Zusammenprall zweier Satelliten im All

Spionierte Daten sind auch Gegenstand einer Kommunikation...

Naja, steht doch da: "Iridium". Ist also das wohlbekannte 
Satellitentelefon.

Und wer trägt die Schuld für den Crash?
Hoffentlich haben beide ne Haftpflicht.

Immer beachten -> Rechts vor Links!

>Iridium

Die blitzen doch ab und zu mal am Himmel auf ;-)

http://www.heavens-above.com/iridiumhelp.asp

Gut fand ich den Bericht in der Tagesschau. Die Sprecherin sagte, dass 
die Satelliten mit VOLLER GESCHWINDIGT zusammengestoßen sind. Was ist 
das für eine Aussage? Was ist VOLLE GESCHWINDIGKEIT? 10m/s, 100miles/h, 
38754 km/h 50 Knoten?

Armselig, für Deutschlands renomiertestes Nachrichtenmagazin, dem die 
meisten Leute noch vertrauen.

Es sollte natürlich mit VOLLER GESCHWINDIGKEIT heißen.

> Lustigerweise braucht das weniger Energie als sie kontrolliert runter zu
holen.

Ich denke dass die sichere Entfernung vom Zugriff verfeindeter Staaten 
auf eventuelle Reste das wichtigere Argument ist.

"Die Sprecherin sagte, dass
die Satelliten mit VOLLER GESCHWINDIGKEIT zusammengestoßen sind."

Ist doch klar: Als (Geschlechts-)Genossin unserer derzeitigen Kanzlerin
( Ex-FDJ-lerin und nunmehr Doktor ) wollte sie den Sachverhalt für 
Normal-Milchmädchen einfach nur verständlich machen.

Impuls-Vektoren auf diese Art zu beschreiben, ist zumindestens für 
DSDS-Gucker bzw. Alte-Tanten-Stadel-Fans irgendwie anschaulicher, als zu 
sagen, "Es gab einen zentralen Stoß, überwiegend unelastischer Art, bei 
dem ca. 1 MWh Energie umgesetzt wurde." ...

"Ich glaube, das hätte Frau Merkel mit ihrem Hintergrundwissen besser
erklären können."

Bestimmt, nur ist die Gute derzeit bereits damit hoffnungslos 
ausgelastet, uns "Bürgern" etwas ganz anderes plausibel zu machen:

Nämlich den Punkt, dass sog. "Konjunktuprogramme", in Höhe von 50 
Milliarden € bereits von vor 10 Monaten von einer "falschen" Partei 
vorgeschlagen und seinerzeit ins Bodenlose verdammt, neuerdings um den 
Faktor >10 aktualisiert die Rettung des westlichen Wirtschaftssystems 
bewirken sollen !

>Ich glaube, das hätte Frau Merkel mit ihrem Hintergrundwissen besser
erklären können.

Das ist schon die beste Erklaerung. Speziell mit Hintergrundwissen.  Mit 
Hintergrundwissen weiss man, dass Objekte im stationaeren Orbit etwa 
8km/s draufhaben. Iteressieren dich da noch die Kommastellen ?

Nun IMHO wäre es anschaulicher gewesen zu sagen, dass die Dinger mit 
knapp 30.000km/h zusammengestossen sind. Ob die Vektoren nun 
entgegengesetzt oder senkrecht zueinander waren ist bei dem Tempo 
zweitrangig.

> Das ist schon die beste Erklaerung. Speziell mit Hintergrundwissen.  Mit
> Hintergrundwissen weiss man, dass Objekte im stationaeren Orbit etwa
> 8km/s draufhaben. Iteressieren dich da noch die Kommastellen ?

Das ist falsch. Geostationäre Objekte bewegen sich mit etwa 3km/s. Bei 
nur 790km über der Erde sind es aber schon etwa 7,5km/s.

