Raumfahrt 2 Fragen
Fragen zu Raumfahrt 2, unvollständig, ohne 128
Fragen zu Raumfahrt 2, unvollständig, ohne 128
Fichier Détails
| Cartes-fiches | 80 |
|---|---|
| Langue | Deutsch |
| Catégorie | Physique |
| Niveau | Université |
| Crée / Actualisé | 19.09.2014 / 12.07.2018 |
| Lien de web |
https://card2brain.ch/box/raumfahrt_2_fragen
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| Intégrer |
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136) Nennen Sie vier typische Missionen, die "Rendezvous and Docking"-Manöver erforderlich machen!
Wartung von Satelliten, Reparatur, Versorgung von Satelliten, Montage von Großstrukturen im All, Austausch und Versorgung der Crew der ISS, ...
137_1) Welche Arten von Energiequellen oder Energiespeichern und Wandlern kommen heute am ehesten für die elektrische Energieversorgung von Raumflugkörpern in Frage wenn:
relativ hohe Leistungen für kurze Zeiten benötigt werden (wenige Stunden)?
Batterien, Brennstoffzellen
137_2) Welche Arten von Energiequellen oder Energiespeichern und Wandlern kommen heute am ehesten für die elektrische Energieversorgung von Raumflugkörpern in Frage wenn:
für lange Zeiten (Monate und Jahre) Leistungen bis ca 10 kW in einer Erdumlaufbahn benötigt werden?
Solarpanels (evtl. auch schon nuklear-thermisch)
137_3) Welche Arten von Energiequellen oder Energiespeichern und Wandlern kommen heute am ehesten für die elektrische Energieversorgung von Raumflugkörpern in Frage wenn:
für lange Zeiten (Monate oder Jahre) Leistungen bis ca. 10 kW für eine Flugbahn zu den äußeren Planeten benötigt werden?
nuklear-thermisch (Radioisotopenbatterien) und nuklear-reaktiv
138) Bei der Jupitersonde GALILEO wurden zur Energieversorgung Radioisotopenbatterien verwendet. Was versteht man darunter? Welche Energiewandlerart wird angewendet?
Radioisotope Thermal Generator: Zerfallswärme von radioaktiven Materialien (Isotopen) wird über thermisch-elektrischen Wandler in elektrische Energie umgewandelt.
139) Erklären Sie anhand einer Skizze die Wirkungsweise einer Solarzelle! Welche Materialien werden für Solarzellen in der Raumfahrt hauptsächlich angewendet? Nennen Sie zwei!
Materialien: Silizium, GaAs (Galliumarsenid)
Skizze siehe Fragenkatalog
140) Wie groß ist die Energiestrahlleistung der Sonne pro Quadratmeter in Erdnähe? Wie viel Prozent davon kann typischerweise photovoltaisch genutzt werden?
S = 1395 W/m2
14 % (auf der Erde noch etwas weniger, da keine harte UV-Strahlung ankommt.)
141+142) Wie ist die Solarkonstante definiert und welchen Zahlenwert hat sie?
Wie groß ist diese auf dem Merkur (Abstand zur Sonne ca 2/5 AE)?
Die Solarkonstante ist die Strahlungsenergie, die auf einen Quadratmeter im Abstand von 1 AE auftrifft.
S = 1395 W/m2
Auf dem Merkur ist diese 6,25 (= (5/2)2) mal so groß.
143) Der Saturn ist ca 10 mal weiter von der Sonne entfernt als die Erde. Wie groß ist die Energieeinstrahlleistung pro Quadratmeter auf dem Saturn im Verhältnis zum entsprechenden Wert auf der Erdoberfläche?
100 mal kleiner
144) In welcher Form ist die Energie in einem Kaltgastriebwerk gespeicher?
Überdruck
145) Nennen Sie mindestens 2 Vorteile und Nachteile von Kleinsatelliten-Missionen!
Vorteile: - kurze Entwicklungszeiten
- geringe Kosten
Nachteile: - nur begrenzte Nutzlast
- sehr abhängig von der Mission, mit der man beim Start mitfliegen darf (Der "Hauptsatellit" gibt den Orbit, die Masse und das Volumen der Kleinsatelliten vor!)
146) Was ist die Hauptaufgabe des Kleinsatelliten BIRD?
Aufspüren von "Hochtemperatur-Ereignissen"
147) Was ist ein schwarzes Loch?
Geht bei einem Stern der Wasserstoffvorrat zu Ende, so beginnt er sich aufzublähen. Ist der Stern sehr massereich, so wird es zu keiner Supernova kommen, sondern der Stern stürzt in sich zusammen und wird immer dichter, bis die Fluchtgeschwindigkeit an der Oberfläche die Lichtgeschwindigkeit erreicht. Dies wird dann "Ereignis-Horizont" genannt, da von da nicht einmal mehr Licht entweichen kann.
