Flugbahn eines Gesteinsbrockens im All berechnen

Question

Hallo,

es interessiert mich, wie man die Flugbahn eines Gesteinsbrockens im All berechnet. Ich stelle mir das als Gedankenexperiment vor. Mein Ansatz wäre Punkte zu sammeln und natürlich physikalische Gesetze zu berücksichtigen, Gravitation sei da vllt zu nennen. Wie würde man denn eine solche Flugbahn berechnen? Könnte man das sogar (vernachlässigen wir mal die Gravitation) mit einem Interpoloationspolynom machen? Oder welche Methoden gibt es da? Ich glaube Gauß hatte diesbezüglich mal einen Ansatz, der Name dieses Verfahrens ist mir aber leider entfallen...

Nun, wer hier ein paar zweckdienliche Ideen hat, sei herzlich eingeladen das hier zu äußern :-)

Answer 1

Bonsoir,

da hat dich wohl "Florence" zu dieser Frage inspiriert :)).

Die Beantwortung ist schwierig, langwierig und mitunter unbefriedigend. Diese Gesteinsbrocken, oder sagen wir ruhig Asteroiden, haben die Eigenschaft, dass sie launisch sind, d.h. sie können regelrechte Bocksprünge in Bezug auf Bahnneigung, Exzentrizität und große Halbachse vollführen. Zusätzlich sind sie wahre Künstler im Verstecken. Ganz wenige Asteroiden haben sich bis jetzt aus der Nähe präsentiert. Manchmal gelingt eine Größenbestimmung (mit allen Konsequenzen) nur aufgrund ihrer Helligkeit.

In der "Regel" spricht man von 7 Parametern, die man nun für deren Bahnbestimmung benötigt:

1. den (schwankenden) Wert der großen Halbachse a in AE

2. die Inklination, also die Neigung der Bahnebene i

3. die numerische Exzentrizität e

4.  den Zeitpunkt des Periheldurchgangs t₀

5. den Winkel zwischen Perihel und aufsteigendem Knoten w

6. die Länge des aufsteigenden Knotens W

7. die Unlaufzeit T

Auf gravitative Effekte der Planeten würde ich an dieser Stelle verzichten.

Um nun aber die Flugkurve zu berechnen, ist besondere PC-Software vonnöten, wissenschaftliche Programme, die man mit den (hoffentlich) berechneten Parametern füttern kann:

Schau diesbezüglich doch mal unter http://www.scilab.org/

(Anweisungen zur Anwendung findest du im Netz.)

Auch folgenden Link solltest du dir einmal anschauen:

https://de.wikipedia.org/wiki/Bahnelement

Zu guter Letzt empfehle ich dir noch das Buch "Astronomie In Theorie und Praxis" von Erik Wischnewski, das die besondere Thematik deiner Frage in vielen Beispielen ausführlich aufgreift.

Bonne chance ;)

Comments

Ausgezeichnete Antwort! Muss ich hier wirklich mal sagen Fachlich TOP und dann sogar noch eine Buchempfehlung (Lese sehr gerne und auch viel!).

Woher kommt dein Fachwissen wenn ich fragen darf?

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Ja klar darfst du fragen :)

Ich hatte in der Schule einfach den besten und faszinierendsten Astrophysik- / Chemie-Tutor der Welt :)).

Answer 2

Gauss hat mit Hilfe der " Methode der kleinsten
Quadrate " die Bahn des Kleinplaneten Ceres
berechnet.
Gib bei Google " ceres Gauss " ein.
Ansonsten nutzt die NASA bei Ihren Raumsonden
die Gravitationswirkung der Planeten auf Ihre
Raumsonden und holt sich damit den Schwung.
Die Berechnungen sind kompliziert und werden
von Computern durchgeführt.
Korrekturen der Flugbahn im Raum durch Zündung
des Triebwerk sind trotzdem erforderlich.

Comments

+1 von mir. Ja die Berechnungen stelle ich mir auch komplex vor, aber irgendwer muss den Computern ja sagen, was sie zu rechnen haben. Aber Ja Gauß mit dem Ceres und der Methode der kleinsten Quadrate, stimmt, jetzt leuchtet es mir wieder ein!

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Es gibt keine festen Formeln für solch
komplexe Bewegungsvorgänge.
Die Bewegung wird in Zeitabschnitte unterteilt
welche dann berechnet wird. Dann wird der
nächste Zeitabschnitt berechnet.
Eine Berechnung " in einem Rutsch " gibt es
meistens nicht.