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Orbit

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  1. Orbit

    Autor: MarcusK 25.01.22 - 14:05

    Laut Wiki ist L2 nicht stabil. Um dort einen Kreis ringsum zu fliegen, braucht man ständig eine Kurskorrektur. Kann man da überhaupt von einem Orbit sprechen?

  2. Re: Orbit

    Autor: Kadjus 25.01.22 - 14:20

    Wenn ich da richtig verstanden habe, ist es genau der Gag einen Orbit um diesen "Bereich" zu nutzen, um nicht jede Änderung ausregeln zu müssen und so Treibstoff zu sparen.

  3. Re: Orbit

    Autor: MarcusK 25.01.22 - 14:27

    Kadjus schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Wenn ich da richtig verstanden habe, ist es genau der Gag einen Orbit um
    > diesen "Bereich" zu nutzen, um nicht jede Änderung ausregeln zu müssen und
    > so Treibstoff zu sparen.

    es gibt aber keine Kraft die einen zum L2 ( Mittelpunkt von Orbit) hinzieht. Ohne Triebwerke würde man sich immer weiter entfernen.
    Bin nur nur nicht sicher ob das für alle Dimensionen gilt.

  4. Re: Orbit

    Autor: cuthbert34 25.01.22 - 14:28

    Auf der Nasa Seite zum Webb ist das beschrieben: https://jwst.nasa.gov/content/webbLaunch/whereIsWebb.html

    Gibt auch Animationen dazu.

  5. Re: Orbit

    Autor: rtlgrmpf 25.01.22 - 15:01

    L4 und L5 sind Potentialsenken und sammeln Objekte.
    L1…3 stoßen ab.
    Allerdings ist das Potentialgefälle so flach, dass ein Objekt dort erst einmal eine ganze Weile verharrt, bis es sich merklich von dort entfernt. Mit einen kleinen Schubser kann man es wieder zurück bringen.

    Webb ist nochmal spezieller. Es bleibt immer diesseits des L2 und "rutscht" allmählich Richtung Sonne+Erde. Ab und zu muss es sich denn wieder ein Stück den Berg hochschieben.
    Die wirkenden Kräfte können nicht sehr groß sein, wenn das bisschen Sprit für 20 Jahre reicht.

    Sollte einer dieser Schubser des Teleskop über den L2 hinausstoßen, wäre Schicht im Schacht...

  6. Re: Orbit

    Autor: MarcusK 25.01.22 - 15:06

    rtlgrmpf schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > L4 und L5 sind Potentialsenken und sammeln Objekte.
    > L1…3 stoßen ab.
    > Allerdings ist das Potentialgefälle so flach, dass ein Objekt dort erst
    > einmal eine ganze Weile verharrt, bis es sich merklich von dort entfernt.
    > Mit einen kleinen Schubser kann man es wieder zurück bringen.

    genauso habe ich es auch verstanden. Nur bekommt man es mit einen kleinen Schubser nicht auf einen Kreis. Da müsste man ständig Schubsen ( wenn ich sehr wenig).

  7. Re: Orbit

    Autor: rtlgrmpf 25.01.22 - 15:45

    Ich warte auch noch, dass mal jemand die Orbitalmechanik von der ganzen Aktion vernünftig erklärt.
    Es müssen ja nicht gleich Differentialgleichungen sein, aber eine Erklärung auf KSP-Niveau wäre schon cool.

  8. Re: Orbit

    Autor: Ach 25.01.22 - 15:49

    Also ich verstehe es so(wobei man sich dem physikalischem Problem wie fast immer in solchen Fällen von verschiedenen Sichtweisen nähern kann) :

    Webb umkreist die Sonne mit der selben Geschwindigkeit wie die Erde, wobei Webb aber einen 1,5 Mio Km größeren Radius um die Sonne beschreibt. Wenn die Erde nicht da wäre, würde Webb mit der für Webbs weiteren Sonnenorbit eigentlich zu hohen Geschwindigkeit von der Zentrifugalkraft auf einen weiter draußen liegenden und Orbit getrieben und dabei langsamer werden. Die Zentrifugalkraft drückt Webb also von der Erde weg aber die Erde zieht Webb wieder zurück. und um den genauen Gleichgewichts Punkt zwischen jenen beiden Kräften zieht Webb seine Kreise, vier Stück davon pro Sonnenumrundung.

    Und, und das finde ich bemerkenswert, wäre die Sonne nicht da oder würde die Sonne allmählich verschwinden, würde Webb nicht auf die Erde stürzen, sondern um die Erde kreisen in einem typischen polaren Erdorbit. Man könnte die Bahn von Webb also anders herum auch als einen modifizierten Erdorbit verstehen.

