Orbithöhe und Geschwindigkeit

    Mir ist letztens eine Frage in den Sinn gekommen und da ich weder KSP zum Ausprobieren noch genügend Physik-Kenntnisse habe, stelle ich sie hier. :)


    Stellen wir uns vor, wir hätten nur einen perfekt runden Planeten ohne Atmosphäre, ein immer gleichschweres Raumschiff und die Möglichkeit, dessen Umlaufbahn beliebig zu manipulieren.
    Wenn man jetzt dem Raumschiff 100 km über der Planetenoberfläche die Geschwindigkeit x parallel zur Planetenoberfläche gibt, liegt die Periapsis auf 100 km. x ist immer der gleiche Wert.


    Wenn man dem Raumschiff in einer beliebigen Höhe über der Planetenoberfläche (größer als 0) die Geschwindigkeit x parallel zur Planetenoberfläche gibt, liegt die Periapsis auf 100 km?
    Wenn nicht, könnte jemand mal Grafiken erstellen, die zeigen, wie hoch die Geschwindigkeit an verschiedenen Punkten über der Oberfläche ist, damit man immer die gleiche Periapsis kriegt?


    Ich bin auf eure Antworten gespannt
    (Fehler dürfen gerne korrigiert werden :))

    Hallo Scientist,
    wenn die Höhe des Orbits und die Geschwindigkeit an diesem Ort des Raumschiffes beide variable sind und das beides dann eine Periapsis von 100 ergibt. Kann es nicht gehen, weil das heißen würde das x + y = 100 und bei zwei Unbekannten ein Wert rauskommt. Dies ist ein lineares Gleichungssystem und wenn uns keine Variable bekannt ist, ist es "bisschen schwer".
    Meinst du mit parallele Geschwindigkeit zur Oberfläche einen "geostationären Orbit"? Weil das ist davon abhängig wie schnell sich der Himmelskörper dreht. Wenn er sich schneller dreht ist sie Niedriger, als wenn er sich langsamer drehen würde. Und bei einem geostationären Orbit sind der Nächste und der entfernteste Punkt der Umlaufbahn gleich.

    Ein Mann der mehr herausragende Ideen hat, als Muskeln!

    3 Mal editiert, zuletzt von Newjean ()

    x ist die Geschwindigkeit, mit der man, wenn man bei 100 km startet, eine Periapsis von 100 km hat (und somit nur abhängig von der Masse der Rakete und des Planeten; beides ändert sich aber nicht, also ist x konstant).
    Der Planet dreht sich nicht (habe ich vergessen zu erwähnen).
    Mit Geschwindigkeit parallel zur Oberfläche meine ich, dass der Punkt, an dem das Raumschiff startet, die Apoapsis des Orbits ist und das Raumschiff dort exakt die Geschwindigkeit x hat.

    Es hängt von der Geschwindigkeit ab und von der Masse des Himmelskörpers ( der Planet ). Die aber beide bei uns Variable sind. Eine höhrer Geschwindigkeit erhöht an der gegenüberliegenden Seite den Orbit. Da würde ich auf das dritte Newtonsche Gesetz verweisen. Grundlegend ist das ein Zusammenspiel der Kräfte.

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    Die Masse des Planeten und die Geschwindigkeit x sind beides Variable. Aber wenn du die Masse des Planets kennst, kennst du auch die Geschwindigkeit. Also ist x konstant, wenn die Masse des Planeten konstant ist.


    Das gleiche Gedankenexperiment aus einer anderen Perspektive; Definition von x ist: Geschwindigkeit des Raumschiffes in einem 100 km x 100 km-Orbit (gleich wie oben).
    Ist die Geschwindigkeit des Raumschiffes an der Apoapsis x, wenn die Periapsis des Raumschiffes 100 km hoch ist?


    (Eigentlich könnte man statt der 100 km ja auch eine Variable nehmen, es würde an der Antwort nichts ändern.)
    (Und ich bin auch nicht mehr neu in KSP :))

    Wenn die P. und A. beide gleich groß sind, ist die Geschwindigkeit gleich. An dem weiter entfernten Punkt ist die Geschwindigkeit niedriger.
    Ich verstehe jetzt aber nicht wohin das jetzt alles führen soll? ^^

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    So, ich hab mal was gebastelt, einfach mit dem Regler Höhe des Periapsis und Geschwindigkeit am Periapsis einstellen und das Programm zeichnet den Orbit um die Erde.
    (Einfach .zip runterladen, entpacken und mit http://www.geogebra.org/webstart/geogebra.html öffnen!)