Warum kann man einem ausgemusterten Satelliten nicht einfach einen 
Impuls richtung Erde geben, sodass er in die Thermosphäre eintaucht. 
Dort wird er sich stark erhitzen und zugleich wird er abgebremst. 
Entweder fliegt er danach richtung Erde oder der Drehimpuls reicht noch 
aus, um auf eine Ellipsenbahn zu kommen. Aber die wird dann zwangsläufig 
Abschnitte haben, die durch die Thermosphäre gehen. Damit wäre der 
Satellit nach wenigen umrundungen ebenfalls langsam genug, um auf die 
Erde zu fallen.

Da kann alles mögliche passiert sein, Treibstoff alle, Kommunikation 
weg,
Totalausfall, ..... .Oder das schlimmste :Stromausfall :-o

>>Warum kann man einem ausgemusterten Satelliten nicht einfach einen
>>Impuls richtung Erde geben, sodass er in die Thermosphäre eintaucht.
>Weil es nicht so einfach ist, du null!

Hat deine Antwort einen Sinn? Entweder, du erklärst, warum es nicht so 
einfach ist oder du versuchst erst gar nicht, deine Unwissenheit durch 
Beleidigungen zu kaschieren, d.h. zu antwortest einfach gar nicht.

> Das ist schon die beste Erklaerung. Speziell mit Hintergrundwissen.  Mit
> Hintergrundwissen weiss man, dass Objekte im stationaeren Orbit etwa
> 8km/s draufhaben. Iteressieren dich da noch die Kommastellen ?

Das ist falsch. Geostationäre Objekte bewegen sich mit etwa 3km/s. Bei
nur 790km über der Erde sind es aber schon etwa 7,5km/s.

Ich sagte stationaerer Orbit, meinte LEO, nicht stationaere Position.

>>Warum kann man einem ausgemusterten Satelliten nicht einfach einen
>>Impuls richtung Erde geben, sodass er in die Thermosphäre eintaucht.

Impuls bedeutet eins draufhauen ..

Moonraker ?

...
"Es gab einen zentralen Stoß, überwiegend unelastischer Art, bei
dem ca. 1 MWh Energie umgesetzt wurde."
...

Wie wird das berechnet?

>"Es gab einen zentralen Stoß, überwiegend unelastischer Art, bei
>dem ca. 1 MWh Energie umgesetzt wurde."
>...
>
>Wie wird das berechnet?

E=m*v^2/2

...

E=m*v^2/2

...

Energie = 1 MWh = 10^6 * 3600 Ws
Sat1 = 8 Km/s = 8000 m/s
Sat2 = 8 Km/s = 8000 m/s
Satg = 16000 m/s ; Frontalzusammenstoß


m = 2 * E / V^2

m = 2 * 10^6 * 3600 Ws / 16000 m/s

m = 28,125 Kg

Pampelmusen im Weltall?

@Jan

Habe ich das richtig verstanden, dass es einen Unterschied gibt, 
zwischen einem Auto, das mit 2 * v gegen eine Wand fährt und 2 Autos die 
frontal mit jeweils v zusammenstoßen?

ja, beim letzten ist der sachschaden höher

Wenn ich mich recht erinnere, hat ein Astronaut der ISS mal etwas 
Schrott durch einen Schubs in Richtung Erde entsorgt. Wenn ein bischen 
Muskelkraft da schon ausreicht, müsste es auch mit Düsen gehen - sofern 
der Satellit nicht zu weit von der Erde weg ist.

> ja, beim letzten ist der sachschaden höher

Das ist aber nur eine Frage des Preises der Mauer... ;-)

...

Na hallo?
Ob ich jetzt mit 200kmh gegen ne ideale Mauer bretter und mir der 
Heckspoiler durch den Kopf geht oder ich mit einem der auch 200kmh drauf 
hat und uns beiden der Spoiler um die Ohren fliegt (gleice Mantas 
vorrausgesetzt) ist doch nun ein und das Selbe!

IM ersten Fall wird die Energie komplett von der Mauer gefangen, im 
Zweiten heben sich die Energien auf, also = Mauer.
In Physik nicht aufgepasst oder was?

