Swing-by

Dësen Artikel entsprécht net de Wikipediakrittäre fir en enzyklopedeschen Artikel. Dat kann dru leien datt Schreif- oder Tippfeeler dran ze fanne sinn, oder en nach net nom Stil vun engem Wikipediaartikel formatéiert gouf. Et kann och sinn, datt den Inhalt net an eng Enzyklopedie gehéiert, sou wéi en am Moment do steet. Fir ze verhënneren datt dësen Artikel eventuell geläscht gëtt, muss en onbedéngt iwwerschafft ginn.

Den englesche Begrëff Swing-by – och Fly-by, Slingshot, Gravity-Assist (GA), Schwéierkraaftëmleedung, Gravitatiounsmanöver oder Laanschtschwongmanöver genannt – bezeechent eng Method vun der interplanetarer Raumfaart, bei där e relativ liichte Raumfluchkierper (wéi z. B. eng Raumsond) no laanscht e masseräiche Kierper (z. B. e Planéit) flitt.

Dobäi gi Richtung an dacks och d'Vitess vun der Sond verännert, wärend de Planéit wéinst senger grousser Mass keng mierklech Ännerung vu senger Bunn erlieft. Aus grousser Distanz gesinn, gëlle fir de Rendez-vous d'Gesetzer vun engem elastesche Stouss.^[1]

Deeselwechten Effet kann och optrieden, wann e liichten Himmelskierper (z. B. e Koméit) e Gravitatiounsfeld vun engem schwéiere Planéit passéiert.

Prinzip

Wann d'Sond duerch d'Gravitatiounsfeld vun engem Planéit flitt, da kritt s'eng aner Fluchbunn an där hir Fluchrichtung a -vitess verännert gëtt. Jee no de Bedingunge vum Laanschtfluch iwwerdréit de Planéit e klengen Deel Beweegungsenergie aus sengem Bunnimpuls op d'Sond oder ëmgekéiert. Dat heescht, jee nodeem, ob d'Sond vir oder hanner dem Planéit laanschtflitt, gëtt hir Vitess am Bezuchssystem, an deem sech de Planéit beweegt, méi grouss oder méi kleng. Well et sech ëm en Dräikierperproblem handelt, sinn d'Bunnännerungen net analytesch, mä nëmmen numeresch ze berechnen. Am Allgemenge kann d'Bunnännerung vum Planéit vernoléissegt ginn, well seng Mass méi grouss ass wéi déi vun der Sond.

Deeselwechten Effet kënnt och optrieden, wann e liichte Planéit oder en Asteroid e schwéiere Planéit an deem sengen Gravitatiounsfeld passéiert.
Well awer d'Mass vum liichte Planéit net géintiwwer deem schwéiere vernoléissegbar kleng ass, ännert an dësem Fall och de schwéiere Planéit seng Sonnenëmlafbunn däitlech (wann och manner staark wéi dee méi liichten).^[2]^,^[3]

E Swing-by ass eng speziell Aart vun engem Laanschtfluch.

Beispiller

E Planéit ëmkreest d'Sonn op enger Ëmlafbunn. Eng Sond, déi mat Hëllef vun engem Swing-bys accelleréiert soll ginn, kënnt vun hannen un de Planéit erun a passéiert seng Ëmlafbunn hanner him, ier si hien iwwerhëlt. Soulaang d'Sond hanner dem Planéit hierflitt, wierkt deem seng Unzéiungskraaft op si accelleréirent. Doduerch gëtt si och géintiwwer der Sonn méi séierll. Dann iwwerhëlt si de Planéit a gëtt doropshin duerch hien ofgebremst. A Bezuch op de Planéit ass d'Vitessenännerung symmetresch, a Bezuch op d'Sonn transforméiere sech d'Vitess wéinst enger gläichzäiteger Direktiounsännerung awer ënnerschiddlech. Sou bleift um Enn méi eng grouss Vitess iwwreg.

Eng Sond, déi mat Hëllef vun engem Swing-by ofgebremst soll ginn, kënnt vun hanne bei de Planéit a flitt da laanscht, andeems hie seng Ëmlafbunn virun him passéiert. Sou kënnt him de Planéit beim dichteste Rendez-vous entgéint. Dobäi gëtt d'Sond géintiwwer der Sonn ofgebremst. Et bleift eng Vitessreduzéierung iwwereg, och wann – wéi uewe beschriwwen – d'Sond beim Planéite-Rendez-vous méi séier a beim distanzéieren nees méi lues ginn ass.

Op déi selwecht Aart a Weis ass de Wiessel vun de Bunnepläng méiglech.

Ziler

D'Vitessenännerung kann dozou gebraucht ginn, fir d'Sond zu sonnenoe Ziler ofzubremsen oder fir sonnewäit Ziler z'accelleréieren.

D'Richtungsännerung kann och dozou gebraucht ginn, fir de Plang vun der Ekliptik ze verloossen a Sonden an eng polar Ëmlafbunn ëm d'Sonn ze dirigéieren. Op déi Aart a Weis kënne Raumsonde Fluchbunnen erreechen, déi soss net oder nëmme mat groussem Energieopwand vun engem speziellen Undriff z'erreeche wieren.

