Geschwindigkeit im Weltraum messen?!?

[Spocky]

Wenn ich im Raum mit nen X-Wing versuche ne Ente zu jagen und ich ihr nicht ins Heck knallen will interessiert mich meine absolute Geschwindigkeit in Relation zu was auch immer herzlich wenig denn mir geht es einzig und allein darum dem anderen Vogel nicht in die Bussard-Kollektoren zu rauschen - und dafür brauch ich nur die Relativgeschwindigkeit zu dem Teil.

Also doch nicht "zu was auch immer"

Btw. Beschleunigungen eines Schiffes kann ich an der Trägheit einer Kugel oder was auch immer die auch im Inneren sein kann messen. Wenn ich aber durch nen Feld beschleunigt werde wird die Kugel genauso schnell wie mein Schiff beschleunigt und obwohl ich beschleunigt werde zeigt das Ding "0" an?

Ja, tut es. Deshalb empfindet man ja auch in fallenden Körpern Schwerelosigkeit. Das macht man sich ja auch in sogenannten Falltürmen zunutze.

[Phaidon]

@Spocky
Und mein Lichtmeter da funzt nicht?

[Spocky]

Nein, denn die Lichtgeschwindigkeit ist überall dieselbe, egal für welchen Betrachter. Selbst zwei Lichtstrahlen, die sich aufeinander zu bewegen tun dies nur mit Lichtgeschwindigkeit. Das liegt an der Stauchung des Raumes.

[Skymarshal]

Was ist denn das bitte für eine Antwort?

"Schon [es ist keine absolute Geschwindigkeit 0]. Aber man braucht es nur einmal machen"...

Du baust deine Berechungen auf einen Wert auf, den du nicht haben kannst...

Nein. Ich meine den ermittelten relativen Wert am Anfang. Das man dem nur "provisorisch" 0 zuschreibt. Kann aber auch der Wert bleiben. Es geht nur um das rückrechnen wenn man nach der Beschleunigung eine Abbremsung macht.

Also man ermittelt einmal einen relativen Wert bevor beschleunigt wird. Dann läuft alles so ab wie ich es vorgeschlagen hatte.

Dann orientiert man sich nur noch nach den G-Kräften und Schwerkraftfeldern. Das ist ingesamt wohl einfacher als immer die Relativgeschwindigkeit zu ermitteln.

[Bynaus]

@Sky: Um nochmals deinen Beschleunigungsmesser zu verwenden. Gehen wir mal von folgendem aus.

Du startest mit deinem Raumschiff, verlässt unser Sonnensystem. Dein Beschleunigungsmesser zeigt, dass du während 200 Stunden mit 1 g beschleunigt hast. Wie schnell ist das Raumschiff jetzt?

[Skymarshal]

Hmm. Also im freien Fall bei Erdbeschleunigung sind es 9,81m/Sek.

Aber dort ist auch noch Luftwiderstand. Wie es im Vakuum genau gehandelt wird weiss ich nicht.

Auf jeden Fall müsste man das zur vorher ermittelten Relativgeschwindigkeit zu addieren.

[Esquilax]

@Sky: Um nochmals deinen Beschleunigungsmesser zu verwenden. Gehen wir mal von folgendem aus.

Du startest mit deinem Raumschiff, verlässt unser Sonnensystem. Dein Beschleunigungsmesser zeigt, dass du während 200 Stunden mit 1 g beschleunigt hast. Wie schnell ist das Raumschiff jetzt?

a = Beschleunigung = 1g = 9,81 m/s²

t = Zeit = 200 h = 720000 s

v = Geschwindigkeit

a = v/t => v = a*t

v = 9,81 m/s² * 720000 s = 7063200 m/s

Der Einfluß der Relativitätstehorie ist bei einer Geschwindigkeit die unter 10% der Lichtgeschwindigkeit liegt sehr klein.

Lichtgeschwindigkeit = 300000000 m/s
10% Lichtgeschwindigkeit = 30000000 m/s dehalb Relativität vernachläßigbar

Daraus folgt: Bei einer Beschleunigung von 1g über zwei Stunden erreicht man eine Geschwindigkeit von 7063200 m/s oder 7063,2 km/s

Natürlich gilt dies nur im Luftleeren Raum da man sonst den Luftwiederstand als negative Beschleunigung mit einbeziehen müsste.