    //edit: Achso Apoapsis und Periapsis Höhen beziehen sich auf den Erdmittelpunkt.
    Weiter zur Erklärung die Variablen in der linken Spalte:
    Ra = Radius Apoapsis
    Rp = Radius Periapsis
    Vp = Geschwindigkeit Periapsis
    Va = Geschwindigkeit Apoapsis
    G = Gravitationskonstante
    M = Masse Erde
    a = Semimajorachse
    b = Semiminorachse
    e = Exzentrizität
    foci = Abstand der Fokuspunkte der Ellipse zum Ellipsenmittelpunkt
    r = Radius Erde
    v_c = Geschwindigkeit für einen zirkulären Orbit


    //edit: UPDATE!


    Viel Spaß! :)

    Super :D
    Meine Idee ist also leider falsch...


    Neue Idee:
    Was würde passieren, wenn man auf einem Planeten (keine Luft) "springen" würde, der so schnell rotiert, dass an der Oberfläche Schwerelosigkeit herrscht?
    Würde man dann einen Orbit haben? Ich glaube nicht.

    Neutronsterne, die sind vielleicht nur 20km im Durchmesser drehen sich aber mit tausenden von Umdrehungen pro Sekunde. Aber so schwer wie Beispielsweise unsere Sonne.

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    wenn schwerkraft und Fliehkraft sich aufheben hat men nen Orbit (Schwerelos).
    Wenn Dieser Punkt auch der ist das man sich relativ zur Planetenoberfläche nicht bewegt, einen Geostationären.
    Am Äquator wohl gemerkt, wie es sich weinter nördlicher oder südlich auswirkt kann ich nicht sage, ich denke man wird zum Äquator gezogen und peldelt dann hin und her zwischen den nödrlichen standpunkt und einen südlichen.


    Wenn du am äquator nun deine Höhe erhörst, Verlangsamt sich dein Orbit, und due würdest nach hinten driften.

    Wenn ich am Äquator die Höhe erhöhe, steigt (logischerweise) meine Apoapsis, an der ich ja dann immernoch die gleiche Geschwindigkeit hätte. Aber ich hätte keinen Orbit, da die Periapsis negativ wäre, oder?


    Desto höher der Orbit, desto höher die Geschwindigkeit, aber desto länger dauert eine volle Umrundung, oder? Wenn das so ist, wäre rejoohs Geogebra-Orbit falsch.

    Wenn man dem Raumschiff in einer beliebigen Höhe über der Planetenoberfläche (größer als 0) die Geschwindigkeit x parallel zur Planetenoberfläche gibt, liegt die Periapsis auf 100 km?


    Nein, das geht nicht, da solange Apoapsis ungleich der Periapsis ist, wird dein Objekt beschleunigt oder abgebremst, Apoapsis und Periapsis müssen immer gleich sein für einen Geostationären Orbit, ausser dein Objekt hat so eine Große Masse das es einen Planeten beinflusst :D


    Wenn nicht, könnte jemand mal Grafiken erstellen, die zeigen, wie hoch die Geschwindigkeit an verschiedenen Punkten über der Oberfläche ist, damit man immer die gleiche Periapsis kriegt?


    Periapsis = Punkt der höchsten Geschwindigkeit und niedrigsten höhe.
    Apoapsis = Punkt der niedrigsten Geschwindigkeit und höchsten höhe.


    Um Periapsis auf die selbe höhe wie die Apoapsis zu bekommen muss man auf der Apoapsis solange Beschleunigen bis die Geschwindigkeit der Periapsis erreicht wird. (das lustige hier bei, die Periapsis Geschwindigkeit fällt mit dem Beschleunigen auf der Apoapsis seite)


    Um Apoapsis auf die selbe höhe wie die Periapsis zu bekommen muss man auf der Periapsis solange Bremsen(also entgegengesetzt beschleunigen) bis die Geschwindigkeit der Apoapsis erreicht wird. (das lustige hier bei, die Apoapsis Geschwindigkeit steigt mit dem Bremsen auf der Periapsis Seite)


    Die Höhe und Geschwindigkeiten der Periapsis und Apoapsis für einen Geostationären Orbit hängt von der Gravitation des Planeten/Mond e.t.c. ab.


    (hab apoapsis und periapis umgedreht :D)

    Einmal editiert, zuletzt von Kanone ()