Akatsuki: Japanische Venussonde gestartet

astronews.com Redaktion

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Die japanische Weltraumagentur JAXA hat Donnerstagnacht erfolgreich die Venussonde Akatsuki gestartet. Sie wird ab Ende des Jahres das Wettergeschehen auf unserem Nachbarplaneten detailliert unter die Lupe nehmen. Mit an Bord der japanischen Trägerrakete vom Typ H-IIA war auch die Sonde IKAROS, die sich mit Hilfe eines Sonnensegels im All fortbewegen soll. (21. Mai 2010)

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Diethard

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Mit an Bord der japanischen Trägerrakete vom Typ H-IIA war auch die Sonde IKAROS, die sich mit Hilfe eines Sonnensegels im All fortbewegen soll. (21. Mai 2010)
Hallo

Zum Sonnensegel habe ich ein paar Fragen.

- Ist mit Hilfe des Sonnensegels auch ein Vortrieb in Richtung Sonne möglich, so etwa wie das Kreuzen gegen den Wind beim normalen Segeln?

- Was genau ist eigentlich die Antriebskraft. Ist es die normale Sonnenstrahlung (Photonen) oder der unstete Sonnenwind (Schwere Teilchen, Partikel)?

- Falls es die normale Sonnenstrahlung wäre, verstößt das nicht gegen den Energieerhaltungssatz? Das reflektierte Sonnenlicht wird ja nicht langwelliger sein als die einfallende Strahlung? Aber irgendwoher muß ja der Vortrieb kommen?

Freundliche Grüße ... Diethard.
 

mac

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Hallo Diethard,


- Ist mit Hilfe des Sonnensegels auch ein Vortrieb in Richtung Sonne möglich, so etwa wie das Kreuzen gegen den Wind beim normalen Segeln?
ja, aber nicht so einfach, oder besser mit anderen Rahmenbedingungen. Siehe dazu: http://en.wikipedia.org/wiki/Solar_sail#H-reversal_sun_flyby_trajectory



- Was genau ist eigentlich die Antriebskraft. Ist es die normale Sonnenstrahlung (Photonen) oder der unstete Sonnenwind (Schwere Teilchen, Partikel)?
beides. Allerdings im Verhältnis von ca. 1/1000 = Sonnenwind/Photonen. Siehe dazu: http://en.wikipedia.org/wiki/Solar_sail



- Falls es die normale Sonnenstrahlung wäre, verstößt das nicht gegen den Energieerhaltungssatz? Das reflektierte Sonnenlicht wird ja nicht langwelliger sein als die einfallende Strahlung? Aber irgendwoher muß ja der Vortrieb kommen?
Impulserhaltung. Siehe dazu: http://en.wikipedia.org/wiki/Radiation_pressure und http://de.wikipedia.org/wiki/Impuls

Herzliche Grüße

MAC
 

Diethard

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Hallo Mac

Danke für Deine Bemühungen. Zumindest eine dumpfe Ahnung vom Sonnensegel habe ich jetzt. Mangelnde Kenntnise in Mathematik und Physik gestatten mir leider nicht, den Inhalt bis ins letzte Detail zu erfassen.

Was mir immer noch nicht klar ist, ist von einer Kreisbahn um die Sonne auch ein Kurs näher zur Sonne allein mit einem Sonnensegel möglich?

Das mit dem Impulserhaltungssatz ist mir auch noch unklar. Das der Gesamtimpuls gleich bleibt ist mir ja schon klar, aber irgend etwas muß dann doch im wieder abgestrahlten Licht des Sonnensegels fehlen, wenn ein Teil des Impulses jetzt im Segel steckt? Ansonsten könnte man ja den gleichen Lichtstrahl x-mal reflektieren lassen und jedesmal den vollen Strahlungsdruck nutzen. (Von technischen Unvollkommenheiten mal abgesehen)

Na ja, vielleicht gibts hier einen zweiten Harald Lesch, der das auch für Dummies verständlich erklärt. ;)

Freundliche Grüße ... Diethard.
 

_Mars_

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Na ja, vielleicht gibts hier einen zweiten Harald Lesch, der das auch für Dummies verständlich erklärt.

Ich werds mal versuchen ;)

aber irgend etwas muß dann doch im wieder abgestrahlten Licht des Sonnensegels fehlen, wenn ein Teil des Impulses jetzt im Segel steckt?

