Wieso senkrecht ins All?

[Schorsch]

Na ja, das es technisch machbar ist habe ich nicht gesagt. Speziell in einem tiefen Orbit würde ich halte sofort beginnen zu fallen. Wenn ein Raumschiff ausreichend Zeit hätte, wäre es allerdings möglich (oder Trägheitsdämpfer :D ). Oder wenn ich eine Antriebsquelle habe, die mein Raumschiff beim Wiedereintritt verzögert, quasi Gegenschub liefert.
Wenn ich 5g für eine Minute für mein Shuttle und seine Besatzung für zulässig halte, könnte ich 60% der kinetischen Energie abbauen.

 

[beistrich]

Danke für die Antworten. Nur für was muss man beim verlassen der Atmosphähre unbedingt eine hohe Geschwindigkeit haben?

Abremsen vor dem Wiedereintritt wäre eigendlich meine nächste Frage gewesen. (danke Schorsch :D ). Ist das wirklich nur mit dem Treibstoff was man mitnehmen muss keine Altanative? Erspart sich nicht durch ein kleineres Hitzeschild Gewicht? In der Atmosphäre könnte man ja mit Bremsklappen abbremsen.

 

[Schorsch]

Danke für die Antworten. Nur für was muss man beim verlassen der Atmosphähre unbedingt eine hohe Geschwindigkeit haben?

Abremsen vor dem Wiedereintritt wäre eigendlich meine nächste Frage gewesen. (danke Schorsch :D ). Ist das wirklich nur mit dem Treibstoff was man mitnehmen muss keine Altanative? Erspart sich nicht durch ein kleineres Hitzeschild Gewicht? In der Atmosphäre könnte man ja mit Bremsklappen abbremsen.

Theoretisch könnte ich eine Rakete mit 120 km/h ins All schicken. Allerdings sprechen einige Sachen dagegen: So etwa müßte meine Rakete mit der Beschleunigung erst im All beginnen, so dass ich den ganzen Treibstoff spazieren geflogen habe.
Es ist effizient, möglichst früh auf hohe Geschwindigkeit zu kommen. Der Luftwiderstand spielt ab 20km Höhe wohl keine Rolle mehr.

Das ganze Shuttle ist ja eine Bremsklappe. Das Abremsen ist wie Jarlaxle richtig beschrieben hat nicht ganz leicht. Und bei der hohen Energie, welche ich im Orbit habe, wäre die Treibstoffmenge enorm hoch. Alternativen wie Ionenantrieb kommen auch nicht in Frage, da diese nicht genügend Schub erzeugen können.

 

[Hunter75]

Die sogenannte Fluchtgeschwindigkeit ist sehr schön auf
http://de.wikipedia.org/wiki/Fluchtgeschwindigkeit
oder hier
http://www.schulphysik.de/physik/satplane/satplane.htm
erklärt.

 

[Schorsch]

Die sogenannte Fluchtgeschwindigkeit ist sehr schön auf
http://de.wikipedia.org/wiki/Fluchtgeschwindigkeit
erklärt.

Schöner Link! Allerdings wird von manchen manchmal die Fluchtgeschwindigkeit mit der Geschwindigkeit verwechselt, die ein Shuttle im Orbit hat (bzw braucht). Würde mein Shuttle auf Fluchtgeschwindigkeit beschleunigen (und um die Theorie zu erfüllen müßte es das in der Millisekunde tun, wo es vom Launchpad abhebt), dann wären die Astronauten etwas gearscht, weil sie irgendwie in eine Umlaufbahn um die Sonne eiern würden.
Man will ja nicht weg von der Erde, sondern (aus kosmischer Sicht) knapp über ihr seine Kreise ziehen. Man braucht diese ominöse Fluchtgeschwindigkeit also nicht zu berücksichtigen. Man kann auch mit 120km/h schön aus der Atmosphäre eiern.
Die Fluchtgeschwindigkeit ist eine simple Energiegleichung (aber da ist so'n häßliches Intergral drin, die hab ich noch nie gemocht ).

 

[VJ101]

Man kann auch mit 120km/h schön aus der Atmosphäre eiern.