Geschicht

Dat éischt Swing-by-Manöver gouf 1970 wärend der Apollo-13-Missioun duerchgefouert. D'Crew konnt sech no der Explosioun vun engem Sauerstofftank duerch e Swing-by-Manöver ëm den Äerdmound nees zeréck op d'Äerd retten. 1973 war Mariner 10 déi éischt Raumsond, déi e Swing-by-Manöver duerchgefouert hat. Si gouf duerch de Laanschtfluch bei der Venus genuch ofgebremst, fir de Planéit Merkur z'erreechen. Doduerch konnt engersäits d'Raumsond mat enger (géintiwwer der Titan IIIC) méi bëlleger Atlas-Centaur gestart ginn an aneresäits d'Venus matbesicht ginn.^[4] Haut benotzen zimmlech all interplanetar Raumsonden, déi de Mars oder d'Venus net zum Endzil hunn, dës Technik.

Gebrauch

Fluchbunn vun der NASA/ESA-Raumsond Cassini-Huygens: Nom Start flitt se zweemol bei der Venus laanscht, eemol laanscht d'Äerd an eemol beim Jupiter, bis se duerch dee Swing-by-Manöver genuch kinetesch Energie hat, fir hiert Zil, de Saturn, z'erreechen.

Swing-bys kënnen dozou déngen, d'Fluchzäite vu Sonden ze verkierzen. Voyager 1 an 2 goufen z. B. duerch e Swing-by beim Saturn ëm ronn 18 km/s méi séier an hunn doduerch déi drëtt kosmesch Vitess erreecht. Ouni Swing-by hätt Voyager 2 méi wéi duebel sou laang gebraucht, fir de Neptun z'erreechen.

Heefeg ginn Swing-bys net gebraucht, fir d'Reeszäit ze verkierzen, mä fir Raumsonden mat Drorakéiten ze starten, déi fir den direkte Fluch zum Zil ze schwaach sinn. Fir awer op hiert Zil ze kommen, muss dann d'Raumsond een oder méi Swing-bys maachen, fir déi néideg Vitess z'erreechen. Doduerch gëtt d'Fluchzäit däitlech méi laang wéi bei engem direkte Fluch. Meeschtens ass de Grond fir dëst Aktioun, datt eng gréisser Drorakéit méi deier wier wéi déi méi laang Missiounszäit. Nëmme munnechmol, wéi z. B. Cassini-Huygens, ass d'Sond sou schwéier, datt selwer déi gréisst Drorakéit net fir en Direktfluch duergeet.

Besonnesch beim zweete Grond entstinn grouss Ëweeër. Sou gouf zum Beispill d'Sond Cassini-Huygens op dem Wee zum Saturn fir d'éischt zweemol vun der Venus an dann eemol vun der Äerd op déi néideg Vitess bruecht.

Ganz rar ginn Swing-bys dofir gebraucht, d'Bunnschréi sou staark z'änneren, wéi bei der Sonnesond Ulysses, fir de Plang vun der Ekliptik ze verloossen.

Swing-bys an Animatioun

De roude Bou am jeeweils ënneschte Bilddeel weist d'Vitess vun der Raumsond iwwer d'Zäit.

Swing-by, fir d'Vitess opzehuelen.
Swing-by, fir d'Vitess ofzebauen.

Kuckt och

Portal Astronomie

Fly-by-Anomalie

Literatur

B. Stanek: Raumfahrt Lexikon, Halwag Verlag, Bern (1983), ISBN 3-444-10288-7 Seite: 331–334

Um Spaweck

Commons: Gravitational slingshots – Biller, Videoen oder Audiodateien

Bahnmanöver – Artikel vum Michael Müller, bei Erkenntnishorizont
Swing-by – Artikel vum Bernd Leitenberger, iwwer d'Mathematik dahannert.
- Bahnen im Sonnensystem und um andere Planeten –Artikel vum Bernd Leitenberger

Referenzen

↑ A Gravity Assist Primer Websäit vun der NASA zu "Gravity Assist"
↑ Stefan Deiters: SONNENSYSTEM Gab es einst fünf Gasriesen?, in Astronews.com, Datum: 16. November 2011, Ofgeruff. 20. November 2011
↑ Laura Hennemann: SONNENSYSTEM Der verstoßene Planet, in astronomie-heute.de, Datum: 15. November 2011, Ofgeruff. 7. Oktober 2012. (Den Artikel gëtt als Quell arXiv:1109.2949v1 un.)
↑ SP-424 The Voyage of Mariner 10 – Chapter 2 (englesch) – Artikel bei NASA-History

[1] A Gravity Assist Primer Websäit vun der NASA zu "Gravity Assist"

[2] Stefan Deiters: SONNENSYSTEM Gab es einst fünf Gasriesen?, in Astronews.com, Datum: 16. November 2011, Ofgeruff. 20. November 2011

[3] Laura Hennemann: SONNENSYSTEM Der verstoßene Planet, in astronomie-heute.de, Datum: 15. November 2011, Ofgeruff. 7. Oktober 2012. (Den Artikel gëtt als Quell arXiv:1109.2949v1 un.)

[4] SP-424 The Voyage of Mariner 10 – Chapter 2 (englesch) – Artikel bei NASA-History

[1]

[2]

[3]

[4]