[Harmakhis]

Falsch. Nicht a = v/t sondern a = dv/dt also a = v2-v1/t2-t1

Mit dieser Formel kannst du deine Beschleunigung ausrechnen, wenn du deine Geschwindigkeit zu zwei Zeitpunkten gemessen hast. Oder halt deine Geschwindigkeit, dafür brauchst du aber mindestens die Geschwindigkeit zum Ausgangszeitpunkt und die ist bei Bynaus Beispiel nicht gegeben. Sie muss aber gegeben sein, was halt bedeutet, dass man seine Geschwindigkeit nicht absolut, sondern immer nur relativ zu einer anderen Geschwindigkeit bestimmten kann.

[Esquilax]

Ich bin von der Ausgangsgeschwindigkeit 0,0 Ausgegangen und von konstanten Verhältnissen. Ich weiß, dass das nicht absolut korrekt ist aber es soll ja auch nur eine Näherung sein.

[Skymarshal]

Deswegen schrieb ich ja ein paar mal das man mindestens einmal die Relativgeschwindigkeit ermitteln muß. Weil ich ja längst eingesehen habe das die GEschwindigkeit 0, also absolut, nicht zu ermitteln ist.

Dennoch ist Esquilax seine Rechnung für den Geschwindigkeitszuwachs richtig.

Der G-Messer funktioniert nach einmaliger Ermittlung der Relativgeschwindigkeit. Dann braucht man nur noch Geschwindigkeiten addieren oder subtrahieren. Kommt man in die Nähe von Schwerkraftfeldern so zeigen die Sensoren Richtung und Stärke der Kräfte an.

Natürlich ist man dann immer noch auf externe Daten angewiesen. Aber außerhalb von Schwerkraftfeldern nicht.

Da reicht die einfache Beschleunigungsformel.

Ob die Idee jetzt so weltbewegend und revolutionär ist sei mal dahingestellt. Ich habe nur mal überlegt ob es auch noch andere Methoden als das ständige ermitteln von Relativgeschwindigkeiten gibt.

Vielleicht gibt es ja sowas ähnliches wie den "G-Messer" in der Raumfahrt schon?

[Esquilax]

Seht mal bei Wikipedia unter dem Stichwort "Inertialnavigation" vorbei.

aus Wikipedia: "Die Inertialnavigation – auch Trägheitsnavigation – beruht auf dem Prinzip der Integration gemessener Beschleunigungen und Drehungen zur Bestimmung von Lagewinkeln, Geschwindigkeit und Position im Raum."

PS: Natürlich gibt es Beschleunigungssensoren(Accelerometer) auch in der Raumfahrt.

[Bynaus]

Wie Harmakhis und Skymarshall schon gesagt haben, muss man die Anfangsgeschwindigkeit kennen, und man muss sich bewusst sein, dass sich Geschwindigkeit immer auf ein Referenzsystem (in diesem Fall: die Erde) bezieht (und, das wurde von Esquilax auch schon angedeutet, dass bei hohen Geschwindigkeiten relativistische Effekte berücksichtigt werden müssen).

Gerade beim interstellaren Raumflug, um den es hier ja anfänglich ging, bringt einem die Angabe, wie schnell man sich relativ zur Erde bewegt, nichts mehr. Was hilft einem diese Angabe, wenn man doch berechnen möchte, wieviel Schub man geben muss, um in den Orbit eines fremden Planeten einzutreten? Aus der Relativgeschwindigkeit im Vergleich zur Erde beim Start kann ich keine nützliche Information ziehen, denn was beim Orbiteintritt wichtig ist, ist die Relativgeschwindigkeit zum Zielobjekt.

Bei der Navigation innerhalb desselben Gravitationsfeldes kann Inertialnavigation Sinn machen - man muss sich dann einfach immer auf dieses eine Gravitationsfeld beziehen (deshalb kann man sie durchaus in der Raumfahrt einsetzen - etwa im erdnahen Raum - da wird das Gravitationsfeld nie verlassen).

