Antrieb für Weltraumfahrt

wusste gar nicht dass 99,9927% der Lichtgeschwindigkeit (300.000 km/s) dann 80.000 km/h bedeuten. Und dass es mehr Energie kostet einen Körper, solange er sich nicht relativistisch bewegt, von 0 auf 40.000km/ oder von 40.000 km/h auf 80.000 km/h zu beschleunigen, glaube ich auch nicht.

Wenn man Planeten für Loop Manöver benutzt, dann nur weil Treibstoff ins All zu bekommen schon ziemlich viel Energie benötigt und man die sich lieber für was anderes spart.
 
l1n00x schrieb:
Nach a=F/m gilt, dass die Beschleunigung von der Kraft abhängt Um also weiter zu beschleunigen, brauchst du eine größere Kraft. Die Triebwerke liefern aber nur eine bestimmte maximale Schubkraft.

Was ein Quark.
Bei konstanter Kraft ist auch die Beschleunigung konstant. Heißt also, du müsstest die Schubkraft nur immer beibehalten und die Geschwindigkeit nimmt bei gleicher Beschleunigung weiter zu.
Das Problem muss woanders liegen.
Die Masse dürfte als konstant angenommen werden, in der Praxis wird man so schnell nichts anderes feststellen ;)
Also wird es möglicherweise wohl wirklich ein begrenzter Treibstoff sein. Denn eins muss beachtet werden: Solange er noch da ist, muss er mitbeschleunigt werden. Heißt also, dass mehr Treibstoff nicht nur die Endgeschwindigkeit erhöht, sondern sie genauso auch verringert.
Irgendwann machts dann wohl einfach keinen Sinn mehr, noch mehr Treibstoff mitzunehmen.
Übrigens: Zum Abbremsen nimmt man oft auch die Atomsphäre des Zielplaneten. Dauert ewig, kostet aber keinen Treibstoff ;)
 
stell es dir doch auf der erde vor, sicherlich wirken hier noch reibung etc. aber wenn eine lokomotive den zug auf 100km/h beschleunigen kann und dann am maximum ist (reibung etc. verhindert eine größere geschwindigkeit) heißt das noch lange nicht dass 10 loks 1000km/h schaffen (das anbringen mehrerer loks erhöht den luftwiderstand nur unbedeutend).
hier kommt zwar der effekt zum tragen dass eine geschwindigkeitsverdopplung einen vierfachen luftwiderstand bedeutet, aber das grundprinzip ist gleich, die maschinen haben eine leistung und mmehr geht halt nicht.

genauso wenig kannst du durch ein streichholz eine gasflamme noch heißer machen
 
das abbremsen in der atmosphere dauert nicht ewig, genau da liegt ja das problem :D,
wenn das alles langsam von statten geht bräuchte kein raumschiff keramikschutzschilde gegen die reibungshitze beim wiedereintritt...
 
Abbremsen und Beschleunigen im Weltraum dauert gleich lang und kostet auch gleich viel Arbeit, die man verrichten muss. Ausser du befindest dich im Schwerkraftfeld eines grossen Körpers und wirst beschleunigt. Und ja ,je höher die Geschwindigkeit desto höher die Reibungshitze. Aber den Hitzeschild bräuchtest auch wenn dich da in 400km einfach einer loslässt und du nur runterfällst.
 
Einfach rein reicht glaub ich nicht. Wird zwar massig heiß, aber trotzdem krachste mit ziemlicher Geschwindigkeit in den Boden.
Ich meine mal gehört zu haben, man würde gerade Objekte die man in die Umlaufbahn bringen will, dadurch abbremsen, indem man sie nah am Planeten kreisen lässt.

Aber Weltraumtechnik ist nun auch nicht grad mein Spezialgebiet. Ich gehe jedoch davon aus, dass das Abbremsen nicht der Grund sein dürfte, warum man die Geschwindigkeit im Flug begrenzt.
 
Wenn du zu schnell in einie Umlaufbahn einlenken willst, sieht die Annäherung aus wie eine Hyperbel. Willst aber nen konstanten Orbit, also musst dich sozusagen einfangen lassen und die Geschwindigkeit kannst dir an Hand der Zentripetalkraft errechnen.
 
Aber den Hitzeschild bräuchtest auch wenn dich da in 400km einfach einer loslässt und du nur runterfällst
klar, rechne doch mal aus wie schnell du da wirst: v=g*[wurzel]2s/g=2801m/s=~10000km/h
 
Tja, mein Fehler. Zu einfach formulierte Fragen ziehen Halbwissen wie ein Magnet an.

Ein anderer Gedanke.

Ein Zug fährt mit 80km/h. Ich bewege mich vom letzten Wagen nach vorne, also in die Fahrtrichtung mit 5km/h. Zug+Ich= Ich bewege mich in Relation zur Erde mit 85km/h. AFAIK bewegt sich die Erde auch mit 35km/s und braucht 250 mio Jahre um die Milchstrasse zu umkreisen.