>Wenn ich mich recht erinnere, hat ein Astronaut der ISS mal etwas
>Schrott durch einen Schubs in Richtung Erde entsorgt. Wenn ein bischen
>Muskelkraft da schon ausreicht, müsste es auch mit Düsen gehen - sofern
>der Satellit nicht zu weit von der Erde weg ist.

Und du hast den Schrott vergluehen sehen ? Etwas Muskelkraft... absolut 
unrealistisch. Wenn der satellit mit 8km/s unterwegs ist, so kann man 
mit Muskelkraft, ZB, einem Tennisracket (Tennisball : 200km/h) maximal 
60m/s abziehen, nicht mal ein Prozent. Ohne Hebel werden's vielleicht 
36km/h, oder 10m/s sein.

@Jan M.
Deine Beschreibung ist irgendwie einfacher und effizienter als meine, 
warum ist mir das nicht eingefallen? :)

> IM ersten Fall wird die Energie komplett von der Mauer gefangen, im
> Zweiten heben sich die Energien auf, also = Mauer.
> In Physik nicht aufgepasst oder was?

Die Energien heben sich nicht auf, sie werden auf zwei Autos verteilt. 
Diese Verteilung wird allerdings nur in den seltensten Fällen 1:1 sein. 
Wenn du mit deinem Porsche gegen einen SUV knallst wirst du das 
unangenehm zu spüren bekommen.

Smart gegen 40 Tonner ist auch unangenehm, aber bei Satteliten ist das 
Verhältnis nunmal recht "Ähnlich".

ich glaub ihr mischt 2 Sachen zusammen, die man besser getrennt 
betrachtet.
die insgesamt verbratene/verpuffte Energie ist im Falle der 2 Autos
natürlich das doppelte W1=0.5*m*v^2 * 2
dh, sollte es auf dieselbe Energiemenge ankommen, so musste der
eine gegen die Wand fahrende Körper gleicher Masse eine höhere
Geschwindigkeit haben, und zwar um sqrt(2) höhere.

ihr physiker bringt alles durcheinander
es gilt doch nur diese beiden gleichungen zu erfüllen

v = davor
vv = danach

0.5*m1*v1^2 + 0.5*m2*v2^2 = 0.5*m1*vv1^2 + 0.5*m2*vv2^2
m1*v1 + m2*v2 = m1*vv1 + m2*vv2

wobei die linke seite bekannt ist!
sprich 2 gleichungen, 2 unbekannte => vv1,vv2 sind determiniert


>Die Energien heben sich nicht auf, sie werden auf zwei Autos verteilt.
wenn du von der impulserhaltung sprichst, so folge ich dir,
allerdings Energie/Verteilung ist da etwas deplaziert.

die nacher energien, spricht vv1,vv2 kannst du durch obige gleichungen
bestimmen. wie genau die energien sich verteilen, kann ich so nicht 
sagen.

"1 MWh Energie umgesetzt wurde.
...
Wie wird das berechnet?"

Überschlag für die Grössenordnung, alles ca.-Werte:

Radius eines Synchronsatelliten: 42000 km.
Der legt in 24 h also 3*84000 km zurück => v = 10500 km/h = 2917 m/s.

Die Masse eines Satelliten betrage 1 t, daher

W = 0,5 m * v² = 500 kg * (2917 m/s)² =  4,3 * 10^9 Ws =  1200 kWh


( Mit den 10-ner-Potenzen kann man sich schnell verheddern ...)

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"Nun IMHO wäre es anschaulicher gewesen zu sagen, dass die Dinger mit
knapp 30.000km/h zusammengestossen sind. Ob die Vektoren nun
entgegengesetzt oder senkrecht zueinander waren ist bei dem Tempo
zweitrangig"

Stimmt natürlich nicht, wenn beide Satelliten ähnlich schnell bei 
gleichgerichteten Vektoren gewesen wären, hätt's weniger Müll gegeben.

