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Autor Thema: Hubble Orbit  (Gelesen 1371 mal)

Offline petertohen

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Hubble Orbit
« am: 19. September 2017, 12:36:19 »
Hallo Ihr,

helft Ihr mir bitte mal kurz auf die Sprünge?
Komme grade an meine Grenzen der räumlichen Vorstellungskraft!

Wenn der Orbit des Hubble Teleskops 28.5° zum Äquator beträgt, dann kann ich daraus irgendwie nicht die Neigung seiner Bahn gegenüber der Erdumlaufbahn ableiten! Es muss aber gehen, da Erdachse, wie auch Umlaubahn raumstabil sind...
http://hubblesite.org/the_telescope/hubble_essentials/quick_facts.php

thank for any help

Offline Nitro

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Re: Hubble Orbit
« Antwort #1 am: 19. September 2017, 16:05:42 »
Hi Peter,

willkommen bei uns im Forum.

Verstehe ich dich richtig dass du mit Erdumlaufbahn die Umlaufbahn der Erde um die Sonne meinst? Du willst also den Winkel zwischen der Hubble Bahn und der Ekliptik der Erde um die Sonne?

Das Problem hier ist dass wir uns in einem dreidimensionalen Raum befinden und dadurch natuerlich nicht einfach die Winkel addieren oder voneinander abziehen koennen. Die Hubbel Bahn ist jetzt aber nicht nur um 28.5 Grad zum Aequator geneigt sondern diese Neigung (Inklination) ist auch um einen bestimmten Winkel gedreht.

In dem Bild hier ist es der Winkel Omega zum Ascending Node (deutsch: Aufsteigender Knoten):



Jetzt ist auch die Aequatoriale Ebene selbst um 23.4 Grad zur Sonne geneigt, man muss sich das Bild also nochmal gedreht vorstellen. Ich habe leider keine Grafik gefunden die beides abdeckt.

Man hat es hier also mit zwei verschiedenen Bezugssystemen zu tun die zeitlich abhaengig voneinander unterschiedliche Bewegungsablaeufe durchlaufen. Ohne etwas komplexere Transferrechnungen wirst du hier nicht weiter kommen.

Fuer was genau benoetigst du denn diesen Winkel?
Bevor man einen Beitrag letztendlich abschickt sollte man ihn sich noch ein letztes Mal durchlesen und sich dabei überlegen ob man ihn genau in diesem Wortlaut auch Abends seinem Partner und/oder Kindern ohne Bedenken vorlesen würde.

lngo

  • Gast
Re: Hubble Orbit
« Antwort #2 am: 19. September 2017, 16:56:16 »
Ist das wirklich so kompliziert? Die Neigung der Rotationsachse der Erde zur Sonne (23,44º) ist recht unveränderlich, ebenso wie die Ausrichtung der Bahnneigung von Hubble zum Äquator (28,47º). Beide Inklinationen sind prograde.

Es ist daher recht einfach die Achse von Hubble zur Sonne bestimmen - sie ist ja nicht zeitabhängig (Winkel der Bahnebenen von Hubble um die Erde zur Erde um die Sonne): 51.91º

https://www.spacetelescope.org/videos/hubblecast78b/


https://www.youtube.com/watch?v=rJsQjz0iSD4

(Oder verstehe ich hier etwas ganz fürchterlich falsch?)

Offline Stefan307

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Re: Hubble Orbit
« Antwort #3 am: 19. September 2017, 17:38:49 »
Ganz so einfach ist das nicht die Winkel liegen ja nicht aufeinander, sonder stehen wiederum in einem Winkel um die "Hochachse" zueinander. Stell dir 2 Keile vor die aufeinander liegen! Aufgrund von Bahnstörungen sollte sich dieser Winkel auch verändern!

MFG S

lngo

  • Gast
Re: Hubble Orbit
« Antwort #4 am: 19. September 2017, 17:57:49 »
Ganz so einfach ist das nicht die Winkel liegen ja nicht aufeinander, sonder stehen wiederum in einem Winkel um die "Hochachse" zueinander. Stell dir 2 Keile vor die aufeinander liegen! Aufgrund von Bahnstörungen sollte sich dieser Winkel auch verändern!

MFG S

Jeder Orbit hat eine Bahnebene (was man halt sieht wenn man genau von 'oben' draufschaut). Ebenen, die nicht parallel sind, schneiden sich in nur einem einem Winkel.
Beide Orbits ändern sich zwar leicht aufgrund von Bahnstörungen, weshalb ich auch "recht unveränderlich" schrieb, aber der Effekt ist erstmal sehr gering und für die Frage hier nicht wirklich von Bedeutung. Wichtig ist, dass der Winkel sich nicht ändert während beispielsweise des Umlaufs der Erde um die Sonne - wie bspws. der Äquator zur Erdbahn.

Ich verstehe nicht, was du mit Hochachse meinst?
Die des Solarsystems? Es gibt da verschiedene Festlegungen: https://en.wikipedia.org/wiki/Orbital_inclination#Orbits

Offline Schillrich

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Re: Hubble Orbit
« Antwort #5 am: 20. September 2017, 06:27:14 »
Hallo Ingo,

du kannst die Winkel nicht einfach addieren, weil:
  • allgemein die beiden Ebenen nicht um die selbe Achse gekippt sind.
  • die Bahnebene von Hubble um die Erde präzessiert, ihre Lage also zeitabhängig ist (und nicht konstant)
Nimm die Grafik von Nitro:

Der Orbit ist um die Achse des "Ascending Nodes" gegen den Äquator gekippt. Der Äquator der Erde ist um die Achse zum Frühlingspunkt gegenüber der Ekliptik gekippt, das könnte in der Grafik z.B. die Achse J sein. Stell dir da eine weitere Ebene in der Grafik vor, die durch J geht. Wie willst du die Winkel dann addieren?

Offenbar gibt es im Internet keine Grafik, die alle drei Ebenen auf einmal darstellt ...

Der "einfachste" Weg zur Berechnung des Winkels zwischen den Ebenen geht über den Drehimpulsvektor beider Rotationen, also Orbitrotation um die Erde und Eigentoration der Erde. Beide Vektoren stehen senkrecht auf ihren Rotationsebenen. Dann kann man mit dem Skalarprodukt den Winkel direkt berechnen. Wichtig ist dabei aber, dass beide Vektoren im selben Koordinatensystem vorliegen.
\\   //    Grüße
 \\ ///    Daniel

"Failures are ammo in your arsenal, not baggage that weighs you down." (JPL)

lngo

  • Gast
Re: Hubble Orbit
« Antwort #6 am: 20. September 2017, 17:07:38 »
Schillrich, jetzt verstehe ich es ein bisschen besser. Danke.

Ich hatte vereinfacht einfach alle Bezugspunkte weggenommen. Ohne oben und unten, ohne Erde und deren Ausrichtung, bleibt bei diesen beiden Umlaufbahnen ein steter Winkel übrig.

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