  9. Re: Orbit

    Autor: MarcusK 25.01.22 - 15:54

    Ach schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Also ich verstehe es so(wobei man sich dem physikalischem Problem wie fast
    > immer in solchen Fällen von verschiedenen Sichtweisen nähern kann) :
    >
    > Webb umkreist die Sonne mit der selben Geschwindigkeit wie die Erde, wobei
    > Webb aber einen 1,5 Mio Km größeren Radius um die Sonne beschreibt. Wenn
    > die Erde nicht da wäre, würde Webb mit der für Webbs weiteren Sonnenorbit
    > eigentlich zu hohen Geschwindigkeit von der Zentrifugalkraft auf einen
    > weiter draußen liegenden und Orbit getrieben und dabei langsamer werden.
    > Die Zentrifugalkraft drückt Webb also von der Erde weg aber die Erde zieht
    > Webb wieder zurück. und um den genauen Gleichgewichts Punkt zwischen jenen
    > beiden Kräften zieht Webb seine Kreise, vier Stück davon pro
    > Sonnenumrundung.
    >
    > Und, und das finde ich bemerkenswert, wäre die Sonne nicht da oder würde
    > die Sonne allmählich verschwinden, würde Webb nicht auf die Erde stürzen,
    > sondern um die Erde kreisen in einem typischen polaren Erdorbit. Man könnte
    > die Bahn von Webb also anders herum auch als einen modifizierten Erdorbit
    > verstehen.

    das ist ja alles klar. Es geht um den Kreis den es um L2 fliegt. Wenn es "still" am L2 stehen würde und beim wegtriften zurück fliegt ist es ach klar. Aber es fliegt ein Orbit um L2 - da L2 aber nicht anziehend ist, wie ergibt sich dann ein Orbit?

  10. Re: Orbit

    Autor: FreiGeistler 25.01.22 - 16:18

    rtlgrmpf schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Ich warte auch noch, dass mal jemand die Orbitalmechanik von der ganzen
    > Aktion vernuenftig erklaert.
    > Es muessen ja nicht gleich Differentialgleichungen sein, aber eine Erklaerung
    > auf KSP-Niveau waere schon cool.

    Wikipedia hat da eine gute Darstellung dazu:
    .

    edit: zu den Lagrange-Punkten, fuer den Missions-Verlauf, siehe hier.

    edit edit: Umlaute kaputt, Golems Schuld.



    3 mal bearbeitet, zuletzt am 25.01.22 16:27 durch FreiGeistler.

  11. Re: Orbit

    Autor: rtlgrmpf 25.01.22 - 16:22

    Ja ich weiß was Lagrange-Punkte sind.
    Die Frage ist: Wie komme ich dort hin und bleibe auch dort.

  12. Re: Orbit

    Autor: Ach 25.01.22 - 16:34

    MarcusK schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------

    > das ist ja alles klar. Es geht um den Kreis den es um L2 fliegt. Wenn es
    > "still" am L2 stehen würde und beim wegtriften zurück fliegt ist es ach
    > klar. Aber es fliegt ein Orbit um L2 - da L2 aber nicht anziehend ist, wie
    > ergibt sich dann ein Orbit?

    Webb dreht sich nur mathematisch um L2, tatsächlich aber um die Erde, so wie ein Satellit der um die Erdpole kreist. In so einem Umlauf ist Energie gespeichert, die erst einmal abgebaut werden muss, bevor der Satellit auf die Erde stürzt. Meint, wenn sich Webb der Erde nähern würde, dann würde, damit das Verhältnis zwischen Umlaufgeschwindigkeit und Radius gewahrt bleibt, die Umlaufbahn erst mal an Breite Zunehmen.

    Webb würde sich also nicht direkt der Erde nähern sondern dazu übergehen, weitere Kreise um die Erde zu ziehen, womit die Anziehungskraft der Erde aber nicht zunehmen würde, weil ja tatsächlich auch die Entfernung zur Erde so ziemlich gleich bliebe. Wobei, wenn sich alle anderen Kräfte aufheben, die Zentrifugalkraft der Bahn um die Sonne übernimmt und Webb davon abhält, sich der Sonne weiter zu nähern. Das macht diesen Orbit, so denke ich mal, stabil(auf jeden Fall aber ein Kräftespiel um sich das Gehirn zu verknoten).

    Das Gegenbeispiel bildet ein Körper, der regungslos auf dem L2 positioniert ist(mit einer leichten Annäherung zur Erde). Der fällt dann allmählich und genau mittig auf die Erde drauf. So, als wenn man einen Körper irgendwo im Sonnensystem ohne Umlaufbewegung um die Sonne platziert, und der dann statt in einen Orbit um die Sonnen einzuschwenken, in die Sonnen hinein fällt.