Synchronsatellit ? Nein, ein LEO.

Und wie elliptisch sind ( richtig: waren ) die Umlaufbahnen der Leos ?
( J. Kepler ) ?

>>Die Energien heben sich nicht auf, sie werden auf zwei Autos verteilt.
>wenn du von der impulserhaltung sprichst, so folge ich dir,
>allerdings Energie/Verteilung ist da etwas deplaziert.
>
>die nacher energien, spricht vv1,vv2 kannst du durch obige gleichungen
>bestimmen. wie genau die energien sich verteilen, kann ich so nicht
>sagen.

Da braucht man nicht zu rechnen, die muss sich aus Symmetriegründen auf 
beide verteilen (gleich, wenn m1=m2 und v1=v2). Abgesehen davon stimmt 
dein Energieerhaltungsansatz

0.5*m1*v1^2 + 0.5*m2*v2^2 = 0.5*m1*vv1^2 + 0.5*m2*vv2^2

so nicht, da fehlt die absorbierte Energie (Verformung, Wärme) auf der 
rechten Seite.

>die insgesamt verbratene/verpuffte Energie ist im Falle der 2 Autos
>natürlich das doppelte W1=0.5*m*v^2 * 2

Aber die Energie verteilt sich auf die Verformung von zwei Autos. Das 
heißt, es tut jedem Auto genauso weh wie an der Wand (eventuelle 
Asymmetrien und die unterschiedliche Form mal vernachlässigt).

>Impuls bedeutet eins draufhauen ..

Richtig erkannt. Und das ist nichts anderes als eine Kraft, die eine 
bestimmte Zeit lang auf ein Objekt einwirkt. Integriert man die 
einwirkende Kraft nach der Zeit, erhält man den Impuls, der einem Objekt 
zugeführt wurde. Viel mehr als die Geschwindigkeit kann sich dabei nicht 
ändern.

Impusl bedeutet also auch Geschwindigkeitänderung (bei konstanter 
Masse). Genau das habe ich auch gemeint, einen radialen Impuls richtung 
Erdkern.

Hier kommt aber die Drehimpulserhaltung ins Spiel. Wenn man den 
Satelliten radial zum Erdkern hin beschleunigt, wird sich seine 
Tangentialgeschwindigkeit erhöhen. Dadurch erhöht sich aber auch die 
Zentrifugalkraft, sodass der Satellit auf eine Ellipsenbahn gebracht 
wird. Wenn man es aber schafft, dass er davor in die Thermosphäre 
eintaucht, wird er sie immer wieder durchqueren und dabei durch Reibung 
Energie verlieren ... . Der Satellit bräuchte unter Umständen Jahre, bis 
er endlich auf der Erde landen würde und der Absturz wäre sicherlich 
nicht vorauszuberechnen. Außer, man schafft es, den Satelliten soweit in 
die Atmosphäre zu bringen, dass er schon nach wengen Umrundungen auf die 
Erde fällt. Dann könnte man die Absturzstelle wiederum berechnen.

Aber:

Ich habe gerade nachgerechnet. Um einen 800kg schweren Satelliten von 
790km auf 100km zu drücken (für genügend hohe Reibung), werden 4,7 
Gigajoule benötigt, das sind etwa 1,3 Megawattstunden. Ist doch ganz 
schön viel Energie. Das ist grob ein Drittel der kinetischen Energie, 
die im Drehimpuls steckt. Also wäre es in etwa so energieaufwendig wie 
das Abbremsen des Satelliten auf eine geringere Geschwindigkeit, damit 
er an Höhe verliert.

Ok, lassen wir die Dinger halt einfach oben rumfliegen, da gibt es ja 
viel Platz. Wie hoch ist schon die Wahrscheinlichkeit, dass die 
zusammenstoßen ... ;)

"dass der 900 Kilogramm schwere russische Satellit "Cosmos 2251" mit dem 
560 Kilogramm schweren Iridium-Satelliten zusammengeprallt war, und zwar 
um 17.55 Uhr (MEZ) in 790 Kilometern Höhe über Sibirien."



