Strahlungsdruck der Sonne auf die Erdumlaufbahn?

lordnilson · Gast

Meine Frage:
Hallo zusammen,

irgendwie komme ich einfach auf keinen grünen Zweig. Ich habe folgende gegebene Größen:

Strahlungsleistung der sonne P_Sonne = 3,85 * 10^16 W, den Erdbahnradius R_ES = 1,50 * 10^11 m, eine Sonnenmasse von 1,99 * 10^30 kg und die Gravitationskonstante G...

Nun soll man aus diesen Größen den Strahlungsdruck berechnen können, welcher auf die Erdumlaufbahn wirkt.
Ich habe alles vor und zurück probiert und eine Einheitenbetrachtung gemacht, so dass ich am Ende mit "rumwurschteln" auf den Strahlungsdruck komme, aber irgendwie hat nichts geklappt.

Des weiteren wird gefragt, welche Fläche ein senkrecht zur Sonne ausgerichtetes Sonnensegel mindestens haben müsste, damit sich die 100 kg schwere Raumsonde radial von der Sonne entfernt. Da ich schon bei dem Strahlungsdruck ausgestiegen bin, bin ich hier natürlich erst recht gescheitert.

Habt ihr vllt einen Denkanstoß für mich?

Ich danke euch!

Meine Ideen:
Ich hatte überlegt, dass man die Strahlungsleistung gleich der Strahlungsflussdichte von Erde als auch Sonne ins Verhältnis setzen müsste und dabei die Oberfläche beider Körper (Kugeln) mit in Betracht zieht. Für die Erdumlaufbahn ginge diese "Oberfläche" zu bestimmen, jedoch ist von der Sonne ja nur eine Masse gegeben. Hätte ich noch die Dichte der Sonne, so würde ich sicherlich auch zum Ziel gelangen, da diese aber kein Teil der Aufgabenstellung ist...

Ich hoffe, ihr konntet meiner Ausführung folgen. :-/

Danke schon mal für Rat und Tat. Liebe Grüße!

Myon · Anmeldungsdatum: 04.12.2013 Beiträge: 5850

Achtung, das folgende ist nur ein Vorschlag ohne jede Garantie auf Richtigkeit.

Wenn n der Photonenfluss ist und p der Impuls eines Photons, dann ist der Strahlungsdruck

Die Intensität ist gleich der Strahlungsleistung pro Fläche, also müsste für den Strahlungsdruck bei der Erde gelten

lordnilson · Anmeldungsdatum: 10.02.2018 Beiträge: 3

Großen Dank, mit diesem Ansatz komme ich auf das Ergebnis! Fällt dir eventuell noch etwas zu dem Sonnensegel ein? Das wäre klasse! smile

Myon · Anmeldungsdatum: 04.12.2013 Beiträge: 5850

Habe den Teil über das Sonnensegel irgendwie übersehen und erst jetzt gelesen. Stehen dazu nicht weitere Angaben? Der Nebensatz „damit sich die 100 kg schwere Raumsonde radial von der Sonne entfernt“ ist für mich unklar. Theoretisch führt jede noch so kleine Fläche zu einer kleinen Kraft durch den Strahlungsdruck. Um aber eine konkrete Fläche bestimmen zu können, müsste auch explizit stehen, welche Beschleunigung auftreten soll o.ä. Oder übersehe ich etwas?