Kerbolsynchroner Orbit um Duna

  • Moin :kerbonaut:


    Ich versuche, einen kerbolsynchronen Orbit um Duna zu erreichen. D.h. von Duna aus soll der Satellit immer vor Kerbol fliegen, sodass die Solar Arrays immer "beleuchtet" sind.
    In realiter geschieht dies ja durch Ausnutzung der Präzession eines polaren Orbits, in KSP wäre vielleicht ein SSO Orbit in der Äuatorialebene möglich?


    Ich konnte hierzu noch keine Berechnungen finden, deshalb will ich hiermit eine vorschlagen. Die Berechnung befindet sich als MATLAB-Skript im Anhang. Als Ergebnis erhalte ich eine große Halbachse von 131780 km, was bedeutet, dass ein SSO nicht möglich ist (außerhalb der SOI). (kerbalspaceprogram.de/attachment/13367/)
    Diese muss entgegen der Drehung von Duna geflogen werden.


    Es wäre nett, wenn das jemand verifizieren könnte :)


    Tobias

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  • Du willst also immer auf der Sonnenseite des Lebens stehen? :party:
    Der Ansatz zum Gleichsetzen der Winkelgeschwindigkeiten gefällt mir zwar, aber ohne jetzt an zu fangen mit Rechnen, bin ich mir ziemlich sicher, dass das was du da vorhast, nicht funktionieren wird.
    Es gibt zwar Sonnensynchrone Umlaufbahnen, ABER das ist höchst wahrscheinlich nicht das, was du willst.
    Denn dabei werden deine Solarpanele auch nicht immer von der Sonne bestrahlt. Siehe dazu hier: https://de.wikipedia.org/wiki/Sonnensynchrone_Umlaufbahn
    Entweder du hast eine Umlaufbahn mit Omega =0 (relativ zum stehenden Fixpunkt des Planeten) dann wäre es keine Umlaufbahn und du würdest runter fallen.
    Oder du versuchst es mit einem polarem Orbit so wie bei der Sonnensynchronen Umlaufbahne, dabei müsstest du aber die Inklination ständig anpassen! :finger:
    Denn nach einem viertel Jahr, also wenn Duna sich um 90° in Bezug auf die Sonne gedreht hat, hättest du ohne Inklinationsanpassung auch bei deinem polarem Orbit, ein Tag/Nach System.(roter Orbit) :schäm:


    Ich nehme mal an du möchtest den grünen Orbit erreichen?



    Edit:
    Nach dem ich den Wiki Eintrag noch mal genauer gelesen habe, :facepalm: gibt es wohl eine zusätzliche Kraft, die die Inklination beeinflusst: :schäm:
    "Die Erdabplattung übt jedoch ein Drehmoment aus und führt zu einer Verschiebung der Rektaszension des aufsteigenden Knotens."
    Ob diese Kraft bei KSP auch berechnet wird, bezweifle ich allerdings.


    Sonst ginge es vielleicht doch. Danke saibot für die sehr interessante Erkenntnis! :ahhh:

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    2 Mal editiert, zuletzt von Mr. Maxwell ()

  • Hey, danke für deine Ideen!
    Ich weiß nicht, ob das richtig rübergekommen ist, ich hab den "von mir gewünschten Orbit" mal in dein Bild gezeichnet, siehe Anhang.
    Der gelbe Orbit ergibt sich bei Betrachtung von Duna aus, der rote ist der aus Sicht von Kerbol.
    Aber ich stimme inzwischen mit dir überein, dass das in KSP zur Zeit nicht möglich ist, aufgrund zu geringer SOI. (Auch wenn man so das Problem von nicht implementierten Lagrange-Punkten hätte umgehen können... :) )
    Die polaren Orbits werden auch dadurch berechnet, dass man die Präzession des um die Sonne rotierenden Orbits miteinbezieht, was ich ziemlich interessant finde 8) Aber das ist ja durch die vereinfachte Physik nicht möglich.


    :kerbonaut:

  • Hm, ok. Ich hab das halt für eine Möglichkeit gehalten, Lagrange zu umgehen, dieser ist ja nur mit "Realer" Orbitaldynamik möglich.
    Mein Ansatz ist ja nur stabil, wenn man es als Zweikörperproblem berechnet, wie eben KSP. Real gibt es solche Orbits ja gar nicht, wie ich sie mir da ausgedacht habe :D
    Danke, die Diskussion hat mir schon weitergeholfen :ahhh:


    PS: Lagrange-Punkte wären besser als meine Idee, da sie ein "Energieminimum" darstellen, ganz im Gegensatz zu SSO. <\Nerdmodus>

  • Soweit ich das richtig interpretiere soll der Sat einfach in einem Äquatororbit sein, dessen Höhe so gewählt ist, dass sich immer die Konstellation Kerbol -- Sat -- Duna ergibt.
    Durch die große Höhe ist die Periode so lahm, dass Duna selber genug gewandert ist um die Bewegung des Sats um Duna quasi auszugleichen. Bisschen so wie die Umdrehung des Mondes so ist,
    dass immer eine Seite zur Erde guckt, nur eben als Orbit, mit Duna als Mondzentrum, der Erde als Sonne und nem Punkt auf der zugewandten Seite als Sat. Der Punkt beschreibt sowohl ne Bahn um den Mond, als auch um die Erde. Beides kann man plotten. Und wenn man die Bahn um den Mond gelb macht, und die Bahn um die Erde rot, (und das alles wieder zu Sat, Duna und Kerbol macht) dann kommt man auf das Bild was saibot gepostet hat.


