Saturn V: Durchschnittsgeschwindigkeit?

[Benno Hartwig]

Der Mond ist auch in der Erdumlaufbahn, d.h. die Astronauten haben im Grunde
die Erdumlaufbahn nicht verlassen.

Wäre der Mond den Astronauten nicht im Weg gewesen, hätte
der 'Schubs', der sie auf ca. 40000 km/h brachte nicht gereicht,
sie wirklich von der Erde zu entfernen, sie zu einem weiteren Körper
mit einer eigenen Sonnenumlaufbahn zu machen?
Ich finde, dann hätten sie schon die Umlaufbahn verlassen.
Und: wohin wären die Astronauten eigentlich geflogen, wenn das
Abbremsen hinter dem Mond nicht gelungen wäre?
("Scheiße, das Rakentendings springt nicht an...")

Benno

[Jens Schweikhardt]

In de.sci.physik Benno Hartwig <***@gmx.de> wrote:
...
# Und: wohin wären die Astronauten eigentlich geflogen, wenn das
# Abbremsen hinter dem Mond nicht gelungen wäre?

Wieder zur Erde; der Mond hätte sie durch seine Gravitation
herumgeworfen. Die Bahn wurde von der NASA aus genau diesem
Grund so gewählt, dass sie eine "free return trajectory"
bildete (für Apollo 8, Apollo 10, und Apollo 11). Als dann
die Zuverlässigkeit des CSM Motors demonstriert war, hat
man auch davon abweichende Bahnen genommen, u.a. um nicht
auf Landungen in Mondäquatornähe eingeschränkt zu sein.

Regards,

Jens

[Clemens Zauner]

Post by Jens Schweikhardt
...
# Und: wohin wären die Astronauten eigentlich geflogen, wenn das
# Abbremsen hinter dem Mond nicht gelungen wäre?
Wieder zur Erde; der Mond hätte sie durch seine Gravitation
herumgeworfen. Die Bahn wurde von der NASA aus genau diesem
Grund so gewählt, dass sie eine "free return trajectory"
bildete (für Apollo 8, Apollo 10, und Apollo 11).

Das ganze ist ein swing-by, der das Raumfahrzeug abbremst;
Das CM flog deshalb 'vor' dem Mond vorbei (hinten rum hätte
den gegenteiligen Effekt gehabt). Die Periapsis des CM wäre
im Falle des Falles in der Atmosphäre oder sogar der Litosphäre
der Erde gewesen.

'Kerbal Space Program' gibts auch als Demo, wenn jemand da
ein bischen rumspielen will. Um hier mal Werbung zu machen.
Ist zwar bei weitem nicht perfekt. Macht aber SPass, wenn
man das theoretische Wissen mal in der 'Praxis' anwenden
kann.

cu
Clemens.

[Michael S]

Post by Clemens Zauner

Post by Jens Schweikhardt
...
# Und: wohin wären die Astronauten eigentlich geflogen, wenn das
# Abbremsen hinter dem Mond nicht gelungen wäre?
Wieder zur Erde; der Mond hätte sie durch seine Gravitation
herumgeworfen. Die Bahn wurde von der NASA aus genau diesem
Grund so gewählt, dass sie eine "free return trajectory"
bildete (für Apollo 8, Apollo 10, und Apollo 11).

Das ganze ist ein swing-by, der das Raumfahrzeug abbremst;
Das CM flog deshalb 'vor' dem Mond vorbei (hinten rum hätte
den gegenteiligen Effekt gehabt). Die Periapsis des CM wäre
im Falle des Falles in der Atmosphäre oder sogar der Litosphäre
der Erde gewesen.

Hab jetzt ne ganze Weile überlegt, wie das "vor" dem Mond ohne Einschlag
funktionieren soll.
Letztlich ist es eine Frage der Sichtweise.
Das CM flog von der Erde aus gesehen durchaus hinter dem Mond rum. Du
meintest das aus Sicht des Mondes in des Mondes Flugrichtung.
Das CM flog also "vor" dem Mond vorbei und kam "hinter" dem Mond zurück.
Wenn der Mond sich also von links nach rechts bewegt, rechts am Mond
vorbei, hintenrum und links vom Mond taucht es wieder auf.


Kann man es noch komplizierter formulieren?

[Peter J. Holzer]

["Followup-To:" header set to de.sci.raumfahrt.]

