Swing-by Manöver

  • Hallo zusammen!


    Ich werde demnächst meine Facharbeit in Physik schreiben. Mein Wunschthema wäre die interstellare Raumfahrt. Allerdings steht dies vor mächtigen Problemen. Denn Literatur zu diesem Thema zu finden ist sehr sehr schwer. Es gibt zwar einige Bücher zur Relativitätstheorie und auch über die Sterne, allerdings ist es schwer etwas über die Reise z.B. nach Alpha Centaurie (nur theoretisch, nicht realistisch) an sich zu finden.


    Jetzt habe ich im Internet einen 7 Seiten langen Artikel über das Swing-by bzw. Fly-by Manöver gefunden http://www.mpia-hd.mpg.de/suw/SuW/Schule/SuW0312/Fly-by.pdf
    Jetzt wird allerdings da stets davon geredet, dass dieses Manöver bei Sateliten und Sonden verwendet wird.
    Aber rein theoretisch gesehen wäre es doch ebenfalls bei einem bemannten Raumflug möglich, oder was denkt ihr?


    Fuji

  • Hallo Fuji,


    dem Swing-by ist es natürlich egal, ob jemand im Raumfahrzeug drin ist oder nicht. Der geht bemannt wie unbemannt. Du kannst bei der Theoretischen Betrachtung eines bemannten interstellaren Fluges also durchaus Swing-by-Manöver einplanen und damit Treibstoff in der Beschleunigungsphase einsparen. Allerdings - schätze das einmal ab - werden auch mehrere Swing-by-Manöver nicht reichen, um die notwendige Geschwindigkeit zu erreichen. Du brauchst also noch weiteren Antrieb.


    Die richtigen Probleme bekommst Du dann aber erst später: Um 4,3 Lichtjahre in der Lebensdauer eines Astronauten zu überbrücken, brauchst Du enorme Geschwindigkeiten. Da kommt die Relativitätstheorie ins Spiel, hast du ja schon genannt.


    Aber:
    a) Bei solchen Geschwindigkeiten brauchst Du Schutzmaßnahmen gegen den Zusammenstoß mit kleinsten Teilchen. Schätze einmal die kinetische Energie ab, die ein Staubkorn hat, wenn es mit fast Lichtgeschwindigkeit aufs Raumschiff trifft. Und schätze einmal die Wahrscheinlichkeit ab, daß das Raumschiff auf seinem Weg solche Teilchen aufsammelt (Teilchendichte im "leeren" Weltraum, Volumen des vom Raumschiff aufgefegten Raumes).


    b) Wenn Du bei Alpha Centauri bist, mußt Du wieder bremsen. Das könntest Du auch mit Swing-by machen, wenn es dort geeignete Planeten dafür gäbe. Aber die kennst Du wahrscheinlich erst nach der Expedition. Also mußt Du auf andere Weise bremsen.


    Viel Spaß bei der Lösung solcher Probleme
    Gruß, mike

  • Vielen Dank. Hat mir schonmal weitergeholfen.


    Klar in Alpha Centaurie soll es ja ungefähr 3 Planeten geben.


    Du hast mich auf wahnsinnig gute Ideen gebracht, Mike! Das mit den ganzen Problemen etc. Klingt gut.


    An sich wollte ich meine Arbeit dann eben auch so aufziehen, dass ich eventuell davon ausgehe, dass die Rakete immer mehr beschleunigt. Dann muss ich natürlich ebenfalls betrachten wann die abbremsphase einzuleiten wäre. Und da könnte ich (alles natürlich theoretisch) mal sehen, welche Geschwindigkeit da denn erreicht würde. Und dann kann ich das eben wieder mit der Relativitätstheorie gegenüberstellen.


    Die gesamte Problematik an der Arbeit wird eben die Literatur sein. Mein Kursleiter will das Thema ablehnen weil er denkt, es gäbe zu wenig darüber.
    Mal sehen was sich da noch finden lässt.


    Danke nochmal mike!


    Fuji

  • Also ich kann hier kaum mitreden aber ich denke, man sollte berücksichtigen, ob ein bemanntes oder unbemanntes Raumschiff einen Swing-By macht, oder?
    Vor allem bei Swing-Bys an Jupiter wegen der Strahlendosis. Oder nicht?


    Berichtigt mich falls ich hier falsch liege. [8)]


    Ach ja: Habe vor kurzer Zeit gelesen, dass es eigentlich nur mit einem Antimaterieantrieb möglich ist, einen Astronausten zum nächsten Stern zu schicken, oder?


