Verständnisfrage zur SpaceX

[Der3Geist]

Wie viele andere auch, habe ich mir gestern den SpaceX Start zu ISS angeschaut und war dabei von den Geschwindigkeiten ziemlich Beeindruckt.

Doch als ich heute Nachrichten gelesen habe, habe ich einiges nicht ganz Verstanden und vielleicht kann mir da jemand auf die Sprünge Helfen.

Gestern Abend, etwa 10 Minuten nach dem Start hatte die SpaceX ~27.000KM/h an Geschwindigkeit, und war in etwa 200km Höhe.
Nun hab ich nebenbei Google verwendet um zu erfahren, wie weit die ISS weg ist... nämlich ~420km
Dabei dachte ich mir noch, bei 27.000km/h sind sie ja gleich da, aber dann war der Livestream auch schon vorbei.

Heute lese ich, das die Astronauten nach 20 Stunden die ISS erreicht haben.
Nun Verstehe ich nicht ganz, wenn das Teil doch 27.000km/h drauf hat, würde doch Bedeuten 450km/minute

Wenn die ISS "nur" 420km Entfernt ist, müsste der Flug ja Ruck Zuck erledigt sein, aber Warum nun 20 Stunden ?
Vor allem, da sie nach 10 Minuten schon 200km erreicht hatten.

Da bin ich ja Quasi mit dem Auto schneller...4 Stunden a 100km/h = 400km !

Wo ist mein Denkfehler ?

 

[KaPiTN]

Du kannst Dir sicher vorstellen, daß, wenn die direkt auf die ISS gezielt hätten, zwar deutlich schneller da gewesen wären, aber bei 27.000km/h ist kein sanftes Andocken möglich.
Die wollten die ISS ja nicht vom Himmel schießen.

Also muß die Annäherung stattfinden, während sich beide Objekte auf Kreisbahnen bewegen.

 

[Der3Geist]

Also kann man sagen, nach 10 Minuten ~ 200km bei 27.000km/h würde dann etwa 2 Minuten für die Restliche Strecke benötigen.

Also dauerte der Annäherungsvorgang und das Andocken ganze 19 Stunden und 38 Minuten ?
Das ist aber sehr Lange, war mir nicht bewusst, das dieser Vorgang so Umfangreich ist.

Ich kenne das nur aus Filme wie z.b. Armageddon... Hinfliegen, Bremsen, Puff und dran.
Aber das es dann nicht so einfach ist, war mir klar, aber dann doch über 19 Stunden !!

 

[Cybercat]

Die ISS fliegt ja selber auch noch mit über 27.000 km/h.
Die Rakete muss sich von hinten annähern und die ISS einholen.
Wenn ich auf der Autoban ein Auto einholen will das 200km/h fährt ich aber 10 Kilometer dahinter bin und nur 5km/h schneller bin dauert das auch eine ganze Weile.

 

[Pleitgengeier]

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Das Raumfahrzeug bewegt sich ebenfalls auf einem Orbit um die Erde, dessen Radius ist umso größer je höher die Geschwindigkeit ist - Gravitationskraft der Erde und Zentrifugalkraft halten sich dann das Gleichgewicht.
Das Bild zeigt halbwegs wie so etwas abläuft:

 

[KaPiTN]

Was bei Filmen oft vergessen wird, ist, daß Bremsen auch nur eine Beschleunigung ist.
Daß bedeutet, wenn das Schiff kontinuierlich Schub hat und man mit dem gleichen Schub bremst, man auf halber Strecke damit anfangen muß.

 

[Der3Geist]

Ja, stimmt, der Aspekt des "Einholens" war mir so nicht direkt bewusst.

Danke für die aufklärung.

 

[Seedy]

Kerbel Space Program,
macht Spaß und danach ist man Experte in Orbitmechanik.

btw.
Mehr Informationen findet man unter anderem unter

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[Der3Geist]

Dazu aber noch eine Frage.

Ist ja richtig, das der Vorgang so lange dauert, um die ISS Quasi einzuholen.

Gehen wir mal von diesem Bild aus...


Dann ist es ja so, das die SpaceX einmal Komplett um die Erde fliegt (Gelbe Linie -> Rote Linie) um dann am ende der Roten Linie auf die ISS zu treffen.

Nun müsste es doch möglich sein, das ganze so zu berechnen, das die SpaceX genau in diesem Moment Startet wenn die ISS irgendwo auf der Roten bahn fliegt.
So das sich beide in etwa direkt am ende der Gelben Linie treffen.

Würde doch zeit Sparen, oder ist dies genau der fall, und es dauert Trozdem seine 20 Stunden.