Post by Michael S

Post by Clemens Zauner

Post by Jens Schweikhardt
Wieder zur Erde; der Mond hätte sie durch seine Gravitation
herumgeworfen. Die Bahn wurde von der NASA aus genau diesem
Grund so gewählt, dass sie eine "free return trajectory"
bildete (für Apollo 8, Apollo 10, und Apollo 11).

Das ganze ist ein swing-by, der das Raumfahrzeug abbremst;
Das CM flog deshalb 'vor' dem Mond vorbei (hinten rum hätte
den gegenteiligen Effekt gehabt). Die Periapsis des CM wäre
im Falle des Falles in der Atmosphäre oder sogar der Litosphäre
der Erde gewesen.

Hab jetzt ne ganze Weile überlegt, wie das "vor" dem Mond ohne Einschlag
funktionieren soll.
Letztlich ist es eine Frage der Sichtweise.
Das CM flog von der Erde aus gesehen durchaus hinter dem Mond rum. Du
meintest das aus Sicht des Mondes in des Mondes Flugrichtung.
Das CM flog also "vor" dem Mond vorbei und kam "hinter" dem Mond zurück.
Wenn der Mond sich also von links nach rechts bewegt,

Also vom Südpol aus gesehen. Das ist eher ungewöhnlich, normalerweise
werden Orbits vom Nordpol aus betrachtet, dann bewegt sich der Mond von
gegen den Uhrzeigersinn, also von rechts nach links.

Post by Michael S
rechts am Mond vorbei,

Um von links der Erde nach rechts vom Mond zu kommen, muss das CM aber
die Verbindungslinie Erde-Mond kreuzen, also von der Erde aus gesehen
vor dem Mond vorbeifliegen. Die Flugbahn war S-förmig.

Hier sieht man das recht gut:
http://www.astrolink.de/m001/m001027/m001027_p04_01.htm (ist zwar Apollo
10, aber Apollo 11 war ähnlich)

Aber Du wirst recht haben, dass Clemens "vor" und "hinter" dem Mond auf
den Mondorbit bezogen hat.

hp

[Clemens Zauner]

Post by Peter J. Holzer
Um von links der Erde nach rechts vom Mond zu kommen, muss das CM aber
die Verbindungslinie Erde-Mond kreuzen, also von der Erde aus gesehen
vor dem Mond vorbeifliegen. Die Flugbahn war S-förmig.

Nur, weil das 'Bremsen' auf der Rückseite des Mondes geklappt hat;
bei einer vollen Free Return Trajektorie wäre das eine liegende 8
geworden.

Ansonsten hätte die gekreuzt - allerdings nicht auf der Linie
Erde-Mond (weil letzterer sich ja weiterbewegt hat) sondern die
Anflugbahn. Bei dem Manöver ist die radiale Bahnkomponente
wesentlich grösser als als die eigentlich gewollte retrograde
an der Apoapsis (~ Perisel) die dann die Periapsis in die Atmo-
oder sogar Litosphäre absenkt.

Post by Peter J. Holzer
http://www.astrolink.de/m001/m001027/m001027_p04_01.htm (ist zwar Apollo
10, aber Apollo 11 war ähnlich)

Ja - Und wennst genau schaust, siehst du auch beim 1. Mondbildchen (unten)
den LOI- (und beim zweiten Umlauf den Circularisation-) Burn.
Der erste Mondumlauf war elliptisch; die Apoapsis der Mondumlaufbahn
deutet noch recht deutlich an wie die FRT gelaufen wäre, wenn
die 'Lunar Orbit Insertion' entfallen wäre.

Das von dir beobachtete 'S' ensteht dadurch, dass Apollo 10 doch
einige Mondumkreisungen gemacht und sich somit entsprechend weit
entlang des Mondorbits bewegt hat.

Ich habe jetzt noch mal die Lunar Surface Journals überflogen;
irgendwo da drinnen ist eine wunderhübsche Zeichnung einer FRT.
Ich habs leider nicht mehr gefunden.

Post by Peter J. Holzer
Aber Du wirst recht haben, dass Clemens "vor" und "hinter" dem Mond auf
den Mondorbit bezogen hat.

Jep. Auf einen Betrachter am Mond.

cu
Clemens.

