ca. 300km und wird neben mond, sonne & co. noch relativ merklich von den Teilchen "gestört*. Deshalb müssen sie regelmäßige Korrekturen vornehmen, neben dem Ausweichen von Sxhrot.

  18. Re: Orbit?!

    Autor: Icestorm 29.01.18 - 06:46

    Allerdings ist es auch so, dass ein in einer Umlaufbahn zu schnell oder zu langsam ausgesetzter Satellit (oder mit einer bestimmten Bahngeschwindigkeit zu hoch oder tief abesetzt, je nach Betrachtungsweise) nicht gleich abstürzt oder ins All entschwindet.
    Ist er zu schnell, driftet er höher. Dabei wird Geschwindigkeit aufgezehrt, bis beides - Höhe und Geschwindigkeit - zueinander passt.
    Andersrum sinkt der Satellit ab, wird dabei schneller und hat, hoffentlich bevor er in zu dichte Atmosphäre absinkt, wiederum die nötige Bahngeschwindigkeit für eine tiefere Umlaufbahn.
    Das nutzt man beim Absenken und Heben der Umlaufbah der ISS, ob nun um Schrott auszuweichen, oder um den atmopshärebedingten Höhenverlust zu kompensieren.
    Das nutzt man aber auch, um Satelliten von einem Transferorbit, der mehr oder weniger stark ellipitisch ist, zu einem ideal kreisförmigen Orbit zu modifizieren. Das wollte man, wohl als neuen Service und Vorteil gegenüber der Konkurrenz, vermeiden und gleich im endgültigen Orbit aussetzen - und das ging dann wohl in die Hose und zog den nächsten Fehler wohl nach sich.

  19. Re: Orbit?!

    Autor: Lagganmhouillin 29.01.18 - 07:49

    countzero schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Tipp: Kerbal Space Program spielen. Ich habe schon genug Dokumentation und
    > Artikel über Raumfahrt gelesen. Wie die Bewegung im Orbit bzw. im Weltraum
    > generell funktioniert, habe ich erst verstanden, nachdem ich das Spiel
    > gespielt habe.

    Lol, wollte ich auch grad schreiben. Ich hab es gestern erstmals geschafft, eine Raumsonde zum Mond zu schicken und die mit den Experimenten auch wieder zurückzubringen. :-)
    (Ich spiele derzeit im einfacheren Wissenschaftsmodus.)

  20. Re: Orbit?!

    Autor: Enyaw 29.01.18 - 08:45

    Informier dich doch mal in welchem Orbit sich die GPS-Satelliten befinden...
    https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b4/Comparison_satellite_navigation_orbits.svg
    Zum Abstrahlwinkel der Satelliten finde ich erstmal nichts.

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