Auf Distanz 0091: Flugdynamik im All

Auf Distanz - Podcast über Astronomie und Raumfahrt

Raumsonden sind oft auf komplizierten Flugbahnen unterwegs. Mit Gravity-Assist-Manövern holt man Schwung und ändert die Flugrichtung. Die Raumsonde Rosetta zum Beispiel führte vier dieser Manöver aus. Am Kometen 67P angekommen bemerkte man die ungewöhnliche Form des Kometen, die eigene Herausforderungen bedeutete. Ich sprach mit Dr. Waldemar Martens von der Europäischen Raumfahrtagentur ESA darüber, wie man Flugbahnen plant und sich fremden Himmelskörpern annähert.

Erschienen: 18.04.2024, Dauer: 1:00:55

Titelthema: Flugdynamik im All

Gesprächspartner

• Dr. Waldemar Martens, ESA

Flugdynamik

• ESA: Flight Dynamics (englisch)
• Wikipedia: Flight dynamics (englisch)
• Wikipedia: Trajektorie (Physik)
  (auch Bahnkurve, behandelt auch die Flugbahn)
• Wikipedia: Swing-by
  (auch Slingshot, Gravity-Assist, Fly-by)
• ESA: Let gravity assist you… (englisch)
• Wikipedia: Oberth-Effekt
• Wikipedia: Umlaufbahn
• Wikipedia: Planetenbahn
• Wikipedia: Ellipse
• Wikipedia: Hohmann-Transfer
• Wikipedia: Optimierungsproblem
• Wikipedia: Planetary Grand Tour
• Wikipedia: Schwerefeld
• Wikipedia: Kugelflächenfunktionen
• Wikipedia: Doppler-Effekt
• Wikipedia: Bahnbestimmung
• Wikipedia: Orbits determination (englisch)
• Wikipedia: Sternsensor
• Wikipedia: Star tracker

Rosetta

• ESA: Rosetta (englisch)
• Video der ESA: Rosetta’s twelve-year journey in space (englisch)
• Video der ESA: Rosetta’s complete journey around the comet (englisch)
• Wikipedia: Rosetta (Raumsonde)
• Wikipedia: Philae (Raumsonde)
• Wikipedia: 67P/Churyumov-Gerasimenko
• PDF: Rosetta: Optical Navigation and Trajectory design around Churyumov-Gerasimenko (englisch)
  (beschreibt unter anderem die erwähnten hyperbolischen Bahnen der „Pyramid orbits“)

LISA

• Website: LISA Consortium (englisch)
• ESA Science & Technology: LISA (englisch)
• Wikipedia: Laser Interferometer Space Antenna
  (erwähnt mit der Abkürzung „LISA“)

BepiColombo

• ESA: BepiColombo (englisch)
• ESA Science & Technology: BepiColombo (englisch)
• DLR: BepiColombo
• Video der ESA: Animation visualising BepiColombo’s journey to Mercury (englisch)
• Wikipedia: BepiColombo
• Auf Distanz-Episoden zu BepiColombo

Mars Express

• ESA: Mars Express (englisch)
• Wikipedia: Mars Express

ExoMars

• ESA: ExoMars (englisch)
• Wikipedia: ExoMars
• Auf Distanz-Episoden zu ExoMars

JUICE

• ESA: JUICE – Jupiter Icy Moons Explorer (englisch)
• ESA Science & Technology: JUICE (englisch)
• Video der ESA: Juice’s journey to Jupiter (englisch)
• Airbus: JUICE (englisch)
• Wikipedia: JUICE (Raumsonde)
• eoportal: JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer) (englisch)
• Auf Distanz-Episoden zu JUICE

Hera-Mission und DART-Mission

• Website: Hera Mission (englisch)
• ESA: Hera (englisch)
• European Space Agency-Album bei flickr: Hera (englisch)
• Wikipedia: Hera (Raumfahrtmission)
• NASA: Double Asteroid Redirection Test (DART) (englisch
• Wikipedia: (65803) Didymos (Asteroid)

Voyager-Missionen

• NASA: Voyager (englisch)
• NASA: Where are the Voyagers now? (englisch)
• Wikipedia: Voyager-Sonden
• Wikipedia: Voyager 1
• Wikipedia: Voyager 2
• Podcast Hoaxilla: Hoaxilla #336 – Das Voyager-Programm

Voyage 2050 und Saturn-Mission

• ESA Cosmos: Voyage 2050 (englisch)
• ESA: Voyage 2050 sets sail: ESA chooses future science mission themes (englisch)
• Wikipedia: Voyage 2050

Weitere Erwähnungen

• ESA: Concurrent Design Facility (englisch)
• Wikipedia: Concurrent Design Facility (englisch)

Auf Distanz ganz nah

Wie immer möchte ich auch dieses Mal wieder Danke sagen. In dieser Episode ist nun das vierte Interview von meinem Besuch bei der ESA im Herbst erschienen. Die Reise wurde zu einem Teil durch finanzielle Unterstützungen ermöglicht. Seit der letzten Episode gab es Unterstützungen von Dennis, Sven, Martin und Peter. Vielen herzlichen Dank euch allen!

