Raketenstart, in welche Richtung?

[Kurt]

Frage: macht es wirklich einen Unterschied ob eine Rakete die einen SAT hochbringt, in östlicher Richtung oder in westlicher Richtung gestartet wird.
Gibts da echte Erkenntnisse, oder ist es nur Theorie dass es in eine Richtung besser geht?


Gruss Kurt

[Yukterez]

Am besten ist es freilich, wenn man den Diskuss in die Richtung wirft, in welche man sich dreht. Das gleiche gilt für Raketen die von der sich drehenden Erde "geworfen" werden, und die Erde dreht sich von Westen (Abendland) nach Osten (Morgenland).

[Kurt]

Am besten ist es freilich, wenn man den Diskuss in die Richtung wirft, in welche man sich dreht. Das gleiche gilt für Raketen die von der sich drehenden Erde "geworfen" werden, und die Erde dreht sich von Westen (Abendland) nach Osten (Morgenland).

Und das sollte doch keinerlei Rolle spielen.

Hintergrund meiner -Fragerei-.
Ich durfte dem Vortrag eines Verantwortlichen für die Positionierung eines SAT zur Erdvermessung mittels Gravitation, beiwohnen.
-Er- hat gesagt das die Raketen Richtung Osten starten weil sie dann gegen die Erdrehung unterwegs sind, also ihren Orbit leichter erreichen.

Irgendwie verstehe ich diese Argumentation nicht.

"Beispiel":
Ein SAT wird in eine geostationäre Pos befördert, was spielt dabei die Startrichtung für eine Rolle.
Ich meine garkeine!
Denn er rotiert ja mit der Erde mit.
Somit ist der Weg dorthin gleich lang, egal in welche Richtung gestartet wird.

Wenn sie eine Rolle spielt dann ist das ein eindeutiger Beweis dass es einen eigenen Bezug für "Bewegung im Raum" gibt.


Gruss Kurt

[Yukterez]

-Er- hat gesagt das die Raketen Richtung Osten starten weil sie dann gegen die Erdrehung unterwegs sind, also ihren Orbit leichter erreichen.

aber der Osten ist ja in der Drehrichtung, nicht gegen dieselbe !

[Kurt]

-Er- hat gesagt das die Raketen Richtung Osten starten weil sie dann gegen die Erdrehung unterwegs sind, also ihren Orbit leichter erreichen.

aber der Osten ist ja in der Drehrichtung, nicht gegen dieselbe !

Hm, soweit ich mich erinnere hat er -nach osten hin- gesagt.
Jedenfalls dass es dann leichter geht (vielleicht weil der Startpunkt sich mit der Erde mitdreht, deswegen diese Geschwindigkeit mit eingeht).


Wir machen ein Gedankenbeispiel.

Ziel der Rakete ist ein geostationärer Orbit der genau auf der anderen Seite, vom Startpunkt aus, der Erde liegt.
Einmal um die Erde und dann noch der halbe Erdenweg.

Der Weg dorthin ist also gleich lang, egal ob nach osten oder nach westen hin gestartet wird.

Die Flugzeit ist auch die gleiche weil die Strecken gleich lang sind.

Was also soll eine Richtungsbevorzugung bringen?

[Yukterez]

Osten ist doch eh super, nach Pythagoras, wenn ich ihn recht verstehe, sollte man sich dabei in etwa 10 m/sek ersparen wenn man 2.3759° nach Osten geneigt abhebt, kommt das in etwa hin mit dem was du auf dem Vortrag gehört hast ?



Das wäre nach meiner Rechnung, wenn sie denn stimmt, fast 1 ‰ Ersparnis bei der zu erreichenden Geschwindigkeit - nicht sehr viel, aber immerhin etwas !
Man bräuchte demnach statt 11192.809265273041 m/sek nur mehr die kinetische Energie {Ekin} für
sqrt(11192.809265273041^2-463.9973^2)
= 11183.18763834242 m/sek, die Treibstoffersparnis wäre somit sogar



ca. 1.72 ‰, nach Einstein (oben) ein bisschen mehr als nach Newton (unten), aber beide in der gleichen Grössenordnung:

[Kurt]

Osten ist doch eh super, nach Pythagoras, wenn ich ihn recht verstehe, sollte man sich dabei in etwa 10 m/sek ersparen wenn man 2.3759° nach Osten geneigt abhebt, kommt das in etwa hin mit dem was du auf dem Vortrag gehört hast ?