Die Aufprall-Geschwindigkeit war doch viel geringer, nämlich nur die 
Differenz aus ihren beiden Geschwindigkeiten.
Sie "reisten" ja in etwa die gleiche Richtung (Ist das dort oben eine 
Einbahnstraße?)

Maxim,

Einen Satelliten bringt man nicht auf eine tiefere Umlaufbahn durch 
einen Impuls nach unten. Ein Impuls nach unten ergibt nur eine 
elliptische Bahn. Eine tiefere Umlaufbahn erziehlt man durch einen 
Impuls entgegen des Bahnvektors. Auf die Bremse treten quasi. Und ja, 
die benoetigten Energeien sind gewaltig. Das laesst sich auch von der 
kinterischen Energie her schaetzen. 8km/s ist viel zu bremsen.

"Die Aufprall-Geschwindigkeit war doch viel geringer, nämlich nur die
Differenz aus ihren beiden Geschwindigkeiten."

Stand das irgendwo, dass sie in der gleichen Richtung flogen ?
Sie könnten ja auch beide kreisförmige, gleichhohe Bahnen in der 
gleichen Bahnebene gehabt haben, aber entgegengesetzt geflogen sein.

v ist immer noch ein Vektor.

Fall1: Ein Auto (A1, 1000 Kg) steht auf der Straße und ein zweites Auto 
(A2 1000 Kg) prallt frontal mit der Geschwindigkeit v (30 m/s) auf das 
stehende Auto.

Die kinetische Energie von A1 = 0 Ws, die von A2 = 450 000 Ws

Fall2: A1 und A2 fahren jeweils mit der Geschwindigkeit v/2 aufeinander 
zu und prallen ebenfalls frontal zusammen.

Die kinetische Energie von A1  = 112 500 Ws, A1  =  112 500 Ws

Mir ist klar, wenn ich die Geschwindigkeiten des Falls 2 addiere, das 
ich ein falsches Ergebnis erhalte.

Aber warum ist das so? Warum kann ich nicht einfach, das Auto A1 im 
Fall2 als ruhendes Bezugssystem nehmen und Auto A2 nähert sich mit der 
Geschwindigkeit v1 + v2 und daraus die Energie berechnen?

Bei Stossprozessen verwendet man das gemeinsame Koordinatensystem, das 
sogenannte Schwerpunkts system.

Weil die Verformung tatsächlich immer die gleiche ist, bei ruhendem 
Bezugssystem Dir der Schrotthaufen aber davonfliegt, was 50% der Energie 
aufnimmt.

Zum Fall 2, A1 und ich ANFANGS im gleichen Bezugssystem :
*********************************************************
VOR dem Crash bewege mich mit A1 in meinem, als ruhend angenommenen 
Bezugssystem.

A2 fährt relativ auf A1 mit v zu ( vollkommen unelastischer Stoss ).
Nach dem Crash bewegen sich A1 UND A2 mit v/2 relativ von mir weg, also:

kin. Energie vorher ( bezogen auf mein Bezugssystem ):
W1 = 0,5 mv²

kin. Energie nachher ( bezogen auf mein Bezugssystem ):
W2 = 0,5 * 2m(v/2)² = mv²/4

Der Rest mv²/4 ist in Wärme umgewandelt ( Verformungsarbeit ).


Fall 2, Bezugssystem ist das meine:
************************************
Beide Autos prallen relativ zu mir mit v/2 gegeneinander, dann gilt:

kin. Energie vorher:
W1 = 0,5 * 2m(v/2)² = mv²/4

kin. Energie nachher:
W2 = 0

Demnach sind ebenfalls mv²/4 in Wärme umgewandelt.

qed. (?)

@Physik-Kenner, ccc & hypergast

Vielen Dank für eure Antworten.