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Marsianer
Gast
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 Marsianer Verfasst am: 18. Feb 2017 22:08 Titel: Eine Rakete zum Mars schießen |
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Meine Frage:
Hallo,
ich soll herausfinden, ob ein Zeitfenster von 1.5 Jahre um zum Mars zu fliegen realistisch ist. Bis jetzt habe ich den Abstand Erde/Mars in einer Konjunktion berechnet. Der Abstand beträgt 783.000.000.0 Meter (783*10^7). Die jede 2.13 Erdenjahre befinden sich Erde/Mars in einer Konjunktion.
Da man nicht losfliegt, wenn die Planeten in einer Konjunktion sind, sondern, kurz bevor sie in einer Konjunktion sind, muss man die Zeit berechnen, die die Rakete benötigt um bis zur Konjunktion zu fliegen.
Im Internet stehen Werte wie 6 Monate, was dann auch mit den 1.5 Jahren übereinstimmen würde. Aber wie rechnet man dies genau aus? Dafür benötige ich die Geschwindigkeit, die ich leider nicht kenne.
Ich habe aus einer Dokumentation mitgenommen, dass das Projekt Mars Direct mit der Trägerrakete Saturn V realisiert werden soll.
Hier finde ich einige Geschwindigkeiten, aber nachdem alle Triebwerke keinen Treibstoff mehr haben, wie schnell ist sie dann? Wie kommt man auf die 6 Monate?
http://www.unternehmen-mondflug.de/saturn.htm
Meine Ideen:
Ich würde mich sehr über Anregungen freuen!
Eine Frage, die sich mir noch stellt:
Wie berechnet man, mit welcher Geschwindigkeit die Rakete in die Atmosphäre eintritt, wenn man von der max. Nutzlast von 100 Tonnen ausginge?
Wir (Klasse) haben den Energieverbrauch berechnet, der ca. 6.4*10^12 J betrug bei einer 100 Tonnen Rakete. Dann haben wir gemeinsam die Wasser und Sauerstoffmenge von ca. 475 Tonnen ausgerechnet, was eigentlich in Ordnung ist, wenn man bedenkt, dass man schon für den Mondflug über 1000 Tonnen Treibstoff brauchte. Ich bin jz ziemlich verwirrt. Nach Lehrer sind die 475 Tonnen richtig berechnet wurden. Hin- und Rückflug also ca 1000 Tonnen Treibstoff. Das ist doch nicht viel im Vergleich zur Apollo Mission??
Drei Beiträge zusammengefasst. Steffen
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franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
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| franz Verfasst am: 19. Feb 2017 20:37 Titel: Re: Eine Rakete zum Mars schießen |
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Das Problem einer Marsmission halte ich für eine sehr spannende Angelegenheit, würde mir aber auf die schnelle kein Urteil über Einzelheiten zutrauen, nichtmal zum Weltraumflug. Nicht umsonst dauern die Vorbereitungen viele Jahre.
Tut mir leid! 
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Brillant
Anmeldungsdatum: 12.02.2013
Beiträge: 1973
Wohnort: Hessen
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| Brillant Verfasst am: 20. Feb 2017 01:29 Titel: Re: Eine Rakete zum Mars schießen |
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| Marsianer hat Folgendes geschrieben: | | Da man nicht losfliegt, wenn die Planeten in einer Konjunktion sind, sondern, kurz bevor sie in einer Konjunktion sind, muss man die Zeit berechnen, die die Rakete benötigt um bis zur Konjunktion zu fliegen. |
Interessante Aufgabe. Schon zwischen zwei feststehenden Punkten, Stadt A und Stadt B, kann man wählen, ob man die kürzeste, die schnellste oder die sparsamste Verbindung möchte.
Wie kompliziert muss das erst bei zwei beweglichen Punkten sein. Man könnte wohl in verschiedenen Richtungen losfliegen? Also entgegen der Erdbahn dem Mars entgegenfliegen oder mit dem Schwung der Erde hinterherfliegen?
Aber warum man bei der größten Annäherung am Ziel ankommen soll, ist mir nicht klar. Kannst du das erklären? Wie sehen überhaupt die möglichen Wege aus?