[Peter J. Holzer]

Post by Clemens Zauner

Post by Peter J. Holzer
Um von links der Erde nach rechts vom Mond zu kommen, muss das CM aber
die Verbindungslinie Erde-Mond kreuzen, also von der Erde aus gesehen
vor dem Mond vorbeifliegen. Die Flugbahn war S-förmig.

Nur, weil das 'Bremsen' auf der Rückseite des Mondes geklappt hat;
bei einer vollen Free Return Trajektorie wäre das eine liegende 8
geworden.

Ja. Das "S" ist der erste Teil der "8". In Deinem Kerbal-Bild der
türkise Teil sowie der braune bis zum Perisel.

Post by Clemens Zauner
Das von dir beobachtete 'S' ensteht dadurch, dass Apollo 10 doch
einige Mondumkreisungen gemacht und sich somit entsprechend weit
entlang des Mondorbits bewegt hat.

Nein, so verschnörkelt habe ich gar nicht gedacht, nur bis zum ersten
Perisel.

hp

[Thomas 'PointedEars' Lahn]

Post by Peter J. Holzer

Post by Clemens Zauner

Post by Peter J. Holzer
Um von links der Erde nach rechts vom Mond zu kommen, muss das CM aber
die Verbindungslinie Erde-Mond kreuzen, also von der Erde aus gesehen
vor dem Mond vorbeifliegen. Die Flugbahn war S-förmig.

Nur, weil das 'Bremsen' auf der Rückseite des Mondes geklappt hat;
bei einer vollen Free Return Trajektorie wäre das eine liegende 8
geworden.

Ja. Das "S" ist der erste Teil der "8". In Deinem Kerbal-Bild der
türkise Teil sowie der braune bis zum Perisel.

Post by Clemens Zauner
Das von dir beobachtete 'S' ensteht dadurch, dass Apollo 10 doch
einige Mondumkreisungen gemacht und sich somit entsprechend weit
entlang des Mondorbits bewegt hat.

Nein, so verschnörkelt habe ich gar nicht gedacht, nur bis zum ersten
Perisel.

„Meinten Sie ‘Periselen‘?“

[Clemens Zauner]

Post by Michael S
Hab jetzt ne ganze Weile überlegt, wie das "vor" dem Mond ohne Einschlag
funktionieren soll.

War scheisse formuliert, sry.

Post by Michael S
Letztlich ist es eine Frage der Sichtweise.

Ich habs auf Mond & Raumfahrzeug bezogen; die Erde spielt bei dem
Manöver nur eine untergeordnete Rolle. Die Interessiert nur soweit,
als man das Manöver so wählt, dass die Periapsis in Folge innerhalb
der Atmosphäre zum liegen kommen würde (Ohne FRT wäre die Bahn
von Apollo elliptische mit Apoapsis jenseits des Mondorbits und
Periapsis gleich der Bahnhöhe zu Begin des TLI-Burns geworden);
keine Escape-Trajektorie AFAIR.

Post by Michael S
Das CM flog von der Erde aus gesehen durchaus hinter dem Mond rum. Du
meintest das aus Sicht des Mondes in des Mondes Flugrichtung.
Das CM flog also "vor" dem Mond vorbei und kam "hinter" dem Mond zurück.
Wenn der Mond sich also von links nach rechts bewegt, rechts am Mond
vorbei, hintenrum und links vom Mond taucht es wieder auf.

Ja, Aber 'links' vorbei, wenn man es von Apollo 11 aus betrachtet;
und die (Bahn) - Ellipse (die bei einem FRT dann für einen über der
Ekliptik liegenden Beobachter mehr wie einen achter ausgesehen hätte)
ein rechtsändiges Koordinatensystem zugrunde legt. Zumindest ab dem
Zeitpunkt, ab dem für Apollo der Mond der gravitativ bestimmende
Himmelskörper geworden ist). der Mond müsste da rechts von Apollo
gewesen sein (rechts ausserhalb der Bahnellipse; Die Anordnung in
etwa (von li na re): grosse halbachse, Apollo und Mond.

Hätte das einbremsen auf der 'dunklen Seite des Mondes) - am
Perisel der Bahn nich funktioniert, wäre die Reultierende Bahn
aufgrund der starken Rotation (wegen radialer Komponente) komplett
auf der anderen Seite des Mondes gelegen - sprich der Mond wieder
komplett ausserhalb der Bahnellipse (der erde als Massepunkt gedacht)
- allerdings auf der 'anderen Seite' der Ellipse.