  13. Re: Orbit

    Autor: MarcusK 25.01.22 - 16:42

    Ach schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > MarcusK schrieb:
    > ---------------------------------------------------------------------------
    > -----
    >
    > > das ist ja alles klar. Es geht um den Kreis den es um L2 fliegt. Wenn
    > es
    > > "still" am L2 stehen würde und beim wegtriften zurück fliegt ist es ach
    > > klar. Aber es fliegt ein Orbit um L2 - da L2 aber nicht anziehend ist,
    > wie
    > > ergibt sich dann ein Orbit?
    >
    > Webb dreht sich nur mathematisch um L2, tatsächlich aber um die Erde, so
    > wie ein Satellit der um die Erdpole kreist. In so einem Umlauf ist Energie
    > gespeichert, die erst einmal abgebaut werden muss, bevor der Satellit auf
    > die Erde stürzt. Meint, wenn sich Webb der Erde nähern würde, dann würde,
    > damit das Verhältnis zwischen Umlaufgeschwindigkeit und Radius gewahrt
    > bleibt, die Umlaufbahn erst mal an Breite Zunehmen.

    nein. Er ist nicht im L2 Platziert weil dort zu wenig Licht für die Solaranlange kommt. Es fliegt wirklich um L2 rum - und das WIE ist die Frage.
    Das sich das ganze dann noch um die Sonne dreht - ist klar, aber erst einmal egal

  14. Re: Orbit

    Autor: Ach 25.01.22 - 16:56

    > nein. Er ist nicht im L2 Platziert weil dort zu wenig Licht für die Solaranlange kommt. Es fliegt
    > wirklich um L2 rum - und das WIE ist die Frage.

    Das Beispiel mit der exakten L2-Position ist doch nur das Gegen-, bzw. das Was-passiert-wenn-Beispiel, das erklären soll, warum man Webb gerade nicht in L2 positioniert.

    > Das sich das ganze dann noch um die Sonne dreht - ist klar, aber erst einmal egal

    Ohne Sonne keine Lagrange-Punkte. L2 beziffert den Punkt, in dem sich die Anziehungskraft der Erde + der Anziehungskraft der Sonne gegen die Zentrifugalkraft von Webbs Sonnenorbit aufheben.

  15. Re: Orbit

    Autor: MarcusK 25.01.22 - 16:58

    Ach schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > > nein. Er ist nicht im L2 Platziert weil dort zu wenig Licht für die
    > Solaranlange kommt. Es fliegt
    > > wirklich um L2 rum - und das WIE ist die Frage.
    >
    > Das Beispiel mit der exakten L2-Position ist doch nur das Gegen-, bzw. das
    > Was-passiert-wenn-Beispiel, das erklären soll, warum man Webb gerade nicht
    > in L2 positioniert.
    >
    > > Das sich das ganze dann noch um die Sonne dreht - ist klar, aber erst
    > einmal egal
    >
    > Ohne Sonne keine Lagrange-Punkte. L2 beziffert den Punkt, in dem sich die
    > Anziehungskraft der Erde + der Anziehungskraft der Sonne gegen die
    > Zentrifugalkraft von Webbs Sonnenorbit aufheben.

    richtig, also könnte man doch erst einmal sagen man hat ein punkt im Raum wo es keine Kräfte in irgendeiner Richtung gibt. Und jetzt die große Frage. Wie umkreist man so einen punkt?

  16. Re: Orbit

    Autor: Ach 25.01.22 - 17:29

    Wie gesagt, Webb umkreist eigentlich die Erde und nur gedacht den L2. Bei seiner Umkreisung um die Erde wird L2 aber von der Sonne weg gedrückt(kann man sich vorstellen wie einen starken Wind) von der Zentrifugalkraft seiner Sonnebahn.

    Da kann ich nichts machen, da muss man sich dieses spezielle Kräftespiel selber in Gedanken zusammensetzen. Webb hat die selbe Winkelgeschwindigkeit um die Sonne wie die Erde, ist aber weiter von der Sonne entfernt, beschreibt also einen größeren Radius um die Sonne als die Erde. Die Kugel eines Kugelwerfers(Die Kugel mit den zwei Griffen an schnüren) beschreibt einen größeren Radius um den Drehmittepunkt als die Hände des Kugelwerfers.

    Jetzt stell dir die Sonne als den Drehungsmittepunk vor, die Hände des Kugelwerfers als die Erde die fest hält und Webb als die Kugel die weg will, aber von den Händen, sprich der Erde zurück gehalten wird.

    Wenn man dann die Geschwindigkeiten und Kräfte die sich auf dem Radius der Erde und dem Radius von Webb abspielen, verinnerlicht hat, kann man dann damit beginnen, den zweiten und zur Sonne hin lottrechten Orbit von Webb um die Erde im Kopf hinzu zu addieren.