Nun ja, ganz so einfach ist das nicht. Sonst könnte man seinen kleinen Jet nehmen und mit 120km/h in den senkrechten Steigflug gehen. Das das nicht funktioniert dürfte allen klar sein. Die Erde ist sehr hartnäckig was das loslassen von Objekten aus ihrem Einflussbereich angeht. Der Energiebedarf um das Objekt bei konstanten 120km/h in den Orbit zu bringen steigt immer weiter an, je höher du kommst. Und selbst wenn man dann auf zB 400km ist und den Schub abschaltet, fällst du sofort wieder runter, selbst bei 36000km Entfernung würdest du wieder fallen. Du würdest solange zurückfallen bis du einen Bereich erreicht hast, wo die Sonne mehr einfluss hat als die Erde, ab da würdest du dann in die SOnne stürzen.
Ein Objekt hält sich nur im Orbit weil sich die Zentrifugalkraft der Kreisbewegung und die Anziehungskraft der Erde ausgleichen.Im Erdnahen Orbit ist das ca. die Fluchtgeschwindigkeit. Auch nur dann hat man Schwerelosigkeit.
Die Fluchtgeschwindigkeit von 7,92km/s braucht man auf jedenfall um in eine Kreisbahn zu kommen.

 

[Gargelblaster]

@ Schorsch

bei den ersten Rechnungen dürftest Du dich verrechnet haben
2% Treibstoffersparniss ist viel zu wenig, mein Gefühl sagt das es mindestens 50% sein muss.

Z.B: startet/startete die NASA X-15, Pegasusraketen, ...
von Trägerflugzeugen.
Warum?

Um Sprit zu sparen, und wegen 2% so viel Aufwand zu betreiben wäre ja aberwitzig

wenn man nen mords reaktor, trägheitsdämpfer und nen schutzschild hat:
-warum dann net einfach den spacelift benutzen?
- dirket runterbeamen?

 

[Schorsch]

@ Schorsch

bei den ersten Rechnungen dürftest Du dich verrechnet haben
2% Treibstoffersparniss ist viel zu wenig, mein Gefühl sagt das es mindestens 50% sein muss.

Z.B: startet/startete die NASA X-15, Pegasusraketen, ...
von Trägerflugzeugen.
Warum?

Um Sprit zu sparen, und wegen 2% so viel Aufwand zu betreiben wäre ja aberwitzig

wenn man nen mords reaktor, trägheitsdämpfer und nen schutzschild hat:
-warum dann net einfach den spacelift benutzen?
- dirket runterbeamen?

Dann rechne doch einfach mal nach. Bist doch Student! Ich habe mich ja auch gewundert, aber der größte Batzen ist eben die Bewegungsenergie.

Und das geht so:
kinetische Energie vom Launchpad: 1/2*Masse*(V_Orbit)²
vom Trägerflugzeug: 1/2*Masse*((V_Orbit)²-(V_TFlz)²)

Rechne mal nach! Einfach sagen das falsch ist geht nicht!

 

[Gargelblaster]

rechnung überlegen muss.

Fakt: Raumschiff startet erst in 20-30 km Höhe
Stratosphäre, also viel weniger Reibung
bis dahin liefert mein Trägerflugzeug (Luftatmend) die Energie, man braucht also viel weniger Treibstoff

dort wird das Raumschiff mit Mach 5 Eigengeschwindigkeit beschleunigt (Sänger sollte so schnell sein)
--> von Mach 5 (@20km Höhe)--> 1,69 km/s auf 7,44 km/s
mit 30Tonnen
==> 787GJ
+ die 34 GJ der Erdanziehung
821 GJ

wobei jetzt der Aufstieg auf die 30 km Höhe weggelassen wurde, dies ist aber genau der Bereich wo die Luftreibung nicht weggelassen werden darf.

Und müsste die Rakete einen gravierenden Nachteil haben. Das kleine Raumschiff startet ja erst oberhalb der dichten Athmosphäre.

Und bei deiner Rechnung fehlt auch die Strukturmasse die mitbeschleunigt werden muss (mE ein Riesenbatzen)

Vorteil des waagrerechten Starts ist auch die Sicherheit (kann problemlos landen) und die wiederverwertbarkeit.

MfG

GB

 

[volumic]

Ich glaub bei einem Raketenstart sind die ersten 20km genau die Strecke bei der, der Luftwiederstand vernachlässigt werden kann. :D

In der Zeit befindet sich die Rakete erst in der Beschleunigungsphase. Shuttle z. B. mit den Feststoffraketten. Da geht die meiste Energie auf die Beschleunigung weg. Wie schnell ist die Rakette durchschnittlich bis in 20 km Höhe? Und wie hoch ist die Wiederstandskraft der Luft im Vergleich mit der Schubkraft?