Erdradius = 6371km + 400km (zur ISS) = 6771 km (Vom Mittelpunkt der Erde zu ISS)
Umfang der Kreisbahn der ISS = 2*pi*r = 2 * 3,14 * 6771 = 42521km

Nun fliegt die SpaceX mit 27000 km/h bedeutet 42521 km / 27000 = 1,57 Stunden für einen Flug um die Erde.
Wenn der Start der SpaceX nun genau zum Richtigen Zeitpunkt ist würden sich beide mit nur Minimal Abstand am ende der Gelben Linie treffen, und man könnte die dauer doch Veringern.

 

[Chegwidden]

Ich finde den Twitter-Account von

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(Alexander Gerst) immer super interessant.
Dort erklärt er auch viele Sachen in Deutsch und Englisch und antwortet öfter mal auf Fragen.

Wenn ich das in Dokus und Erklärungen richtig verstanden habe, dauert das ingesamt mit dem Andocken so lange, weil das *Bremsen* und Ausrichten recht tricky ist.
Die letzten -ich glaube- 400 Meter wird dann per Hand und auf Milimeter gesteuert. Und das bei der Geschwindigkeit alles ist nicht so ohne
Wenn man nur eine kleine Beule reinhaut, könnte viel passieren...

 

[poesie noire]

Ich nehme mal an, die haben das alle schon mit eingerechnet. Für mich ein plausibler Grund für so ein Manöver ist, der Platz um die Erde ist nicht leer. Da sind tausende Satelliten die umherschwirren. Das muss man bei der Bahnberechnung berücksichtigen.

 

[Seedy]

@Der3Geist:
Sobald du in irgendwas orbit ähnliches kommst, funktioniert das mit dem Beschleunigen und Bremsen nicht mehr wie auf der Erde.

Wenn du auf einer Umlaufbahn beschleunigst, dann vergrößerst du den Radius, aber auf der dir gegenüberliegenden seite.

Du bist der Grüne Kreis.
Die Iss ist der Rote Kreis.

Jetzt musst du an der richtigen Stelle beschleunigen um deinen Radius Eierförmig/Eliptisch genau so aufzuweiten, dass du die ISS triffst.
Dass ist die gelbe Elipse.
Dann dockst du an die ISS und bleibst auf dem roten Kreis.

Du musst dich davon verabschieden das ganze mit "ich fliege einfach drauf zu" zu denken.
Mit Bremsen und Beschleunigen verändert du nur den Radius, unzwar auf der dir gegenüberliegenden Seite der Kurve.

Das bedeutet du hast ein "Max" an Geschwindigkeit, dass du erreichen darfst, damit du dein Ziel noch triffst, oder du musst überbeschleunigen und wieder unnötig bremsen, was Sprit kostet, daher warten.
Außerdem kannst du nicht unendlich schnell beschleunigen, mehr als Vollgas geht nicht, danach wirst du nicht schneller schneller und die Kapsel muss eine ganze Menge Geschwindigkeit aufholen.

 

[Der3Geist]

ok, Halbwegs Verstanden. Danke

 

[Zoldan]

Ich kenne das nur aus Filme wie z.b. Armageddon... Hinfliegen, Bremsen, Puff und dran.
Aber das es dann nicht so einfach ist, war mir klar, aber dann doch über 19 Stunden !!

Dann musst Du Dir aber auch den Directors Cut von Armageddon ansehen... der Dauert nämlich 5 Tage und 17 Stunden. Da sind die Szenen vom Flug zur orbitalen Raumstation der Russen und der weitere Flug zum Astroiden nämlich ungeschnitten drin. Ist dann zwar etwas öde, aber so erhält man als Zuschauer dann den wahren, echten EIndruck.

Und jetzt Spaß beiseite: Es ist doch wohl nicht zuviel verlangt mal ein bisschen mitzudenken, warum ein Flug zur ISS etwas länger dauert als eine Taxi-Fahrt von A nach B.

 

[Rakorium-M]

Bei der Dragon kommt dazu dass dies der erste bemannte ISS-Flug der Kapsel ist. Daher gönnt man sich ein paar mehr Erdumrundungen vor dem Andocken, damit man Erfahrungen mit der Kapsel sammeln kann. Die russische Sojus hat die Reisen schon in 3,5h geschafft.

 

[Der3Geist]

Bei der Dragon kommt dazu dass dies der erste bemannte ISS-Flug der Kapsel ist. Daher gönnt man sich ein paar mehr Erdumrundungen vor dem Andocken, damit man Erfahrungen mit der Kapsel sammeln kann. Die russische Sojus hat die Reisen schon in 3,5h geschafft.

Genau das wollte ich hören.
Danke, also geht es dann doch schneller als 20 Stunden.

@Zoldan, gibts den Directors Cut irgendwo als Download.
Aber, die siehst ja, das es auch bedeutend schneller geht.
Denn eben durchs "mitdenken" dachte ich mir, das dauert viel zu lange.

 

[drfuture]

Hätte da noch was zum Thema

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