Es geht darum, dass der Körper, welcher sich schon mit 40.000km/h durch den Weltraum bewegt nichts von seiner Geschwindigkeit weiß.
Wenn der Austronaut aussteigt, bleibt er ja nicht plötzlich zurück, sondern schwebt mit dem Objekt parallel weiterhin mit. Wenn sich jetzt an der Spitze eine neue Rakete befindet und diese ihre Triebwerke einschaltet, dann muss ja ein Geschwindigkeitszugewinn im Vergleich zum alten 40.000 km/h körper stattfinden.

Ich glaube es hat etwas mit der Schubkraft zu tun. Bedeutet konstanter Schub im Weltraum konstante stetige Beschleunigung oder wird eine Geschwindigkeit irgendwann erreicht, wo die Schubkraft keinen neuen Geschwindigkeitszugewinn leisten kann?

edit: und bitte kein sinnlosen Beispielanalogien von der Erde in den Weltraum übertragen.
Auf der Erde muss du ständig Kraft anwenden um Bewegung zu erzeugen und beizubehalten. Im Weltraum musst du nur eine Bewegung kurzfristig erzeugen und das Ding fliegt von alleine dahin.
 
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Dein Problem hat mal Einstein in einem Gedankenexperiment durchgespielt. Wenn dich einer in einen Aufzug setzt und du da drin bist ohne vorher zu wissen dass sich das Ding bewegt, kannst du das mit keiner Methode herausfinden, obdu dich bewegst. Das hat mit Inertialsysstemen zu tun. Solange du dich nicht relativistisch bewegst gilt die Gallileo-Transformation, d.h. wenn die Erde sich in der Milchstrasse schon mit 70.000 km/h bewegt und du dich dann relativ zur Erde nochmal auf 40.000km/h beschleunigst, würde es für einen Beobachter ausserhalb unserer Milchstrasse so aussehen als ob du dich mit 70.000+40.000=110.000 km/h bewegen würdest.
 
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solange man von der relativistik absieht ist die beschleunigung bei gleicher schubkraft konstant (bis ca 10% der lichtgeschwindigkeit), danach gilt E=mc², heißt je näher an c, desto mehr masse, desto weniger beschleunigung. deshalb ist die lichtgeschwindigkeit der maximale grenzwert der geschwindigkeit...
 
Hier mit relativistischen Gedanken zu kommen, ist quark. Eignet sich auch nicht zum Angeben, hier unpassende Formeln zu präsentieren...

Das Problem liegt glaube ich zwischen den beiden Erkenntnissen und ich kann es grad irgendwie auch nicht lösen.

Bei konstanter beschleunigender Kraft ist die Beschleunigung eines Körpers konstant.

ABER

Die Beschleunigungsarbeit errechnet sich aus Kraft * Strecke.

Da die Beschleunigung die Geschwindigkeit in Abhängigkeit der Zeit erhöht, die zurückgelegte Strecke innerhalb dieser Zeit aber mit zunehmender Geschwindigkeit höher wird, folgt daraus, dass die benötigte Energie zum Beschleunigen um den selben Geschwindigkeitsbetrag immer größer wird, je schneller das Objekt bereits ist.
Als Formel im Quadrat der kinetischen Energie zu erkennen, die sich aus oben genannter Gesetzmäßigkeit ableitet:
W = F*S
W = (m*a)*(0,5*a*t²)
W = m*(v/t)*0,5*(v/t)*t²
W = m*v*0,5*v
W = 0,5*m*v²

Und da komme ich grad in der Tat auch nicht weiter.
Wieso wird eine immer höhere Energie zum aufrechterhalten dieser Kraft benötigt? Und zu welchem Referenzsystem wird die bisherige Geschwindigkeit überhaupt gemessen, die die notwendige Energie bestimmt?
 
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Lar337 schrieb:
Und da komme ich grad in der Tat auch nicht weiter.
Wieso wird eine immer höhere Energie zum aufrechterhalten dieser Kraft benötigt? Und zu welchem Referenzsystem wird die bisherige Geschwindigkeit überhaupt gemessen, die die notwendige Energie bestimmt?
Die benötigte Energie erhöht sich auf Grund der zunehmenden Geschwindigkeit (E=m*v²/2). Als Bezugssytem kannst du doch einfach ein feststehendes Koordinatensystem definieren. Hm, aber ein DELTA v sollte immer denselben Energiebetrag fordern (unabhängig von v,momentan)...

EDIT:
Hattest natürlich oben Recht. wenn F=const folgt daraus auch a=const. Hatte irgendwie Kraft und Geschwindigkeit gedanklich verwechselt.
 
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Ja, die Formeln sagen genau das aus, aber es leuchtet mir noch nicht so ganz ein.