Bin zu doof zu nachrechnen ...

 

[radist]

Vorteil des waagrerechten Starts ist auch die Sicherheit (kann problemlos landen) und die wiederverwertbarkeit.

GB

Wo ist der Zusammenhang zwischen wagerechtem Start und Wiederverwendbarkeit bzw. Sicherheit?

1. Eine wagerecht getartete Rakete kann nicht "problemlos" landen.
2. Shuttle startet nicht wagerecht und ist trotdem wiederverwndbar.

radist

 

[VJ101]

Wo ist der Zusammenhang zwischen wagerechtem Start und Wiederverwendbarkeit bzw. Sicherheit?

1. Eine wagerecht getartete Rakete kann nicht "problemlos" landen.
2. Shuttle startet nicht wagerecht und ist trotdem wiederverwndbar.

radist

Bei waagerechtem Start gehen wir davon aus, das man ein "normales" Flugzeug nimmt das in großer Höhe die Rakete absetzt oder ein fluggerät das waagerecht startet und dann direkt in den Weltraum fliegt. In beiden Fällen gibt es eine lange Phase des Fluges bei der Das Flugzeug mit luftatmenden Triebwerken arbeitet. Es ist also ganz normal zu fliegen wie jedes andere Flugzeug auch, dementsprechend kann es auch ganz normal landen. Im Notfall auf jedem größeren Flughafen.
Beim Shuttle hast du noch die beiden Booster und den Haupttank, die weggeschmissen werden. Die Booster sollten ja theoretisch wiederverwendbar sein, aber es wurde noch nie einer 2mal benutzt.

 

[Gargelblaster]

shuttle: rettung erst nach dem boosterabbrennen möglich

waagerecht gesteartet: missionsabbruch viel füher möglich (z.b. kann trägerflugzeug wieder landen).
Nicht Problemlos, sondern die möglichkeiten dazu sind viel größer

Sicherheit: auftreibbasierend ist nicht auf falslchirme angewiesen (die öfters nicht funktionieren)

2. Shuttle startet nicht wagerecht und ist trotdem wiederverwndbar.

naja, der große Tank ist für immer Verloren ...

also keine wirkliche wiederverwendbarkeit.
beim waagerechten müssen nur Wartungsarbeiten getätigt werden

Wie schnell ist die Rakette durchschnittlich bis in 20 km Höhe?

kA, aber auf jedenfall schneller als Mach 5

Und wie hoch ist die Wiederstandskraft der Luft im Vergleich mit der Schubkraft?

gib mir nen Cw wert und die egschwindigkeit @ 20km Höhe
Sänger wäre bis 30 km Höhe geflogen, da habe ich aber keine athmosphärendaten :(

 

[volumic]

aber es wurde noch nie einer 2mal benutzt.

Das halte ich aber für ein Gerücht ...

 

[VJ101]

Das halte ich aber für ein Gerücht ...

Quelle? Ich lern gern dazu.

 

[BauAir]

Und selbst wenn man dann auf zB 400km ist und den Schub abschaltet, fällst du sofort wieder runter, selbst bei 36000km Entfernung würdest du wieder fallen. Du würdest solange zurückfallen bis du einen Bereich erreicht hast, wo die Sonne mehr einfluss hat als die Erde, ab da würdest du dann in die SOnne stürzen.

Vergleiche einmal die Daten der Apollo-Mission(en). Ich müßte diese erst hervorkramen bzw. umständlich suchen. Aber kurz auf einen Nenner gebracht:

Nachdem die Kommandokapsel, das Versorgungsmodul und die Landefähre mit "Reisegeschwindigkeit" in Richtung Mond unterwegs waren, ist dieses 3er-Gespann "antriebslos" - also mit der von der Beschleunigung mitgenommenen kinetischen Energie durch's All getrieben. Dabei hat sich deren Geschwindigkeit ständig verringert, bis zu jenem Punkt an welchem sich die Anziehungskräfte von Erde und Mond aufheben (der genaue Punkt ist errechnet worden, liegt aber wesentlich näher beim Mond als bei der Erde). Die Geschwindigkeit an diesem Punkt lag bei nur mehr 1.000 km/h. Ab diesem Zeitpunkt hat das Raumgefährt durch die Anziehungskraft des Mondes wieder beschleunigt. Bis zum Eintritt in eine Mondumlaufbahn hatten sie wieder etwa 5.000 km/h erreicht und mußten eine (oder mehrere) Bremszündungen zum Einschwenk in die Mondumlaufbahn einleiten. Dies ist auch einer der Gründe, weshalb die Reise zum Mond nicht schneller geht, man müßte dann die überschüssige Geschwindigkeit wieder mit Antreibsenergie (Bremsenergie) verringern und der Sprit dafür müßte wiederum von der Erde hochgebracht werden - also wiederum eine deutlich höhere Startmasse nur um schneller unterwegs zu sein ... ähnlich verhält's sich auch mit dem "langsamen Steigen" ... alles nur eine Frage der Transportkapazitäten. Irgendwann ist der Punkt erreicht, an dem aerodynamischer Auftrieb nicht vorhanden ist und nur mehr durch Schubkraft ersetzt werden kann. Somit ist Geschwindigkeit die einzige Alternative und ein senkrechter Start hat eben schon alleine in struktureller Hinsicht einige Vorteile gegenüber dem horizontalen Start. zudem kommt, daß ein dauerhafter Aufenhtalt in einem Orbit NUR mit Geschwindigkeit erreicht werden kann. Ausreichende Beschleunigung ergibt später antriebslosen Flug im All - zumindest für recht lange Zeit ...

 

[radist]

tschuldigung :red:
Ich hatte nicht mitbekommen, dass "wagerechter Start" jetzt automatisch auftriebsgetragenes Flugobjekt meint.

Aber:
1. Können nicht auch Raketen/Raketenstufen durch ein Trägerflugzeug gestatet werden?
2. Wie "wagerecht" ist der Start oder das Aussetzen eines wie auch mmer gearteten Flugkörpers von einem Träger? Was ist die Bezugseben für "wagerecht"?

radist

 

[volumic]

Quelle?

Wüsste ich jetzt keine ...

Aber für Gerüchte gibt es normalerweise auch keine Quellen. :D

 

[VJ101]

Natürlich können Raketen waagerecht gestartet werden, siehe Pegasus, hab ich weiter oben schonmal geschrieben und verlinkt ;)

Und ich denke waagerecht heißt in diesem Fall nur soviel wie "nicht senkrecht" :D

Beim Aussetzten von einem Trägerflugzeug wird man vermutlich immer einen gewissen Anstellwinkel haben?
Tatsache ist, das eine Rakete oder was auch immer erst noch eine relativ starke Kursänderung vornehmen muß um nach oben zu kommen. Bei der Pegasus sieht das immer sehr merkwürdig aus.
Man könnte natürlich auch überlegen die Nutzlast am Scheitelpunkt eines Parabelfluges auszusetzen, bzw kurz davor, dann hätte sie schon einen ordentlichen Steigwinkel und das würde vermutlich die meißte Energie mitgeben.

Wüsste ich jetzt keine ...

Aber für Gerüchte gibt es normalerweise auch keine Quellen. :D

also Aussage gegen Aussage müssen wir auf jemanden warten ders genau weiß

 

[Schorsch]

@Gargelblaster: Lese Dir doch nochmal genau durch, was ich gerechnet habe. Ich sagte SR-71-mäßig Mach 3 und 30km. Na klar, bei Mach 5 wäre es weniger.
Und ich habe die Energie für eine 30 Tonnen Nutzlast berechnet. Von den enormen Vergrößerungsfaktoren (mein Professor schreibt was von Faktor 100) habe ich ja ausführlich berichtet.

Der Luftwiderstand sollte keine zu große Rolle spielen. Da geht sicherlich etwas verloren, aber die senkrechte Durchkreuzung der unteren Atmosphäre ist ja schnell zu Ende. Kannst Du ja mal berechnen, nehme einfach den Cw-Wert einer Halbkugel.

Und dieser Sänger,
- gibt es den: nein
- gibt es überhaupt ein Flugzeug, das Mach 5 fliegt und nicht in eine Garage passt: nein
- gibt es Erfahrungen im Hyperschallbereich: nur sehr bedingt
- wäre es Deiner Ansicht nach günstig, ein 80m-Mach5 Flugzeug zu bauen? Wie hoch wären die Kosten? 15E9$?
- thermische Probleme wirst Du bei Mach5 reichlich haben.