Warum fliegt die ISS so niedrig?

Kibo

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Hallo,

mich beschäftigt gerade die Frage warum die ISS so niedrig fliegt. Wenn man sich die Höhendaten der ISS ansieht, zeigt sich das die Flugbahn zuerst langsam und dann immer schneller absenkt, weil die Restatmosphäre die ISS immer mehr abbremst, je tiefer sie sinkt... bis sie dann wieder von einer Sojus oder ATV oder was auch immer angehoben wird. Warum hebt man Sie nicht gleich noch ein paar 100 Kilometer höher an? Ist da mehr Weltraumschrott oder gibt es da noch andere Gründe?

mfg
 

Bynaus

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Vor allem die Erreichbarkeit der Station für Transporter (von Progress bis Dragon) ist kritisch. Je höher die Station ist, desto geringer die Nutzlast, die diese dorthin transportieren können. Zudem nimmt die Strahlung auf höheren Orbits deutlich zu.
 

Ich

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Hört sich zwar erstmal plausibel an, aber wenn man nachrechnet sind das keine 4% Nutzlastverringerung. Was ist mit der Strahlung? Fehlende Abschirmung durch Atmosphäre kann ich mir da nicht vorstellen. Ist da der van Allen-Gürtel schon zu nah, oder warum nimmt die Strahlung zu?
 

Bynaus

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Hört sich zwar erstmal plausibel an, aber wenn man nachrechnet sind das keine 4% Nutzlastverringerung.

Pro 100 km, oder was genau meinst du? Im englischen Wikipedia-Artikel steht sogar, dass man den Orbit der Station vor einem Shuttle-Besuch oft fallen liess und ihn erst nach dem Abdocken des Shuttles wieder (mit Treibstoff aus ATV, Sojus, etc.) anhob, um die Nutzlast des Shuttles zur Station zu maximieren. Das legt nahe, dass das doch ein recht wichtiges Kriterium ist.

Die Strahlung bezieht sich auf den Van-Allen-Gürtel, ja. Die ISS müsste in etwa 1000 km Höhe kreisen, um einen deutlich stabilieren Orbit aufzuweisen. Aber auf dieser Höher ist die Strahlungsbelastung aber schon wieder deutlich höher.

Wirklich langfristig gesehen wäre eine Station in einem der Lagrange-Punkte des Erde-Mond-Systems wohl sinnvoller, vor allem wenn man interplanetare Exploration machen will. Aber dafür ist die Zeit einfach noch nicht reif (wobei ich denke, dass eine Versorgung via Dragon + Falcon Heavy durchaus machbar sein sollte).
 

Ich

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Pro 100 km, oder was genau meinst du?
Ja.
Im englischen Wikipedia-Artikel steht sogar, dass man den Orbit der Station vor einem Shuttle-Besuch oft fallen liess und ihn erst nach dem Abdocken des Shuttles wieder (mit Treibstoff aus ATV, Sojus, etc.) anhob, um die Nutzlast des Shuttles zur Station zu maximieren.
Das ergibt nicht wirklich viel Sinn. Sollte doch egal sein, ob ich das Zeug vor oder nach Rendezvous nach oben schaffe. Egal, die Frage war, ob ein etwas höherer Orbit wirklich so viel schwerer zu erreichen wäre. Ich denke nicht, und würde deshalb das Strahlungsargument nach vorne rücken.
 

Bynaus

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Sollte doch egal sein, ob ich das Zeug vor oder nach Rendezvous nach oben schaffe.

Nein: Module haben eine fixe Grösse, aber Treibstoff kann man ständig flexibel nachliefern. Es macht deshalb Sinn, wenn man den Orbit der Station fallen lässt, um mehr Material per Shuttleflug hochzubringen, selbst wenn man danach mehr Treibstoff braucht, um den Orbit der Station wieder anzuheben.
 

UMa

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Hallo Ich,

es ist die Nutzlast, vor allem beim Shuttle. Ich habe deine 4% jetzt nicht nachgerechnet, aber wenn sich die Nutzlast um 4% verringert, ist das wegen der Leermasse des Shuttles schon dramatisch. Bei 100t Masse voll, davon 75t Orbiter und 25t eigentliche Nutzlast, sind 4% von 100t weniger nur noch 21t Nutzlast. Außerdem muss das Shuttle ja auch wieder runter, was weiteren Treibstoff benötigt. Nach dem deutschen ISS-Wikipedia-Artikel sind es etwa 7t Treibstoff, die pro Jahr benötigt werden, um den ISS Orbit zu halten. Das hat man bei 2 Shuttleflügen mit 2*4t mehr Nutzlast wieder rein, wobei 100km höher der Treibstoffbedarf von 7t ja noch nicht auf 0t fallen würde.

Du könntest ja mal versuchen den Treibstoffbedarf für das Halten der Höhe der ISS und die unterschiedliche Nutzlast beim Transport in Abhängigkeit von der Bahnhöhe zu errechnen. Was wäre dann die optimale Bahnhöhe?

Das die ISS erst nach dem Abkoppeln des Shuttles wieder angehoben wurde, hat durchaus Sinn. Sonst müsste der 75t Orbiter mit angehoben werden, der dann wieder mehr Treibstoff für den Wiedereintritt benötigen würde. Abgesehen von der ebenfalls etwas höheren Wiederentrittsgeschwindigkeit, welche die thermische Belastung erhöhen würde.

Grüße UMa

http://de.wikipedia.org/wiki/ISS
http://en.wikipedia.org/wiki/International_Space_Station
 

Ich

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Danke, jetzt hab ich's. Die Orbitermasse hatte ich vernachlässigt. Shuttles gibt's ja nicht mehr, aber auch so dürfte das Leergewicht erheblich sein.
 

Solarius

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Kann es sein, dass es auch mit dem ganzen Weltraumschrott zusammenhängt? In der niedrigen Höhe, in der die ISS die Erde umkreist, kann sich auch der Weltraumschrott nicht lange halten. Etwas höher wäre es vermutlich viel gefährlicher für die ISS.

Ergänzung:
Jetzt habe ich erst gelesen, das Kibo genau das auch vermutet hat. Sorry.
 
Zuletzt bearbeitet:

Nathan5111

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Ich vermute, da ist eine "Minimax"-Aufgabe in Himmelsmechanik versteckt, nach dem Motto: Wie erreiche ich aus meinem kreisförmigen Orbit eine schnellere, ebenfalls kreisförmige Umlaufbahn?
Antwort: Zweimal geeignet kräftig bremsen!
 
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