Swing-By extrem ...
Geschrieben von Quasi-VDX am 26. September 2002 15:15:52:
Als Antwort auf: Günter in der Schleuderrinne geschrieben von Gabi am 23. September 2002 07:33:36:
Hallo Leute,
hab die vielen Erklärungs-Versuche zum Swing-By-Effekt gelesen ...
Einige waren recht witzig, will aber keine Wertungen vornehmen ;-)
Zunächst - es gibt mehrere unterschiedliche Swing-By-Manöver, die auch verschieden Effekte ausnutzen !
Das einfachste, welches auch die Nasa verwendet, nutzt den Bahngeschwindigkeits-Vektor eines Planeten, indem sich die Sonde langsam 'von hinten' nähert (=lange Beschleunigungsphase) um dann schnell seitlich auszubrechen (=kurze Abbremsphase) - mit dem Unterschied im Bahn-Vektor-Zeit-Diagramm gewinnt die Sonde Tempo auf Kosten der Bahngeschwindigkeit des Planeten ...
Die Sonne wird hier nicht unbedingt benötigt, ein geradeaus vor sich hinfliegender Massekörper kann auch dafür verwendet werden - also keine Wirbel-Effekte!
Die von der Erde in Richtung der Erdrotation startenden Raumschiffe nutzen nur die Anfangsgeschwindigkeit des Startortes an der Erdoberfläche aus, das hat mit Swing-By überhaupt nichts zu tun!!!
Ein weiteres, extremes Swing-By-Manöver nutzt relativistische Raum-Zeit-Effekte!
Vereinfachtes Beispiel: Ein Raumschiff nähert sich auf einer leicht gekrümmten Bahn einem extrem massereichen Stern (besser einem Neutronenstern oder schwarzen Loch) - 'normale' Sterne haben einen zu großen Durchmesser bezogen auf die Raumkrümmung um sie herum, um die Beschleunigung wirklich effektiv zu nutzen - das Raumschiff müßte zu nahe heranfliegen und drin würde es ziewmlich heiß werden ;-)
Beim Annähern An die Masse wird das Raumschiff sehr stark beschleunigt, im Idealfall bis auf über 50 % der Lichtgeschwindigkeit - da kann man schon mit 'brauchbaren' relativistischen Effekten rechnen!
Die Zeitdilatation wirkt nicht nur im Raumschiff, sondern wechselwirkt auch mit dem 'gekrümmten' Raum um die Masse herum.
Im Endergenbnis dürfte das Raumschiff die 'Abflugbahn' als kürzer empfinden als die 'Einflugbahn' - geometrisch gesehen, ist die Abflugbahn etwas gerader als die stärker gekrümmte Anflugbahn => weniger Abbremszeit = höhere Endgeschwindigkeit!!!
Die Bahn muß auch nicht gekrümmt sein (so ist's halt nur etwas anschaulicher) - das was passiert, wenn ich nahe genug an einer großen Masse 'vorbeifliege', ist der Grund für die Rosettenbahnen von Sternnahen Planeten (-> Merkur) oder für die Idee des 'Raumzeittunnelns' in vielen SF-Geschichten - ich nutze die Varianz von Zeitabläufen in unterschiedlich stark gekrümmten Raumbereichen für meine Vektor-'Verbiegerei' ...
Einen ähnlichen Effekt kann mann auch am PC sehen - bei einem simulierten Zwei-Körper-Problem, bei dem man die (diskreten) Zeitpunkte der Körperposition als Bildpunkte ausgibt, wird ein mit seitlichem Vektor sehr nahe am Haupt-Masse-Zentrum vorbeifliegender 'kleiner' Körper auch beschleunigt. Man kann die Startbedingungen so wählen, daß die Sonde mit einer Ellipsenbahn anfängt, ganz knapp am Zentralkörper vorbeizischt und fast gerade mit einem irrsinnigen Delta-V wegzischt! - hier schlägt die 'Zeitdilatation' durch die Zeit-diskrete Berechnung der neuen Körperpositionen voll zu ...
Ciao, VDX
- Re: Swing-By extrem ... VDX 27.9.2002 07:38 (1)
- Re: Swing-By extrem ... Quasi-VDX 27.9.2002 13:07 (0)