Schwunghaolen in den Weltruum

Dat englischke Wort Swing-by — uck Fly-by, Slingshot, Gravity Assist (GA), Schworkraftümlenkung, Gravitationsmanöver off Vörbieschwung-Manöver neumt — meent eine Methode in dei tüschkenplanetore Ruumfohrt, bi dei ein relaotiv lichte Ruumfleiger (t. Bispill eine Ruumsonde) duune an ein grootmassiget Objekt (t. B. ein Planet) vörbiflügg. Dorbi ännert sick Richtung un faoken uck dei Geschwinnigkeit van dei Sonde, wobi dei Planet dör siene groote Masse nich würklich van siene Baohn affkummp. Ut einen grooten Affstand seihn, gellt för dit Tausaomedraopen dei Gesette van einen elastischken Stoot.

Wenn eine Sonde an den Planet langers flügg, löp dat jao symmetrischk aff:
Eiers trecket dei Planet mit siene Gravitation dei Sonde vöran, dornao bremset hei ehr.
Dorbi rut kummp, dat dei Sonde mit jüst dei süftige Geschwinnigkeit wiederflügg.
Worümme — so fraoget sick dei normaole Physikschäuler — schall sei denn gauer wern?!

Dei Grund is: Dei Planet steiht jao nich still, hei bewäget sick! So schläpet hei dei Sonde för'ne Tied achter sick her un giff ehr so Energie aff.

Dei süftige Effekt kann uck upträen, wenn ein minnemassiget Objekt (t.B. Komet) dör dat Gravitationsfeld van einen schworen Planet flügg.

Prinzip

Flügg dei Sonde dör dat Gravitationsfeld van einen Planet, so werd dei afflenket, wodör sick ehre Fleigrichtung un -geschwinnigkeit ännert. Et hang van dei Bedingungen bi't Vörbifleigen aff, off dei Planet einen lüttken Deil van siene Bewägungsenergie ut sienen Baohnimpuls an dei Sonde affgiff off upnimmp. Et kummp dorup an: Flügg dei Sonde vör off achter den Planet vörbi, denn minnert sick off stigg ehre Geschwinnigkeit in dat System, worin sick dei Planet bewäget. Et geiht dorbi üm ein Dreiobjekteproblem, dor sünd dei Baohnännerungen nich anaolytischk, man kann dei blots numerischk uträken. Meist kann man äöwer dei Baohnännerung van den Planet wegseihn, wiel siene Masse einen origen Barg grötter is as dei Sondenmasse.

Dei süftige Effekt kunn uck upträen, wenn ein lüttke Planet off ein Asteroid dör dat Gravitationsfeld van einen schworen Planet flügg. Hier kann man dei Masse van den lichteren Planet gägen dei Masse van den schworen Planet nich fallen laoten, so ännert sick in dissen Fall uck bi den schworen Planet dei Sünnenümloopbaohn, aower nich so daone as bi den lüttken Planet.

Ein Schwunghaolen (Swing-by) is so eine wisse Ort van ein Vörbifleigen.

Bispille

Ein Planet maoket siene Krings üm dei Sünne up siene Ümloopbaohn (Orbit). Eine Sonde, dei dör ein Schwunghaolen dröcker wern schall, kummp van achtern an den Planet ran un krüzet siene Ümloopbaohn achter üm, vördem sei üm äöwerhaolt. Solange dei Sonde achter den Planet herflügg, werd sei dör dei Plantengravitation mehr andräwen. So werd dei Sonde uck gägenäöwer dei Sünne dröcker. Dann äöwerhaolt dei Sonde den Planet un werd dornao dör üm affbremset. Van den Planet ut seihn is disse Geschwinnigkeitsännerung symmetrischk. Van dei Sünne ut seihn transformeiert sick dei Geschwinnigkeiten aower anners, wiel dorbi ein Ümlenken afflöp. So bliff tauleßte eine Geschwinnigkeitstaunaohme äöwer.

Eine Sonde, dei dör ein Schwunghaolen (Swing-by) affbremsen schall, kummp van achtern an den Planet ran, flügg an üm vörbi un krüzet siene Ümloopbaohn aower vör üm. So flügg dei Planet bi den minnsten Affstand up dei Sonde tau. Dorbi werd dei Sonde gägenäöwer dei Sünne affbremset.

Up dei süftige Ort kann man uck dei Baohnlaoge wesseln.

Wat man will

Dat Geschwinnigkeitsännern kann man bruken, wenn dei Sonde för Anfleigstäen duune bi dei Sünne affbremset off för Anfleigstäen wiet weg van dei Sünne dröcker wern schall.

Dei Ekliptik is dei Ebene, in dei dei Planeten üm dei Sünne loopet.
Dei Eerd-Äquatorebene is dor üm 23° gägen verkippet, dordör häbbet wi dei Johrstieden.

Dat Richtungsännern kann uck brukt wern bi dat Verlaoten van dei Ekliptik-Laoge, üm so Sonden in einen poloren Ümloop üm dei Sünne tau lenken. Up disse Ort käönt Ruumsonden up Fleigbaohnen kaomen, dei süß nich off blots mit einen väl grötteren Energie-Insatz dör den Sondenandriew möglick wörn.

Dat Apollo-13-Versorgungsmodul mit den Schaden rechts

Geschichte

Dei mathematischken Grundlaogen lä 1961 Michael Minovitch. Dat eierste Schwunghaol-Manöver passeierde 1970 bi dei Apollo-13-Mission. Dei Mannschkup kunn sick nao dei Expolsion van einen Suurstofftank dör ein Schwunghaol-Manöver üm den Maond wedder trüggelenken up dei Eern tau.

In den Februar 1974 was Mariner 10 dei eierste Ruumsonde, dei ein Schwunghaol-Manöver mök, sei wörd dör ein Vörbifleigen an dei Venus naug affbremset, dat sei nao den Merkur henkaomen kunn. So brukede man för den Start blots dei lüttke un günstige Atlas-Centaur-Rakete un näbenbi köm man so duune an dei Venus vörbi.

Vandaoge fleiget bold aale interplanetoren Ruumsonden, dei nich nao den Mars off nao dei Venus hen willt, mit disse Technik.

 

Apollo-13-Helden up Breifmarken

Schwunghaolen as Animation

Twei Manöver in bewegte Biller wiest Wikipedia. Dei rode Kurve ümmer in den unneren Bilddeil wieset dei Geschwinnigkeit van dei Ruumsonde äöwer dei Tied weg.

Schwunghaolen för eine Geschwinnigkeitstaunaohme

Schwunghaolen för eine Geschwinnigkeitsaffaohme

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Ut Wikipedia, Südollnborger Platt: Ludgerd Lüske

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Anner Links:
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