  17. Re: Orbit

    Autor: MarcusK 25.01.22 - 17:39

    Ach schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Wie gesagt, Webb umkreist eigentlich die Erde und nur gedacht den L2. Bei
    > seiner Umkreisung um die Erde wird L2 aber von der Sonne weg gedrückt(kann
    > man sich vorstellen wie einen starken Wind) von der Zentrifugalkraft seiner
    > Sonnebahn.
    >
    > Da kann ich nichts machen, da muss man sich dieses spezielle Kräftespiel
    > selber in Gedanken zusammensetzen. Webb hat die selbe Winkelgeschwindigkeit
    > um die Sonne wie die Erde, ist aber weiter von der Sonne entfernt,
    > beschreibt also einen größeren Radius um die Sonne als die Erde. Die Kugel
    > eines Kugelwerfers(Die Kugel mit den zwei Griffen an schnüren) beschreibt
    > einen größeren Radius um den Drehmittepunkt als die Hände des
    > Kugelwerfers.
    >
    > Jetzt stell dir die Sonne als den Drehungsmittepunk vor, die Hände des
    > Kugelwerfers als die Erde die fest hält und Webb als die Kugel die weg
    > will, aber von den Händen, sprich der Erde zurück gehalten wird.
    >
    > Wenn man dann die Geschwindigkeiten und Kräfte die sich auf dem Radius der
    > Erde und dem Radius von Webb abspielen, verinnerlicht hat, kann man dann
    > damit beginnen, den zweiten und zur Sonne hin lottrechten Orbit von Webb um
    > die Erde im Kopf hinzu zu addieren.

    danke für dein Erklärungsversuch

    > verinnerlicht hat, kann man dann
    > damit beginnen, den zweiten und zur Sonne hin lottrechten Orbit von Webb um
    > die Erde im Kopf hinzu zu addieren.

    und wie kommt dieser zweite Orbit denn zu Stande - das ist ja die große Frage. Das man im Idealfall an L2 keiner Energie braucht und immer schön Syncron mit der Erde um die Sonnte kreist ja klar.

  18. Re: Orbit

    Autor: Ach 25.01.22 - 18:02

    Das mit dem Drehen um die Erde meine ich wirklich und wortwörtlich so. Webb beschreibt einen echten Orbit um die Erde. Dieser Orbit ist lediglich sehr stark verzerrt, verzerrt zu einem Kegel durch Webbs Zentrifugalkraft die durch Webbs höherer Bahngeschwindigkeit stärker ist als die Zentrifugalkraft, die auf die Erde wirkt.

    Kann man sich auch vorstellen wie ein Hängekarussell. Die Schaukeln drehen sich um den Mittelpunkt des Karussells, stehen dabei aber niemals waagerecht, sondern werden von der Schwerkraft nach unten gezogen.

    Jetzt stellt man sich die Erde als oberes Ende des Karussells vor, Webb als eine der Schaukeln und dann kippt man den ganzen Aufbau bildlich zur Seite, dann hat man diese kegelförmige Drehung von Webb um die Erde.

  19. Re: Orbit

    Autor: MarcusK 25.01.22 - 18:08

    cuthbert34 schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Auf der Nasa Seite zum Webb ist das beschrieben: jwst.nasa.gov
    >
    > Gibt auch Animationen dazu.

    wo soll dort beschrieben sein, wie der Orbit um L2 zu Stande kommt und ob dort dazu ständig Triebwerke notwendig sind um diesen Orbit zu erreichen?

  20. Re: Orbit

    Autor: Ach 25.01.22 - 18:33

    Ach schrieb:

    > Das Gegenbeispiel bildet ein Körper, der regungslos auf dem L2 positioniert
    > ist(mit einer leichten Annäherung zur Erde). Der fällt dann allmählich und
    > genau mittig auf die Erde drauf. So, als wenn man einen Körper irgendwo im
    > Sonnensystem ohne Umlaufbewegung um die Sonne platziert, und der dann statt
    > in einen Orbit um die Sonnen einzuschwenken, in die Sonnen hinein fällt.

    An der Stelle muss ich mich gleich mal selber korrigieren. Webb bewegt sich auf seinem mehr-als-Erdradius ja schneller als die Erde um die Sonne. Wenn Web sich der Erde also nähern würde, müsste er die Erde im selben Moment überholen, also nicxht auf die Erde drauf und eher an der Erde "vorbei stürzen". Sind am Ende des Tages halt alles nur Gedankenspielchen. Ohne Mathematik keine Garantie für Richtigkeit.

    Es gibt da mehrere Programme, mit denen könnte man das ja selber überprüfen, nur hab ich grad leider nicht die Zeit für sowas. Eines dieser Programmen ist : =>universe sandbox 2

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