    Problem an der Sache ist folgendes: Beim Mond ist es eindeutig und wir wissen es: Die Rotationsperiode entspricht der Umlaufzeit des Mondes. Diese Bedingung muss auch der Orbit erfüllen.
    T_Sat = T_Duna - Und das funktioniert nicht.


    Die Winkelgeschwindigkeit (°/s) resultiert unmittelbar aus der Rotationsperiode und ist für alle Bahnen (Achtung: Hier keine Orbits, KCST sagt gerade nur dass jemand im Tal die Erde in der selben Zeit umkreist wie jemand auf dem Berg) mit der selben Periode gleich. Was sich ändert ist dabei die horizontale Geschwindigkeit. Taltyp ist langsamer als Bergtyp, weil der Umfang des Kreises den sie um die Erde täglich beschreiben beim Bergtypen natürlich größer ist.


    Für nen Orbit auf ner bestimmten Höhe (kreisförmig wie wir ihn wollen) gibt's ganz klar EINE zugeordnete Geschwindigkeit. Die uns zugewandte Mondseite kann sichs nur erlauben so langsam zu sein, weil sie keinen Orbit machen muss. Der Sat muss das aber, und dabei muss er noch pro Orbit ein Dunajahr brauchen. Klar soweit? :D



    Jetzt geht der Rechenspaß los:
    Die Umlaufzeit resultiert aus dem Gravitationsgesetz: U = sqrt[ (4*pi2*a3)/(G*(MPlanet+MSat) ]
    (a = Große Halbachse, U = Umlaufzeit, G = Gravitationskonstante, M's = Massen)
    Da Duna ein bisschen viel krass viel schwerer als der Sat ist, können wir das Gewicht vom Sat getrost weglassen.


    Es ergibt sich: U = sqrt[ (4*pi2*aSat3)/(G*MDuna) ]
    Nach aSat aufgelöst: a = [ (U2*G*MDuna)/(4*pi2) ]**1/3


    Wir wissen dass diese Periode gleich der Umlaufperiode von Duna um Kerbol sein muss, selbes Spiel nochmal:


    U = sqrt[ (4*pi2*aDuna3)/(G*(MKerbol+MDuna) ]
    Hier ist Duna vernachlässigbar gegenüber Kerbol, also:
    U = sqrt[ (4*pi2*aDuna3)/(G*MKerbol) ]


    Da die beiden Zeiten wie gesagt identisch sind, können wir das einsetzen und nach a auflösen:
    Wenn man das macht (ich würds im Forum ja vormachen, aber das würde man hier gar nicht sehen) kommt man nach dem ersten rausstreichen auf:


    aSat = [ aDuna3 * MDuna/MKerbol ]**1/3


    Duna ist vernachlässigbar klein gegenüber Kerbol ---> Unter der Wurzel steht 0. Die Höhe des Satelliten um Duna ist 0.
    Bisschen bescheuertes Ergebnis, aber irgendwo logisch, denn im Kern von Duna, würdest du um Kerbol exakt den Orbit beschreiben der die Periode von einem Dunajahr hat :D



    Eine praktische Lösung deines Problems: Flieg um Kerbol, aber auf dem Orbit von Duna, kurz vor oder hinter Duna (quasi gerade so außerhalb der SOI). Damit bist du nahe an Duna, hast aber immer Strom.
    Das sind auch super Orbits für Kommunikationssatelliten, weil ihre Sicht quasi nie verdeckt ist.

    Zeig mir 'nen Job den die Bo nicht kann - Ich warte!

  • Ich kann Dir nicht folgen wie der Orbit aussehen soll. :huh:
    Kannst du das mal für ein ganzes Jahr in der selben Perspektive wie oben auf dem Bild aufzeichen?
    Also nicht mit einem roten und gelben Kreis, sondern wie der über ein Jahr gesehen tatsächlich ist.


    Wenn er sich wie bei deinem Ergebnis im Mittelpunkt von Duna befindet, ist es mir natürlich klar.

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  • Hey :)
    Danke für deine Rechnung :kerbonaut:
    Mit deiner letzten Vereinfachung, unter der Wurzel würde 0 stehen, bin ich nicht ganz einverstanden :P Setzt man Zahlen ein, erhält man 131780 km.
    Es ist durchaus für ein Comm-Relais gedacht :]

    Einmal editiert, zuletzt von saibot ()

  • Ich kann Dir nicht folgen wie der Orbit aussehen soll. :huh:
    Kannst du das mal für ein ganzes Jahr in der selben Perspektive wie oben auf dem Bild aufzeichen?
    Also nicht mit einem roten und gelben Kreis, sondern wie der über ein Jahr gesehen tatsächlich ist.


    Wenn er sich wie bei deinem Ergebnis im Mittelpunkt von Duna befindet, ist es mir natürlich klar.

    Wenn der Satellit eine Spur hinterlassen würde, ergäbe sich der rote Kreis.