Labile oder stabile Umlaufbahnen?

MartinH · Anmeldungsdatum: 15.07.2006 Beiträge: 12 Wohnort: Hamburg

Hallo zusammen!

Etwas, was ich nie recht verstanden habe grübelnd

Geschwindigkeit und Umlaufbahn eines Planeten oder Mondes (oder was auch immer einen anderen Himmelkörper umkreist) müssen doch genau aufeinander abgestimmt sein, damit er nicht runterfällt oder wegdriftet, oder?

Nun gibt es aber verschiedene Einflüsse, die das Gleichgewicht stören können: Meteoriteneinschläge, Annäherung dritter Himmelskörper, Sonnenwind, ...
mal abgesehen von dem "Zufall", dass dieses Gleichgewicht überhaupt zustande gekommen ist.

Die Frage ist also: Gibt es "Regelkreise", irgendwelche Mechanismen, die die Umlaufbahnen stabilisieren, etwa derart, dass ein fallender Satellit Geschwindigkeit aufnimmt und so auf eine neue stabile Umlaufbahn einschwenkt?

Das kann ja eigentlich nicht sein, weil klassische mechanische Abläufe auch zeitlich rückwärts möglich sein müssen. Das Erreichen einer stabilen Bahn müsste also genausogut möglich sein wie das spontane Verlassen einer solchen Bahn.

Ist die Stabilität der Planetenbahnen vielleicht nur eine Täuschung?
Verlassen die Planeten und Monde ihre Bahnen so langsam, dass wir es nicht bemerken?

Schöne Grüße,
Martin

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5789 Wohnort: Heidelberg

Hallo!

Die Frage ist, was Du unter "stabiler Bahn" verstehst. Die Geschwindigkeit etc. muss nämlich nur genau "aufeinander abgestimmt" sein, wenn Du genau eine Kreisbahn erhalten möchtest. Allgemein sind aber auch Ellipsenbahnen stabil. Da sind die Einschränkungen nicht so. Nach einem Meteorit-Einschlag wird sich ein Himmelskörper, der vorher mal angenommen auf einer Kreisbahn war, nachher auf einer Ellipse bewegen. Theoretisch kann natürlich sein, dass er ganz aus dem "Bindungszustand" in einen ungebundenen Zustand übergeht, wenn die durch den Einschlag übertragene Energie groß genug gewesen wäre.

Auf der anderen Seite ändern sich die Abstände z. B. von Mond und Erde tatsächlich mit der Zeit. Das hängt aber wohl eher damit zusammen, dass die Gravitationspotentiale von Erde und Mond gegenseitig zu leichten Verformungen führen (Gezeiten) und dabei Energie aus der Drehbewegung "Mond um Erde" in andere Energieformen innerhalb der Erde und des Mondes umgesetzt wird. So genau weiß ich das aber auch nicht. Vielleicht findet man bei Wikipedia etwas zu Gezeiten.

Wenn man aber von dem idealisierten Fall ausgeht, dass es sich um zwei punktförmige Massen handelt, die umeinander kreisen, dann ist die Ellipsenbahn in der Newtonschen Mechanik stabil und in der allgemeinen Relativitätstheorie hat sie wohl eine kleine Periheldrehung, aber mit der ART kenne ich mich leider nicht aus.

Gruß
Marco

MartinH · Anmeldungsdatum: 15.07.2006 Beiträge: 12 Wohnort: Hamburg