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Glaubt nicht dem Hörensagen ... oder eingewurzelten Anschauungen, auch nicht den Worten eines verehrten Meisters; sondern was ihr selbst gründlich geprüft und als euch selbst und anderen zum Wohle dienend erkannt habt, das nehmt an. Siddhartha Gautama |
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hansguckindieluft
Anmeldungsdatum: 23.12.2014
Beiträge: 1212
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| hansguckindieluft Verfasst am: 20. Feb 2017 11:25 Titel: Re: Eine Rakete zum Mars schießen |
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| Brillant hat Folgendes geschrieben: |
Aber warum man bei der größten Annäherung am Ziel ankommen soll, ist mir nicht klar. Kannst du das erklären? Wie sehen überhaupt die möglichen Wege aus? |
Sowohl Erde als auch Mars bewegen sich ja in einer elliptischen Umlaufbahn um die Sonne. Das Raumschiff wird sich nach dem Start ebenfalls antriebslos auf einer elliptischen Umlaufbahn um die Sonne befinden. Diese Umlaufbahn muss sowohl die Erdbahn als auch die Marsbahn schneiden. Im "Hohmann Transfer" berührt die Bahn des Raumschiffes die Erdbahn und die Marsbahn genau tangential: https://de.wikipedia.org/wiki/Hohmann-Transfer
In dem Wiki- Artikel ist auch die Transferbahn zum Mars gezeigt. Aus dem dritten Kepler'schen Gesetz lässt sich dann die Flugdauer auf dieser Bahn berechnen (ca. achteinhalb Monate).
Gruß
EDIT: Wenn ich das nachrechne komme ich allerdings nicht auf die im Wikipedia- Artikel angegebenen 8,5 Monate. Wenn ich bei der Entfernung Sonne- Mars das Aphel (1,666 AE) ansetze, komme ich auf ziemlich genau acht Monate. Vielleicht mache ich aber auch irgendwo einen Fehler.
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Brillant
Anmeldungsdatum: 12.02.2013
Beiträge: 1973
Wohnort: Hessen
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| Brillant Verfasst am: 21. Feb 2017 23:36 Titel: Re: Eine Rakete zum Mars schießen |
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| Brillant hat Folgendes geschrieben: | | Aber warum man bei der größten Annäherung am Ziel ankommen soll, ist mir nicht klar. Kannst du das erklären? |
| hansguckindieluft hat Folgendes geschrieben: | | ... Im "Hohmann Transfer" berührt die Bahn des Raumschiffes die Erdbahn und die Marsbahn genau tangential ... In dem Wiki- Artikel ist auch die Transferbahn zum Mars gezeigt. |
Ja, aber die zeigt, dass bei der Mars-Ankunft die Erde der größten Annäherung weit vorausgelaufen ist.
| Beschreibung: |
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hansguckindieluft
Anmeldungsdatum: 23.12.2014
Beiträge: 1212
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| hansguckindieluft Verfasst am: 22. Feb 2017 10:25 Titel: Re: Eine Rakete zum Mars schießen |
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| Brillant hat Folgendes geschrieben: | | Ja, aber die zeigt, dass bei der Mars-Ankunft die Erde der größten Annäherung weit vorausgelaufen ist. |
Ja, richtig. Bei Oppositionsstellung ist zwar der Abstand zwischen Erde und Mars am geringsten, aber diese kürzeste Flugroute kann man nur unter großem Energieaufwand nutzen. Im Wikipedia- Artikel wird ja auch darauf eingagangen:
"Der Mars ist der Erde in Oppositionsstellung am nächsten. Ein Satellit aber kann diese geometrische Nähe nur unter hohem Aufwand nutzen, da er in diesem Fall gegen die Bahnbewegung der Erde anfliegen muss."
Der Hohmann- Transfer ist natürlich nur eine mögliche Bahn. Aber da die Flugroute dabei genau einer halben Kepler- Ellipse entspricht, lässt sich die Flugdauer besonders einfach berechnen. Und die Flugroute ist zudem recht realistisch. Daher halte ich diese Flugroute zur Lösung der Aufgabe für ganz gut geeignet.
Gruß
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hansguckindieluft
Anmeldungsdatum: 23.12.2014
Beiträge: 1212
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| hansguckindieluft Verfasst am: 22. Feb 2017 16:20 Titel: Re: Eine Rakete zum Mars schießen |
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| hansguckindieluft hat Folgendes geschrieben: | | Wenn ich das nachrechne komme ich allerdings nicht auf die im Wikipedia- Artikel angegebenen 8,5 Monate. |
Ok, hatte mich wirklich verrechnet. Mit einer großen Halbachse des Mars von 1,524 AE (Angabe Wikipedia) komme ich auf die Reisedauer von 8,5 Monaten.
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