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Normale Version: Ausnutzung der Orbitalgeschwindigkeit der Erde bei kosmischer Geschwindigkeit?
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Um aus dem Erdfeld auszutreten, benötigt man die 2.kosmische Geschwindigkeit ( 11,2 km/s).
Die Frage ist nun, inwiefern die Orbitalgeschwindigkeit der Erde (30 km/s) genutzt werden kann, wenn man a) bereits um die Erde kreist und b)von der Erde aus startet.
Es geht hierbei um den Flug zum Mars.

Wir wären sehr dankbar für Hilfe Smile
Hi UnternehmenMars,

herzlich Willkommen im Forum.

Die Hohmannbahn ist der effizienteste Weg um in andere Orbitale zu kommen.
http://de.wikipedia.org/wiki/Hohmannbahn...n_zum_Mars


Viele Gruesse,
chris
Danke für die schnelle Antwort! Allerdings war das nicht die Antwort auf unsere Frage :/
die orbitalgeschwindigkeit nutzt man im allgemeinen um weniger energie für den übergang zu anderen orten im all freisetzen zu müssen, was ja eigentlich im link steht
Zitat:[Dabei ist] eine Hohmann-Bahn der energetisch günstigste 2-Impuls-Übergang.
z. B. wenn du annimmst dass sich die erde und der mond nicht bewegen und du eine rakete hast und sie zum mond schießen willst dann müsstest du ihr von der erde aus eine bestimmte geschwindigkeit verpassen, sagen wir 100km/h.
wenn du aber schon eine rakete hast die sich mit 30km/h um die erde bewegt dann musst du dieser rakete nur noch 70km/h verpassen und dafür brauchst du weniger energie

wenn man also bereits um die erde kreist (a) braucht man keine energie mehr um eine rakete vorher mit hilfe der 1. kosmischen geschwindigkeit auf besagte kreisbahn zu befördern
Ehrlichgesagt ist mir der Inhalt im Wikipediaartikel nicht wirklich klar...

Was genau ist ein 2-Impuls-Übergang?

Versteh ich dich richtig oder heißt es, wenn ich auf der Kreisbahn der Erde bin und sozusagen mich mit der ersten kosmische Geschwindigkeit darauf bewege und dann aus der Kreisbahn ausbrechen will, beispielsweise in Richtung Mars... heißt das, dass ich dann keine weitere Energie mehr aufbringen muss, um die zweite kosmische Geschwindigkeit zu erreichen, wenn ich die Orbitalgeschwindigkeite der Erde (30km/s) nutze, indem ich fast in dieselbe Richtung, wie die Erde auf ihrer Bahn um die Sonne fliege?

oder habe ich gerade einen totalen Denkfehler?
(08.01.2012 20:00)UnternehmenMars schrieb: [ -> ]Ehrlichgesagt ist mir der Inhalt im Wikipediaartikel nicht wirklich klar...

Was genau ist ein 2-Impuls-Übergang?

das weiß ich ehrlich gesagt selber nicht so genau^^

Versteh ich dich richtig oder heißt es, wenn ich auf der Kreisbahn der Erde bin und sozusagen mich mit der ersten kosmische Geschwindigkeit darauf bewege und dann aus der Kreisbahn ausbrechen will, beispielsweise in Richtung Mars... heißt das, dass ich dann keine weitere Energie mehr aufbringen muss, um die zweite kosmische Geschwindigkeit zu erreichen, wenn ich die Orbitalgeschwindigkeite der Erde (30km/s) nutze, indem ich fast in dieselbe Richtung, wie die Erde auf ihrer Bahn um die Sonne fliege?

oder habe ich gerade einen totalen Denkfehler?

also das ist so

die 1. kosmische geschwindigkeit gibt an, welche geschwindigkeit zb eine rakete mindestens braucht um nicht wieder auf die erde zurückzufallen
besagte
Zitat:Geschwindigkeit ergibt sich durch Gleichsetzen der Gravitationskraft und der Radialkraft, da diese die Radialkraft für die Kreisbewegung aufbringt:



wobei G die Gravitationskonstante, R der Körperradius der Erde, M die Masse der Erde und m die Masse der Rakete ist. Umstellen nach ergibt:


dabei ist die energie die aufzuwenden ist, um (bei einer masse von sagen wir 100kg) eine solche geschwindigkeit zu erreichen



und jetzt kommt der witz^^
da sich die erde ja mit um ihre eigene achse dreht was bereits einer energie von

entspricht, sind nurnoch aufzuwenden

das bedeuted nun für die 2. kosmische geschwindigkeit , (welche die geschwindigkeit angibt, die zb besagte rakete mindestens brauch um das gravitationsfeld der erde zu verlassen) dass auch für sie weniger energie aufgebracht werden muss wenn sich die rakete bereits mit einer orbitalgeschwindigkeit < um die erde bewegt
du musst also immer noch energie aufbringen um die 2. kosmische geschwindigkeit zu erreichen, jedoch nicht mehr so viel, als wenn du direkt von der erde aus starten würdest

also wie du schon weißt hast du die orbitalgeschwindigkeit der erde von 30km/s sowieso schon drauf
du musst aber vorher das gravitationsfeld der erde verlassen und dafür brauchst du von einem orbit der erde aus weniger energie als wenn du direkt von der erde aus startest
sobald du das gravitationsfeld der erde nun verlassen hast musst du zusätzlich noch ein bisschen energie aufwenden um entgegen dem gravitationsfeld der sonne zum mars zu gelangen, wobei dir nun die orbitalgeschwindigkeit der erde zugute kommt
beachte aber dass es hierbei nicht nötig ist, die 3. kosmische geschwindigkeit zum verlassen des sonnensystems anzustreben^^