Ok, stell dir vor ich schmeiße einen Stein gegen ein Skateboard mit einem Gummisegel... Das Skarteboard wird im Idealfall nach vorne fahren, der Stein fliegt (elastisch) zurück, da er vom Gummi abprallt und dabei seinen Impuls abgibt....

Also entweder der Stein wird nur abgebremst (langsamer nach vorne oder Stillstand) und der Differenzimpuls auf das Board übertragen... Oder (im Extremfall) gibt er sehr viel Energie ab und fliegt rückwärts...


Ansonsten könnte man ja den gleichen Lichtstrahl x-mal reflektieren lassen und jedesmal den vollen Strahlungsdruck nutzen.

Wenn du dahinter ein zweites Boadr hast, an dem es wieder abprallt, theoretisch ja... (nur wird das zweite dann auch wegbeschleunigt) Aber Licht ist kein Teilchen und daher wird ihm nicht Geschwindigkeit, sondern Frequenz abgezogen...
 
Zuletzt bearbeitet:

Nathan5111

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Hallo Diethard,

Was mir immer noch nicht klar ist, ist von einer Kreisbahn um die Sonne auch ein Kurs näher zur Sonne allein mit einem Sonnensegel möglich?

Zu einer Kreisbahn um die Sonne gehört eine bestimmte Geschwindigkeit.
Nun musst Du das Segel durch eine geeignete Schrägstellung dazu nutzen, diese Geschwindigkeit zu verringern, es also als Bremse zu nutzen.

Den Rest übernimmt die Gravitation.

Mast- und Schotbruch
Nathan
 

StarWolf

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Also entweder der Stein wird nur abgebremst (langsamer nach vorne oder Stillstand) und der Differenzimpuls auf das Board übertragen... Oder (im Extremfall) gibt er sehr viel Energie ab und fliegt rückwärts...

Wäre der größte Effekt nicht im Falle des Abbremsens und Stillstand des Steins, dabei wird die gesamte Energie übertragen, wenn er rückwärtsfliegt muss er ja wieder einen Impuls aufnehmen.

SW
 

Diethard

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Hallo Diethard,



Zu einer Kreisbahn um die Sonne gehört eine bestimmte Geschwindigkeit.
Nun musst Du das Segel durch eine geeignete Schrägstellung dazu nutzen, diese Geschwindigkeit zu verringern, es also als Bremse zu nutzen.

Den Rest übernimmt die Gravitation.

Mast- und Schotbruch
Nathan

Nach den ersten zehn Zeilen dieser Quelle
http://en.wikipedia.org/wiki/Solar_sail#H-reversal_sun_flyby_trajectory
verdoppelt sich bei einer 100% reflektierenden Oberfläche des Segels die auf die Sonde übertragene Energie.

Bei einem schräg gestellten Segel wirken dann offenbar zwei Kraftrichtungen. Die eine entsteht beim Aufprall des Lichtes von der Sonne und wirkt immer geradewegs von der Sonne weg, unabhängig von der Ausrichtung des Segels. Die andere wirkt in Gegenrichtung zum reflektierten Licht.

Ganz egal wie man es jetzt das Sonnensegel auch dreht, die Kraft die von der Sonne wegdrückt bleibt. Sie wird zwar kleiner je spitzer der Anstellwinkel wird, aber das trift ja auch auf den reflektierten Lichtanteil zu. Nur über den reflektierten Lichtanteil ist ein Abbremsen oder Beschleunigen in Flugrichtung möglich. Ob sich das beim Bremsen überhaupt auswirkt, kann ich nicht einschätzen, denn der Strahlungsdruck von der Sonne weg bleibt ja.

_Mars_ hatte geschrieben: Aber Licht ist kein Teilchen und daher wird ihm nicht Geschwindigkeit, sondern Frequenz abgezogen...

Gerade das tritt ja nicht auf. Es würde bedeuten, das generell eine Rotverschiebung in reflektiertem Licht auftritt und würde jedes Spiegelteleskop betreffen. Meines Wissens ist das nie beobachtet worden.

Freundliche Grüße ... Diethard.
 

_Mars_

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Wäre der größte Effekt nicht im Falle des Abbremsens und Stillstand des Steins, dabei wird die gesamte Energie übertragen, wenn er rückwärtsfliegt muss er ja wieder einen Impuls aufnehmen.

SW


Das ist die Frage... Alle Geschwindigkeit muss konstant bleiben. Dh. wenn der Stein 100 km/h schnell ist, muss das Board -100km/h (dh. andere Richtung) schnell sein , dann v1+v2 = 0
 
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