Rückstossantrieb

BalistiX · Anmeldungsdatum: 17.05.2011 Beiträge: 151

Hi Leute!
Ich habe eine kurze Frage zum Rüchstossantrieb bei Raumsonden. Hierbei werden Teilchen ausgestossen, wodurch die Sonde beschleunigt wird. Meine Frage dazu ist, ob ich den Geschwindigkeitszuwachs der Sonde ganz einfach über den Impulserhaltungssatz bestimmen kann.

Also ob folgendes gilt:

Dabei wäre

der Zuwachs an Geschwindigkeit pro ausgestoßenem Ion.

Liebe Grüße und dank im Voraus,
BalistiX

D2 · Anmeldungsdatum: 10.01.2012 Beiträge: 1723

Ionenantrieb ist sehr träge, es dauert Monate bis man eine vernünftige Geschwindigkeit ereicht hat. Dafür ist die Geschwindigkeitzunahme im Vakuum immer stetig. http://de.wikipedia.org/wiki/Ionenantrieb

Die richtige Berechnungsformel findest du hier. http://de.wikipedia.org/wiki/Raketengrundgleichung

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 21469

BalistiX · Anmeldungsdatum: 17.05.2011 Beiträge: 151

Wäre denn meine Formel für den Geschwindigkeitszuwachs pro ausgestoßenem Ion richtig?

BalistiX · Anmeldungsdatum: 17.05.2011 Beiträge: 151

Und ich bin gerade auf noch ein Problem gestoßen. Bereits nahe an der Erde wirkt auf eine Raumsonde eine deutlich höhere Gewichtskraft durch die Sonne als der Ionenantrieb entwickeln kann. Wie kann man dies kompensieren und beispielsweise das Sonnensystem verlassen?

D2 · Anmeldungsdatum: 10.01.2012 Beiträge: 1723

Mich stört die Aussage "pro ausgestoßenem Ion..", deine Formel gilt sagen wir
für 1.Milliarde der Ionen, nach und nach wird aber Ionenantrieb umso effektiver,
je mehr Masse die Raumsonde verloren hat.

Es gibt mehrere Methoden um unseres Sonnensystem zu verlassen: swing - by - Manöver
http://de.wikipedia.org/wiki/Swing-by

Um die Erde zu verlassen
Unterstützung durch:
Raketen
Kanonen
Mikrowellenstrahlung
Luftballons
Tandemsatteliten die mit einem Kabel verbunden sind und durch Stromzufuhr im Magnetfeld der Erde aufsteigen.

Effektivität vom einen Ionenantrieb selbst wird mit Quadrat der Spannung, mit welcher Ionen beschleunigt werden, steigen. Leider bedeutet höhere Spannung stärkere und schwerere Batterien. Also soll noch 2. Ionenantrieb auf der Erde aufgebaut werden und die Sonde selbst beschossen werden.

BalistiX · Anmeldungsdatum: 17.05.2011 Beiträge: 151

Ich benötige diese Rechnung für ein Simulationsprogramm, um die ausgestossene Masse zu bestimmen. Es muss nicht 100%ig genau passen, sollte aber grob richtig sein.

Bei dem Programm wird die Bahn einer Sonde durch das Sonnensystem berechnet und dargestellt. Es soll exemplarisch ein Planet mit verschiedenen Bahnmanövern untersucht werden (naher/ferner Vorbeiflug, harte Landung, Orbit-Bahn, evtl. Swing-By). Nur bisher ergibt sich das Problem, dass die Sonde einfach zu stark von der Sonne angezogen wird, so dass der ANtrieb kaum einen Einfluss hat.

Kann mit außerdem jemand einen Tipp geben, wie ich verhindern kann, dass die Sonde extrem hohe Geschwindigeit aufnimmt? ICh habe die Sonde einfach mal an irgendeinen Punkt gesetzt und nur die Schwerkräfte der Planeten wirken lassen. Als die Sonde die Sonne erreicht hat, hatt sie eine Geschwindigkeit von über 500.000 km/h und benötigte nur etwa 18 Tage. Das kann doch nicht sein, oder?