Kosmische Geschwindigkeiten
Vielen Dank für die ausführliche Antwort ! Dafür eine positive Bewertung Wink
Welche Formeln genau hast du ausgewählt? Kannst du diese kurz erläutern bitte...
Kann man umgekerht zu den Formeln auch berechnen welche Geschwindigkeit man noch zusätzlich aufbringen muss ( und nicht welche Energie)?
Wenn ich dann die Orbitalgeschwindigkeit der Erde mit ausnutze, wie schnell bin ich dann auf dem Weg zum Mars?
v2= 11,2km/s
vE= 30 km/s
vges= 41,2 km/s ?????

Viele Dank für die Hilfe Smile
also um die 1. kosmische geschwindigkeit auszurechnen brauchst du
den betrag der Gravitationskraft
den betrag der Radialkraft (auch bekannt als Zentrifugalkraft)
die beträge der beiden kräfte sind bei einer kreisbewegung im abstand R vom erdmittelpunkt gleichgroß
=>

desweiteren brauchst du die kinetische energie die ein körper besitzt wenn er eine gewisse geschwindigkeit hat
im allgemeinen
diese formel wendest du an, indem du sagst dass deine rakete im ruhen zustand 0 kinetische energie besitzt. dann rechnest du aus wieviel kinetische energie sie hätte wenn sie sich mit einer bestimmten geschwindigkeit bewegen würde. besagte energie die du dann da berechnet hast ist also die energie die du der rakete noch zuführen musst damit sie eben auf diese gewisse geschwindigkeit kommt

Zitat:Kann man umgekerht zu den Formeln auch berechnen welche Geschwindigkeit man noch zusätzlich aufbringen muss ( und nicht welche Energie)?

ja natürlich, denn es gibt für jede bahn um die erde oder von der erde weg nur genau eine geschwindigkeit die du der rakete verpassen darfst
wenn du dafür ein beweis brauchst kannst du den gerne haben^^
wenn du also 100km/h brauchst und 20km/h hast dann musst du nurnoch 80km/h aufbringen Big Grin

es ist aber in der raumfahrt viel wichtiger denke ich dass man weiß wie viel energie man noch aufbringen muss als zu schauen wie viel geschwindigkeit man noch braucht
ich glaube man rechnet diese geschwindigkeiten wenn überhaupt nur aus um berechnen zu können was für eine energie man zuführen muss aber da bin ich mir jetz nich so sicher

in der realität ändert sich deine geschwindigkeit auf dem weg zum mars ständig. die erde und die sonne ziehen immer weniger stark an der rakete, wobei die anziehung des mars immer weiter zunimmt. man überlässt ab einer gewissen entfernung vom mars die beschleunigung und damit die bahn der rakete der gravitationskraft des mars wodurch wieder ein wenig energie gespart werden kann weil sich ja die geschwindigkeit mit der man die rakete starten muss verringert. jedoch dauert das alles natürlich auch etwas länger

du berechnest also ungefähr die geschwindigkeit die du einer rakete verpassen musst damit sie sich zur richtigen zeit am richtigen ort dem mars nähert und schaust dann welche energie dazu nötig ist
dann lässt du deine rakete starten und noch während des fluges zum mars berechnest du deine flugbahn und alles neu und führst gegebenenfalls bahnkorrekturen durch
aber das ist nur ein sehr einfacher plan, wie das alles in wirklichkeit von statten geht steht im wikipedia artikel von chris unter "transfer auf geostationäre bahn". wenn du das gelesen hast kannst du nochmal probieren "transferbahn zum mars" zu lesen und wenn du was nich verstehst dann kannste ja nochmal fragen ;P

Zitat:Vereinfachend wird dabei angenommen, dass eine kurzzeitige Zündung des Triebwerks für die Geschwindigkeitsänderung genügt. In Wirklichkeit wird sich der notwendige Schub nur über eine längere Brenndauer erreichen lassen, wodurch weitere Bahnkorrekturen erforderlich werden.
Alles klar super !
Ich setz mich am Wochenende ran, wenn ich Zeit habe Smile
kann man vllt auch nochmal über eine pn in Kontakt treten ?
Hallo zusammen,
eure theoretischen Betrachtungen und Berechnungen sind höchst interessant und sicherlich auch richtig,
(soweit ich das beurteilen kann natürlich Smile ).
Jedoch ist in der Praxis die Eigenbewegung der Erde, also die rund 30 Km/sek,
um das Schwerefeld zu überwinden nur von untergeordneter Bedeutung.
Viel wichtiger dabei ist die Umfangsgeschwindikeit (zB. am Äquator), um Energie beim Start einzusparen (-> b).
Deshalb startet die NASA ihre Missionen vom Cape Canaveral Air Force Station aus und nicht beispielsweise etwa
in Chicago.

Grüße Wink
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