Kleines Gedankenspiel:

Ich beschleunige in einem Zug von 0 auf 10 m/s, während der Zug steht.
Ich beschleunige in einem Zug von 0 auf 10 m/s, während der Zug 100 m/s fährt.

Dabei wende ich immer die selbe Energie auf. Im zweiten Beispiel jedoch erhöht sich meine Energie stärker als im ersten Beispiel, wenn man den Bezugspunkt Erde nimmt.
Denn ich beschleunige da ja von 100 auf 110 und nicht von 0 auf 10.

Mein bisheriger Ansatz um diese zuerst paradox wirkende Sache zu erklären:
Wenn ich beschleunige im Zug, bremse ich den Zug dabei ab, weil ich ihm ja eine Kraft nach hinten verpasse. Dabei bremse ich ihn im höheren Energiebereich ab, wenn ich es mache, während er fährt, als wenn ich dies im Stillstand tue.
Somit ließe sich vll (es ist erstmal nur ein erster Ansatz) erklären, warum ich zum Bezugspunkt Erde einen höheren Energiezuwachs erhalten kann, wenn ich im fahrenden Zug beschleunige.

Doch das Raumschiffproblem ist damit nicht gelöst.
Wieso brauche ich mehr Energie für die selbe Kraft, nur weil ich schneller bin? Denn genau das sagt die Formel W = F*s aus, aus der sich ja auch die Quadratische Vorschrift der kinetischen Energie ergibt, wie ich ja oben vorgerechnet habe.
Aber ich hab grad schon ein Logikproblem bei der Formel selbst!

Wenn diese Lücke zu schließen ist, ist die Frage eigentlich beantwortet.
Denn die Energie steigt quadratisch zur Geschwindigkeit an, während die Masse liniear zur mitgeführeten Energie (Treibstoff) ansteigt. Diese muss nun mitbeschleunigt werden: Das ganze wird irgendwann sinnlos.
Dies alles ist jedoch auf das Quadrat in der Energie zurückzuführen, bei dem ich grad auf dem Schlauch stehe.
 
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vergesst mal die lichtgeschwindigkeit mit 300.000km/s

es geht darum warum es nicht geht eine rakete von 11 km/s auf 22 km/s mit nochmaligen zünden der Triebwerke zu erreichen
 
das geht schon.
bloß haben die nicht genug treibstoff mit.

das ganze mit relativität wird erst bei höheren geschwindigkeiten merkbar relevant, viel mehr liegt es eben daran, dass nicht mehr treibstoff mitgenommen wird (oder werden kann, weiß ich nicht).

ich weiß nicht, in welche geistigen höhen manch andere in diesem thread abschweifen ;)

(die gravitationskraft der erde wird sehr schnell sehr klein, also kann man das eigl auch aus der gleichung streichen)
 
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man muss doch nur den geschwindigkeitszuwachts betrachten (delta v), der geschwindigkeitsbetrag davor interessiert nicht. wenn man den zug von 100 auf 110 beschleunigen will braucht man gleich viel energie wie von 0 auf 10, da man bei 100 auf 110 ja auch nur delta v betrachtet, also 10 genauso wie bei 0 auf 10 :freaky:

edit: zur rakete: wenn man die triebwerke beim 2. mal genausolange und mit der gleichen kraft laufen lässt wie bei der ersten beschleunigung erreicht man auch die doppelte geschwindigkeit (gewicht des treibstoffs unbeachtet)
 
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Hoffe, du bist mir nicht böse, dass ich deinen langen Beitrag nun nur überflogen habe. Hoffentlich hab ich alles richtig verstanden :D

Klar ist deine Energie bei 110km/h höher als bei 10km/h. Aber das ist ja die gesamte kinetische Energie des Systems. Du musst vor dein V immer ein Delta (bzw. ein d, wenn du das differentiell begutachten möchtest) schreiben.
W=F*s sagt nur aus, dass du für die GESAMTE Strecke eine bestimmte Energiemenge bzw Arbeit brauchst/verrichten musst, nicht aber für ein Delta, also eine (konstante) Differenz. Also ist für die Änderung desselben Energiebetrags immer dieselbe Arbeit/Energie nötig.

EDIT: T.I.M. hats ja schon in Kurzform gesagt :D
 
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T.I.M. schrieb:
man muss doch nur den geschwindigkeitszuwachts betrachten (delta v), der geschwindigkeitsbetrag davor interessiert nicht. wenn man den zug von 100 auf 110 beschleunigen will braucht man gleich viel energie wie von 0 auf 10, da man bei 100 auf 110 ja auch nur delta v betrachtet, also 10 genauso wie bei 0 auf 10 :freaky:

exakt, und da außer der gravitationskraft nix variables an der rakete zerrt, und diese kraft sehr schnell vernachlässigbar (in relation zur kraft des antriebs) wird, spräche nichts dagegen, dass das nicht ginge, lieber TE.

(und relativität ist vernachlässigbar bei den geschwindigkeiten)
 
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