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Orbit

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  1. Re: Orbit

    Autor: spezi 25.01.22 - 19:38

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

    > 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.

    Du meinst den Orbit senkrecht zur Achse Sonne->Erde->L2 ?

    Wenn sich JWT direkt am L2 (also auf oben genannter Achse) befinden würde, dann würde die Anziehungskraft entlang der Achse Richtung Erde und Sonne wirken. Sobald das JWT senkrecht zu dieser Achse ausgelenkt wird kann man die die Anziehungskraft in zwei Komponenten unterteilen: eine Komponente parallel zu dieser Achse, und Komponente senkrecht zur Achse, die das JWT also zurück auf diese Achse führen würde. Wenn das JWT also "zu hoch" ist, dann gibt es eine Komponente der Anziehungskraft die das JWT wieder runter Richtung Achse zieht. Und das ganze ist natürlich rotationssymmetrisch. Mit einer entsprechenden Geschwindigkeit führt letzteres zu einer Umlaufbahn um die Achse.

    L2 ist instabil in radialer Richtung (also entlang der Achse Sonne-Erde-L2), was dazu führt dass hier immer wieder Korrekturen nötig sind. Solange aber dieser radiale Abstand stabil bleibt, ist die Umlaufbahn um die Achse auch stabil.

  2. Re: Orbit

    Autor: MarcusK 25.01.22 - 20:08

    spezi schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > MarcusK schrieb:
    > ---------------------------------------------------------------------------
    > -----
    >
    > > 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.
    >
    > Du meinst den Orbit senkrecht zur Achse Sonne->Erde->L2 ?
    >
    > Wenn sich JWT direkt am L2 (also auf oben genannter Achse) befinden würde,
    > dann würde die Anziehungskraft entlang der Achse Richtung Erde und Sonne
    > wirken. Sobald das JWT senkrecht zu dieser Achse ausgelenkt wird kann man
    > die die Anziehungskraft in zwei Komponenten unterteilen: eine Komponente
    > parallel zu dieser Achse, und Komponente senkrecht zur Achse, die das JWT
    > also zurück auf diese Achse führen würde. Wenn das JWT also "zu hoch" ist,
    > dann gibt es eine Komponente der Anziehungskraft die das JWT wieder runter
    > Richtung Achse zieht. Und das ganze ist natürlich rotationssymmetrisch. Mit
    > einer entsprechenden Geschwindigkeit führt letzteres zu einer Umlaufbahn um
    > die Achse.
    >
    > L2 ist instabil in radialer Richtung (also entlang der Achse
    > Sonne-Erde-L2), was dazu führt dass hier immer wieder Korrekturen nötig
    > sind. Solange aber dieser radiale Abstand stabil bleibt, ist die Umlaufbahn
    > um die Achse auch stabil.

    danke. Ich denke jetzt habe ich es verstanden. Das L2 instabil bezieht sich also nur auf ebene wo alles kreist. Nach oben und Unten zieht es einen zurück auf diese Ebene. Damit ist klar das man dort einen Kreis fliegen kann.

  3. Re: Orbit

    Autor: rtlgrmpf 25.01.22 - 21:14

    spezi schrieb:
    > L2 ist instabil in radialer Richtung (also entlang der Achse
    > Sonne-Erde-L2), was dazu führt dass hier immer wieder Korrekturen nötig
    > sind. Solange aber dieser radiale Abstand stabil bleibt, ist die Umlaufbahn
    > um die Achse auch stabil.

    mkay... Ich glaub, ich hab's jetzt... Hab fast alle Artikel zum Thema Halo-Orbit durch.
    Die meisten Bublath-Niveau oder schlimmer. Die anderen legen gleich mit Formeln los.
    Aber irgendwann ist dann trotzdem der Groschen gefallen.
    Ich weiß aber nicht, ob ich es erklären kann, ein Potentialgebirge im 3D ist 4D. Kopfschmerzen!

    Zunächst einmal, L2 ist kein Berg sondern ein Sattel.
    Wenn man die Richtung Sonne-Erde-L2 ignoriert, dann hat man am L2 einen Potentialtrichter.
    Gegen den kann man mit Geschwindigkeit und damit Fliehkraft arbeiten und einen stabilen Orbit erreichen. Easy.
    Entlang der Sonne-Erde-L2-Achse wirken die Kräfte aber vom L2 weg. Wenn man sich entlang dieser Achse bewegt, dann bewegt man sich nicht im Potentialtrichter, sondern man ändert ihn! Kopfschmerzen!
    Die Kurskorrekturen sorgen also am Ende dafür, dass die Sonde dort bleibt, wo der Potentialtrichter wirkt.

    Puh, jetzt ist mir auch klar wieso man nur mit Schub von der Sonne weg a) in den Orbit kommt und b) auch dort bleibt.

    Kann das bitte noch mal jemand vernünftig erklären und ein paar Bildchen dazu malen?

  4. Re: Orbit

    Autor: cuthbert34 25.01.22 - 22:45

    MarcusK schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > 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?

    Zitat Ausschnitt
    „ However, L1, L2, and L3 are metastable so objects around these points slowly drift away into their own orbits around the Sun unless they maintain their positions, for example by using small periodic rocket thrust. This is why L1, L2, and L3 don't "collect" objects like L4 and L5 do.“

  5. Re: Orbit

    Autor: Ach 25.01.22 - 23:24

    rtlgrmpf schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------

    > Puh, jetzt ist mir auch klar wieso man nur mit Schub von der Sonne weg a) in den Orbit
    > kommt und b) auch dort bleibt.