    Aber wäre das nicht zu kompliziert zu erklären?

  • Schau dir mal den Link hier an: http://www2.jpl.nasa.gov/basics/
    Die Seite ist vom Jet Propulsion Laboratory der NASA. Da werden die Grundlagen der Raumfahrt erklärt (auf englisch, aber das sollte kein Problem sein). Ich hab mir die Seite noch nicht genau angesehen, aber vielleicht hilft sie dir ja weiter. Ich habe den Link von der Hompage von Orbiter (http://www.orbitersim.com), übrigens ein gutes Programm, wenn du Raumfahrtmanöver mal selber ausprobieren möchtest. Bei mir war jedenfalls der Lerneffekt durchaus da, zumindest kann ich mir jetzt besser vorstellen wie man in den Erdorbit fliegt bzw. diesen verändert um z.B. an der ISS anzudocken. Per Swing-by zu den Planeten fliegen kann man gaub ich auch, ist aber ne ganze Ecke komplizierter.
    Gruß
    Mario

  • Hallo ich bin ein Student der Raumfahrttechnik und werde versuchen dir zu helfen falls du es wünschst.


    Zu Swing by Mannöver habe ich hier eine kurze Abhandlung in einem alten Skript, kann aber wahrscheinlich noch neueres Material besorgen. Es gab auch mal ein Programm einer Uni, was man sich zur Berechnung solcher Probleme herunterladen konnte, allerdings ist das schon einige Zeit her muß den Link mal wieder suchen.


    Des weiteren lege ich dir dieses nah:


    "Project Daedalus."
    Journal of the British Interplanetary Society,
    31 (Supplement, 1978)\für diese Zeile lege ich nicht meine Hand ins Feuer


    Es sollte zum Barnard's Sternensystem gehen, mit ca. 12% der Lichtgeschwindigkeit, ich glaube von Missionsstart bis Empfang der ersten Daten vergingen auf der Erde 150 Jahre.
    Dieser Fleiger ist zwar unbemannt, aber zeigt die Probleme ganz gut auf, das Datum sollte dich nicht abschrecken, man kann zwar viele Systeme heute kleiner und leichter bauen, aber man würde wahrscheinlich nur mehr Sensoren instalieren.


    Du willst auch noch abbremsen, auf jeden fall durch Aerobraking z.B. IRDT http://www.2r2s.de/irdt_concept.html das Problem wird sein das du langsam abremsen mußt um nicht zu verglühen, wahrscheinlich auch mehrfach.


    Melde dich am besten per E-Mail bei mir, falls du noch Interesse daran hast.

  • Hallo Fujiama,


    zuwenig Literatur gibts darüber bestimmt nicht, eher zuviel, denn die interstellare Raumfahrt beflügelt schon lange die Phantasie der Menschen. Allerdings muß man unterscheiden zwischen wissenschaftlich fundierten Ansätzen und Wunschvorstellungen.


    Eine solche Wunschvorstellung ist es nach derzeitigem Wissensstand, innerhalb einer Lebensspanne eine Gruppe von Menschen zu einem anderen Sonnensystem und zurück zu transportieren. Aber warum nicht etwas langsamer, dafür ein sehr großes Raumschiff, daß z.B. durch Eigenrotation künstliche Schwerkraft hat und dicke Wände gegen die Strahlung, in dem die Menschen ähnlich wie auf der Erde leben, nur eben mit dem Ziel, eine anderes Sonnensystem zu erreichen. Übrigens: Wir auf diesem Planeten sind ja auch nur ein Raumschiff. Wenn wir lange genug warten, kommen wir sicher auch einmal in die Nähe eines anderen Sonnensystems, denn die Sonnensysteme bewegen sich teilweise mit sehr hohen Geschwindigkeiten gegeneinander.


    Vielleicht erfinden wir aber auch demnächst einen Computer, der intelligenter ist als wir und uns Möglichkeiten des superschnellen Transports aufzeigt, von denen wir nicht einmal etwas ahnen.


    Jedenfalls läßt sich mit den richtigen Schlüsselwörtern wie "interstellar" und "space travel" aus dem Netz schon einiges herausgoogeln z.B. http://www.the-solar-system.ne…pace-travel-webquest.html
    oder noch vieles andere mehr. Leider alles englisch, aber so ist das halt.


    Gruß Herbi

  • (==>)pirate_smee:
    Guck doch mal auf das Datum der Frage von Fujiama. Ich habs auch übersehen gehabt. Oops. Schätze, dieser Thread hat sich erledigt.


    Gruß Herbi

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