Er ist nur am Rande darauf eingegenagen.
Ich verstehe nur nicht wieso er das als -üblich- angesprochen hat, denn solange die Rakete im Erdenbereich bleibt ist das ja egal.

Nehmen wir den geostationären SAT, er befinde sich gegenüber dem Startpunkt einer Rakete auf der anderen Seite der Erde.
Es ist doch egal ob sie westwärts oder ostwärts zu ihn startet wenn sie ihn besucht.

Also gleich mit zwei identischen Raketen, sie starten gleichzeitig, eine west- die andere ostwärts, gleicher Winkel, selbe Schubkraft,
umrunden auf ihrem Weg zum SAT 1 1/2 x die Erde und kommen dann beim SAT an.
Sie kommen gleichzeitig bei ihm an.

Somit ist es doch egal ob sie ost- oder westwärts gestartet sind.
Oder nicht?


Gruss Kurt

[Yukterez]

Was du da beschreibst wäre der Fall wenn das Gravitationsfeld 1:1 mit der Erde mitrotieren würde. Das ist aber bei Newton überhaupt nicht und bei Einstein fast gar nicht der Fall. Deshalb versucht man eben, wie schon im Beispiel mit dem Diskuss geschildert, das beste aus der Fliehkraft zu machen:



Wie man sieht sind es 3.44 ‰, aus denen man 3.44*½ = 1.72 ‰ Treibstoffersparnis rauskriegt wenn man im Winkel nach Osten statt gerade nach oben fliegt. Fliegt man stattdessen im gleichen Winkel nach Westen, kostet es 3.44 ‰ mehr als ostwärts. Dieser Effekt wird naturgemäß umso schwächer und der Winkel umso kleiner, je weiter man sich vom Äquator entfernt.

Edit: die Treibstoffersparnis dürfte sogar noch etwas höher sein, da man das Gewicht des wegfallenden Treibstoffs dann nicht mehr mitbeschleunigen muss, wodurch die Rakete insgesamt leichter wird. Da hängt es dann freilich davon ab wie schwer der Treibstoff pro Joule (oder TNT Äquivalent, wie wir´s vorher hatten) wäre und wie schwer der Rest der Rakete im Vergleich.

Hier ist es der Einfachheit halber so gerechnet als bliebe die Masse der Rakete die ganze Fahrt lang gleicht, wobei sie in echt ja bis sie oben ankommt den meisten Teil davon der im Form von Treibstoff verbrannt wurde losgeworden ist.

[Ernst]

Frage: macht es wirklich einen Unterschied ob eine Rakete die einen SAT hochbringt, in östlicher Richtung oder in westlicher Richtung gestartet wird.
Gibts da echte Erkenntnisse, oder ist es nur Theorie dass es in eine Richtung besser geht?

Du beweist mit dieser Frage wiedermal, daß du physikalisch ein ganz unbeschriebenes Blatt bist.

Die Erde dreht sich von West nach Ost. Die Raketen starten deshalb nach Osten, weil sie bereits am Boden die Umfangsgeschwindigkeit der Erde in Richtung Osten besitzen und sich diese Geschwindigkeit zur Geschwindigkeit infolge der Startbeschleunigung addiert. Das spart Treibstoff.

Das ist allerding ähnlich banal wie die Frage, ob ein Stein tatsächlich in Richtung Erde und nicht in den Himmel fällt. Aber eventuell stellst du diese Frage ja noch.
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[Ernst]

die Treibstoffersparnis dürfte sogar noch etwas höher sein

Die Raketenstartplätze liegen möglichst nahe am Äquator, weil dort der Effekt am größten ist.
Die Umfangsgeschwindigkeit der Erde am Äquator ist 0,46km/s.
Die erste kosmische Geschwindigkeit (nötig für Satelliten) beträgt 7,9 km/s.

Die Einsparung an Beschleunigungsenergie beträgt daher 100*0,46/7,9 % = 5,8 %
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