[Skymarshal]

Gerade beim interstellaren Raumflug, um den es hier ja anfänglich ging, bringt einem die Angabe, wie schnell man sich relativ zur Erde bewegt, nichts mehr. Was hilft einem diese Angabe, wenn man doch berechnen möchte, wieviel Schub man geben muss, um in den Orbit eines fremden Planeten einzutreten? Aus der Relativgeschwindigkeit im Vergleich zur Erde beim Start kann ich keine nützliche Information ziehen, denn was beim Orbiteintritt wichtig ist, ist die Relativgeschwindigkeit zum Zielobjekt.

Hmm. Wie wird denn die Geschwindigkeit z.B vom Mars bestimmt. Man misst doch an mehrere Bezugssystemen oder nicht?

Müssten nicht schon zwei Relativwerte reichen? Wie schnell bewegt sich das Raumschiff relativ zur Sonne und zur Erde?

Warum ist die Relativgeschwindigkeit zum Zielobjekt wichtig?

Bei der Navigation innerhalb desselben Gravitationsfeldes kann Inertialnavigation Sinn machen - man muss sich dann einfach immer auf dieses eine Gravitationsfeld beziehen (deshalb kann man sie durchaus in der Raumfahrt einsetzen - etwa im erdnahen Raum - da wird das Gravitationsfeld nie verlassen).

Warum soll das nur bei einen gehen?

Wenn ich das Feld verlasse ziehe ich die (entgegengesetzte)Beschleunigungskraft ab.

[Bynaus]

Hmm. Wie wird denn die Geschwindigkeit z.B vom Mars bestimmt.

Die Bewegungen der Planeten sind in der Regel bezüglich der Sonne gegeben und berechnen sich aus den Kepler-Gesetzen.

Warum ist die Relativgeschwindigkeit zum Zielobjekt wichtig?

Natürlich kannst du, wenn du im gleichen Gravitationsfeld bist, durch die Keplergesetze die Geschwindigkeiten berechnen (ob das genau genug ist, sei mal dahingestellt - die dafür nötigen Werte kannst du in der Regel nicht so einfach ermitteln). Die Geschwindigkeit am Zielobjekt ist eben zum Beispiel wichtig, wenn du das Zielobjekt umkreisen willst und wissen willst, wie weit du herunterbremsen darfst, ohne aus dem Orbit zu fallen.

Wenn ich das Feld verlasse ziehe ich die (entgegengesetzte)Beschleunigungskraft ab.

Das hat nichts damit zu tun, bloss damit, dass du für jede Geschwindigkeitsangabe einen Referenzpunkt brauchst (so und so schnell gegenüber was?) - in einem Gravitationsfeld bietet sich das zentrale Objekt im Gravitationsfeld an. Verlässt du dieses Gravitationsfeld und trittst du in ein neues ein, was hilft dir dann noch die Angabe, wie schnell duch die gegenüber dem zentralen Objekt des ersten Gravitationsfeldes bewegst?

[LuckyGuy]

Mal ne Frage:

Wenn ich nur zwei Objekte im Universum habe, woher weiß ich dann, welches sich bewegt, und welches nicht?

Sinn meiner Frage ist Folgender:

Ich stelle mir ein Universum vor, das, bis auf zwei Raumschiffe, völlig leer ist.

In diesem Universum fliegen zwei Raumschiffe mit 90% LG aufeinander zu.

Beide Antriebe sind ausgeschaltet, es geht also nur über die Masseträgheit.

Beide Besatzungen wissen: Nur ein Raumschiff bewegt sich, da andere steht vollkommen still.

Sie wissen nur nicht, welches!

Sie können zueinander ja nur die Relativgeschwindigkeit bestimmen - sonst nichts!

Für die Besatzungen gibt es absolut kein Mittel, zu bestimmen, wer sich bewegt.

Woher "weiß" es dann aber das Universum? Eines der beiden Raumschiffe unterliegt nämlich der Zeitdilletation!

Aber woher "weiß" das Universum denn, welches? Wenn nur die Relativgeschwindigkeiten zählen, und sonst nichts?