Damit sind nun so ziemlich alle Episoden erschienen, die ich für das Frühjahr auf der Liste hatte, aber natürlich laufen die Vorbereitungen für mehr. Da bin ich gerade stark in der Abstimmung mit verschiedenen Einrichtungen. Wenn das alles klappt, kommen dieses Jahr noch sehr spannende Themen.

Bei dieser Planung zeigt sich gerade, dass die Episode 100 von Auf Distanz vielleicht ein ganzes Stück schneller erreicht wird als gedacht. Das würde ich gerne ein bisschen feiern und plane ein Hörer:innen-Treffen in Köln später dieses Jahr, vielleicht im Frühherbst und vielleicht zusammen mit einem kleinen Begleitprogramm. Ich habe aber keine Vorstellung, für wie viele von euch so etwas interessant wäre. Wenn du an so etwas grundsätzlich teilnehmen möchtest, melde dich bitte über Soziale Medien bei mir oder per E-Mail an [e-mail]. Das ist dann noch keine Anmeldung, sondern ich möchte einfach schauen, ob genug Leute zusammenkommen, um einen schönen Abend zu organisieren. Ich würde mich freuen! Die Accounts bei den sozialen Medien habe ich auf der Website unter der Adresse „folgen.aufdistanz.de“ aufgelistet.

Die nächsten Episoden sind natürlich schon in Vorbereitung. Noch im April besuche ich die Graduationsfeier der ESA-Astronautenklasse 2022 in Köln, bei der Gelegenheit führe ich vielleicht direkt noch ein weiteres Interview beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt. Um eines dieser Themen geht es dann wahrscheinlich in der nächsten Episode.

Copyright-Hinweise

Titelbild der Episode

ESA: Standbild aus „Juice’s journey to Jupiter“ (Video der ESA)
© ESA

Einspieler mit Holger Sierks „All credits to Flight Dynamics“

Entnommen aus dem „Comet Landing Media Briefing (13 November 2014)“
Video bei Youtube
© ESA

Bölümler

1. Inrtro (00:00:00)

2. Einleitung (00:00:28)

3. Titelthema: Flugdynamik im All (00:01:09)

4. Vorstellung Dr. Waldemar Martens (00:02:18)

5. Gravity Assists (Swing-By-Manöver) (00:05:17)

6. Oberth-Manöver (00:09:50)

7. Flugbahnen (00:11:59)

8. Wie findet man eine Flugbahn? (00:12:11)

9. Faktor: Einfluss von Triebwerken (00:17:09)

10. Faktor: Mase (00:17:52)

11. Iteratives Vorgehen (00:18:01)

12. Wie lange dauern Berechnungsläufe? (00:19:18)

13. Verschiedene Methoden (00:20:50)

14. Plant man Alternativen mit? (00:25:23)

15. Beispiel: HERA (00:28:01)

16. Eingesetzte Software zur Bahnberechnung (00:28:56)

17. Ergebnisse und Umgang damit (00:31:35)

18. Doppeltes Gravita-Assist von JUICE an Mond und Erde (00:33:13)

19. Woher kommt und wohin geht Energie bei Gravity-Assists? (00:36:34)

20. Planetary Grand Tour (00:37:13)

21. Was steht für Dr. Waldemar Martens als Nächstes an? (00:39:18)

22. Voyage 2050 und Saturn-Mission (00:40:27)

23. Berechnung der Route von JUICE im Jupitersystem (00:42:12)

24. "All credits to Flight dynamics" (00:44:36)

25. Herausforderungen bei der Rosetta-Mission (00:45:34)

26. Annäherung an den Kometen 67P (00:46:10)

27. Informationsgewinn während der "Pyramid orbits" (00:48:53)

28. Wie man das Schwerefeld eines Kometen bestimmt (00:49:45)

29. Nutzung des Doppler-Effekts zur Bahnbestimmung (00:52:28)

30. Rolle des Startrackers (00:54:43)

31. Auf Distanz ganz nah (00:58:19)