Post by Michael S
Kann man es noch komplizierter formulieren?

Ja.

Aber auch einfacher:
<Loading Image...>
Ein Orbital-Map Screenshot aus Kerbal space; Türkis: Bahn nach TLI;
Braun: Bahn in der Einflusssphäre de Mondes, Violett: Bahn nach
Verlassen der Einflussspäre des Mondes.
Man sieht, dass die Periapsis der resultierenden Ellipse durch
die Lithosphäre des Planeten geht. => FRT

Mün bewegt sich da auf seinem Orbit von 'unten' nach 'oben'.

cu
Clemens.

[Peter J. Holzer]

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Post by Benno Hartwig

Der Mond ist auch in der Erdumlaufbahn, d.h. die Astronauten haben im Grunde
die Erdumlaufbahn nicht verlassen.

Wäre der Mond den Astronauten nicht im Weg gewesen, hätte
der 'Schubs', der sie auf ca. 40000 km/h brachte nicht gereicht,
sie wirklich von der Erde zu entfernen, sie zu einem weiteren Körper
mit einer eigenen Sonnenumlaufbahn zu machen?

Die Geschwindigkeit lag knapp unter der Fluchtgeschwindigkeit, also
nein: Wenn der Mond nicht im Weg gewesen wäre, wäre das eine sehr weite
Ellipsenbahn geworden (wobei ich jetzt zu faul bin, auszurechnen, wie
weit: Möglichweise weit genug, dass Sonne, Mars oder Venus die Bahn
hätten stören können).

hp

[Hans-Peter Diettrich]

Post by Peter J. Holzer
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Post by Benno Hartwig

Der Mond ist auch in der Erdumlaufbahn, d.h. die Astronauten haben im Grunde
die Erdumlaufbahn nicht verlassen.

Wäre der Mond den Astronauten nicht im Weg gewesen, hätte
der 'Schubs', der sie auf ca. 40000 km/h brachte nicht gereicht,
sie wirklich von der Erde zu entfernen, sie zu einem weiteren Körper
mit einer eigenen Sonnenumlaufbahn zu machen?

Die Geschwindigkeit lag knapp unter der Fluchtgeschwindigkeit, also
nein: Wenn der Mond nicht im Weg gewesen wäre, wäre das eine sehr weite
Ellipsenbahn geworden (wobei ich jetzt zu faul bin, auszurechnen, wie
weit: Möglichweise weit genug, dass Sonne, Mars oder Venus die Bahn
hätten stören können).

Das Video (Simulation) zeigt keine so weite Entfernung von der Erde an -
die Reisezeit war ja durch den Sauerstoffvorrat drastisch beschränkt.

DoDi

[Peter J. Holzer]

Post by Hans-Peter Diettrich

Post by Peter J. Holzer
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Post by Benno Hartwig

Der Mond ist auch in der Erdumlaufbahn, d.h. die Astronauten haben
im Grunde die Erdumlaufbahn nicht verlassen.

Wäre der Mond den Astronauten nicht im Weg gewesen, hätte
der 'Schubs', der sie auf ca. 40000 km/h brachte nicht gereicht,
sie wirklich von der Erde zu entfernen, sie zu einem weiteren Körper
mit einer eigenen Sonnenumlaufbahn zu machen?

Die Geschwindigkeit lag knapp unter der Fluchtgeschwindigkeit, also
nein: Wenn der Mond nicht im Weg gewesen wäre, wäre das eine sehr weite
Ellipsenbahn geworden (wobei ich jetzt zu faul bin, auszurechnen, wie
weit: Möglichweise weit genug, dass Sonne, Mars oder Venus die Bahn
hätten stören können).

Das Video (Simulation) zeigt keine so weite Entfernung von der Erde an -

Hast recht. Ich komme auf ca. 600 Mm (variiert allerdings stark mit den
Startbedingungen, also nur als sehr grobe Schätzung zu betrachten).

Post by Hans-Peter Diettrich
die Reisezeit war ja durch den Sauerstoffvorrat drastisch beschränkt.

Das ist allerdings ein Non-Sequitur. Den Sauerstoffvorrat hat man ja
unter der Annahme berechnet, dass der Mond da ist ;-).

hp