148) Test 1
eins
149) Test 2
zwei
78) Nennen Sie 2 versch. Wärmeschutzkonzepte für Wiedereintrittskörper
passive Kühlung: - Ablationskühlung (Material schmilzt oder verdampft)
- Schwitzkühlung
- Strahlungskühlung (wiederverwendbar)
- Wärmesenkenmethode (Werkstoff mit hoher Wärmekapazität)
aktive Kühlung: - Filmkühlung
79) Welchen Einfluss hat der ballistische Faktor auf die Verzögerungslasten eines ballistischen Wiedereintrittsflugkörpers?
Die Flughöhe, in der die maximale Verzögerung auftritt, nimmt mit zunehmendem ballistischen Faktor β ab. Die Größe des Maximums ist allerdings unabhängig von β.
80) 3 Haupteinflussgrößen auf die Fluglasten
- momentane Flugzustände (Geschwindigkeit, Anstellwinkel, Eintrittswinkel, μΛ)
- lokale atmosphärische Umgebung (Dichte, Temperatur)
- Fahrzeugeigenschaften (Geometrie, Gewicht, Aerodynamik cW / cA)
81) Wie lange dauert ein typisches Wiedereintrittsmanöver eines Space Shuttle nach Zünden der Bremsraketen bis zur Landung?
82_1) Der Wärmestrom, der beim Wiedereintritt eines Raumfahrzeuges im Staupunkt auf das Fahrzeug übergeht,
82_2) Die maximale Verzögerung eines Raumfahrzeuges beim Wiedereintritt
83) Nennen Sie 2 Vorteile von Rückkehrkörpern mit Auftriebseigenschaften gegenüber ballistischen Rückkehrkörpern:
- bereits kleine Gleitzahlen (A/W-Verhältnis) bewirken extreme Senkungen der Verzögerungslasten
- haben Körper Gleiteigenschaften, besitzen sie eine Manövrierbarkeit, womit sich die Fluglasten kontrolliert begrenzen lassen und nicht nominale Eintrittsbedingungen oder atmosphärische Dichteschwankungen kompensieren lassen. Haben die Körper gute Gleiteigenschaften, so können sie auch an Orten außerhalb der Orbitebene landen.
84) Warum werden für Rückkehrkapseln typischerweise stumpfe Körperformen bzw. für Raumgleiter (z.B. Shuttle Orbiter) hohe Anstellwinkel beim Eintritt in die Erdatmosphäre gewählt?
Bei stumpfen Körpern ist der Druckanteil des Widerstandsbeiwertes deutlich größer als der Reibungsanteil. Dadurch ist der Wärmefluss wesentlich kleiner als bei schlanken Körpern.
85) Wie wirkt sich der ballistische Koeffizient auf die Größe und den Ort der maximalen Verzögerung aus?
Das Maximum der Verzögerungslast ist unabhängig vom ballistischen Faktor, aber die Flughöhe, in der das Maximum auftritt, nimmt mit zunehmendem β ab.
86_1) Welche Strömungsbereiche werden bei einem Wiedereintrittsmanöver durchflogen?
86_2) Durch welche Kennzahl werden Strömungsbereiche bei einem Wiedereintrittsmanöver charakterisiert?
Knudsenzahl: Kn = λ/L = mittlere freie Weglänge / charakteristische Fahrzeuglänge
87) Wie sind die Gleitzahl und der ballistische Koeffizient eines Flugkörpers definiert?
(Formel und Angabe der auftretenden Größen!)
Gleitzahl: Auftrieb/Widerstand = A/W (von 0 bis ca 2)
ballistischer Koeffizient: β = m'(cw*S) (von ca 100 bis 10000)
88) Was verstehen Sie unter einem aerodynamischen Raumflugmanöver? Geben Sie 2 Anwendungsfälle an!
Dabei wird die Atmosphäre eines Planeten benutzt, um Bahnänderungen vorzunehmen, die somit weniger Antriebsbedarf und Treibstoff benötigen.
Beispiele: Absenken eines Satelliten aus einer hohen Umlaufbahn (um Erde zum Beispiel) auf eine niedrige, oder synergetische Bahndrehmanöver, wo die Inklination eines Satelliten geändert werden kann.
89) Wie verhält sich die Dichte, die Temperatur und die mittlere Geschwindigkeit in einer konvergierenden Überschallströmung? (werden sie größer oder kleiner in Strömungsrichtung?)
Dichte nimmt zu,
Temperatur nimmt zu,
mittlere Geschwindigkeit nimmt ab
90) Geben Sie die Definitionsgleichungen für 4 vom Schub abgeleitete Leistungsgrößen thermischer Raketen an!
Schubkoeffiezient: cF = F/(p0*At)
Innerer Wirkungsgrad: ηI = (F/Fmax)2
Effektive Austrittsgeschwindigkeit: ce = F/(m_Punkt)
Spezifischer Impuls: IS = F/(g0 * m_Punkt)
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