    Punkt b) ist für mich nicht so ganz klar. Dass Webb nicht einfach gerade aus fliegt, liegt ja nicht nur daran, dass die Sonne Webb mit ihrer Gravitation in eine Umlaufbahn zwingt, sondern daran, dass die Sonne zusammen mit der Erde an Webb zieht.

    Sobald sich dabei der Orbit von Webb um die Erde, Alias sein Orbit um L2 vergrößert, sobald vergrößerst sich der Abstand zur Erde, womit die Anziehungskraft der Erde abnimmt, wodurch sich Webb von der Sonnen/Erde weg bewegt. Durch eine Verkleinerung des Orbit um L2 verkürzt sich dagegen der Abstand zur Erde, wodurch eine insgesamt höhere Gravitation Weeb zur Sonne/Erde zieht. Die Entfernung zu Sonne/Erde steuert man ergo über die Größe des Orbit.

    Die meiste Gravitation erfährt JWT genau im L2 Punkt, wobei JWT allerdings nie zurück auf die Erde stürzen könnte, weil sich der Satellit dafür viel zu schnell um die Sonne bewegt. Würde man den Orbit um L2 dagegen zu groß wählen, würde die Gravitation der Erde irgendwann so gering, dass keine ausreichende Kraft mehr JWT davon abhalten würde, sich in einem neuen Orbit weiter draußen im Sonnensystem ein neues Gleichgewicht mit nur noch der Sonne allein zu suchen. Dieser Weiter-draußen-Orbit würde natürlich eine geringere Winkelgeschwindigkeit um die Sonne mit sich bringen, wodurch Webb auf seinem Weg um die Sonne allmählich hinter die Erde zurückfallen würde. Webb wäre verloren.

    Karten welche die Gravitation in der Z-Koordinate darstellen, klären zwar sehr gut über die jeweiligen Schwerkraftbedingungen, aber leider nicht über die eigentlichen Quellen der Schwerkraftfelder auf. Ergo fehlt da immer noch etwas.

  6. Re: Orbit

    Autor: MarcusK 26.01.22 - 07:28

    cuthbert34 schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > MarcusK schrieb:
    > ---------------------------------------------------------------------------
    > -----
    > > 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?
    >
    > Zitat Ausschnitt
    > „ However, L1, L2, and L3 are metastable so objects around these
    > points slowly drift away into their own orbits around the Sun unless they
    > maintain their positions, for example by using small periodic rocket
    > thrust. This is why L1, L2, and L3 don't "collect" objects like L4 and L5
    > do.“

    schön, leider beantwortet das die Frage nicht. Es ging um den (Halo-)Orbit um L2. Nicht im den Punkt L2

  7. Re: Orbit

    Autor: notuf 26.01.22 - 12:43

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

    https://pca.st/episode/db9c7b37-2eff-431e-9f2d-d186b1211e7e

    https://pca.st/episode/8c87724b-cf31-4689-b4a0-002597bf7f23

    In einer der beiden Folgen wird an einer Stelle erklärt, warum ein Objekt in L2 nicht still steht sondern um L2 kreist. Sehr empfehlenswert.

  8. Re: Orbit

    Autor: chefin 26.01.22 - 16:21

    So ziemlich alle gehen eigentlich falsch an die Aufgabe ran. Zuerstmal müsste man berechnen, was für eine Umlaufgeschwindigkeit um die Sonne in 151,5 Millionen km steht. Diese ist etwas langsamer als die der Erde. Bis dahin ist das berechnen einfach, weil 2 Gravitationsobjekte leicht berechenbar sind.

    Wenn also dieses Objekt mit 1,5 Millionen km mehr an Radius langsamer fliegt, wird es immer weiter zurück fallen. Wieso also bleibt es mit seiner viel zu hohen Umlaufgeschwindigkeit genau dort? Nun kommt die Erde dazu. Die kompensiert an genau dieser Stelle diese zusätzliche Fliehkraft. Eilt man nun der Erde voraus, weil man zu schnell ist, zieht einen die Erde zurück. Eilt man der Erde etwas hinterher schleppt die Erde einen mit. Genau diese Berechnungen nutzt man ja für Swing By Manöver. Mitziehen oder abbremsen lassen.

    Lässt man nun das Objekt kreisen stabilisiert es sich quasi selbst ein wenig. Nicht vollständig, aber in einer reinen 3 Körper Berechnung würde es absolut stabil dort laufen. Leider kommt hier Jupiter ins Spiel. Egal wo Jupiter gerade steht, seine Kräfte sind so groß das sie dieses Gleichgewicht stören und das gleichen die Triebwerke aus.

    Sonne lässt uns 0,04% der Materie über, Jupiter hat sich davon 60% geschnappt. Alles andere zusammen macht nur noch 40% aus und das sind 7 weitere Planeten, viele Monde, Asteroiden, Trümmergürtel, Zwergplaneten, etc. Jupiter zerrt böse an diesem Punkt rum. Und wir kommen ungefähr jedes Jahr einmal vorbei am Jupiter.

  9. Re: Orbit

    Autor: Ach 27.01.22 - 01:52

    Ich schätze mal, die meisten die es wollen haben das Prinzip verstanden, und Erklärungen liegen inzwischen auch mehr als genug und in so guter Qualität vor, so dass man ziemlich sicher ausschließen kann, die Frage um den Orbit um L2 nicht hinreichend genug beantwortet zu haben.

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