Interplanetare Raumfahrtmissionen
Skriptzusammenfassung - Bach - TU Dresden WS 18/19
Skriptzusammenfassung - Bach - TU Dresden WS 18/19
Set of flashcards Details
| Flashcards | 97 |
|---|---|
| Students | 21 |
| Language | Deutsch |
| Category | Technology |
| Level | University |
| Created / Updated | 07.01.2019 / 31.01.2024 |
| Weblink |
https://card2brain.ch/box/20190107_interplanetare_raumfahrtmissionen
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| Embed |
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Wie lautet das 2. Keplersche Gesetz?
Der von der Sonne zum Planeten gezogene Strahl überstreicht in gleichen Zeiten gleiche Flächen
Wie lautet das 3. Keplersche Gesetz?
DIe Quadrate der Umlaufzeiten P1 & P2 zweier Planeten des gleichen Zentralgestirns verhalten sich wie die dritten Potenzen der großen Halbachsen a1 &a2 ihrer Umlaufbahnen
P1²/P2² = a1³ / a2³
Wie lässt sich die Masse eines Himmelskörpers bestimmen?
- bestimmbar durch die Gravitationskraft die er auf andere himmelskörper ausübt
- ohne Monde: Auswirkungen auf Bahnen anderer Himmelskörper
- beste Ergebnisse mit Sonden, da Dopplerverschiebung und Periodizität sehr gut Messbar
- gröbere Abschätzung bei Kometen durch Messung von Orbitänderungen infolge von asymmetrischen Ausgasungen
- Bestimmung der Masseverteilung über Gravitationsfelder bei Kenntniss der Rotationsgeschwindigkeit
Wie bestimmt man die Größe eines Himmelskörpers?
- bestimmbar aus scheinbarer Größe und Abstand zum Beobachter
- Radarmessungen für nahe, feste Körper
- Triangulation zwischen Orbitern und Landern
- zusätzliche Beobachtungen im IR-Bereich --> Eliminierung Albedoeffekt
- bei Sternenokkulationen:
- scheinbare Geschwindigkeit des Sterns bei Kenntnis des Orbits des verdeckten Sterns berechenbar
- aus Okkulationsdauer, scheinbarer Geschwindigkeit und Abstand => Durchmesser
Wie bestimmt man die Dichte eines Himmelskörpers?
- bei Kenntnis von Masse und Größe berechenbar
- Kenntniss lässt grobe Abschätzungen auf die Zusammensetzung zu
- ~1g/cm³ --> äußere Gasplaneten und Kometen
- 1-2 g/cm³ --> äußere Monde (Mischung Eis & Fels)
- 3,5-5,5 g/cm³ --> Gesteinsplaneten mit metallischen Anteilen
Was kann man mit bekannter Dichte/Temperatur/Masse/Größe berechnen?
- Masse + Größe = Fluchtgeschwindigkeit
- Dichte + Temperatur = Fähigkeit Atmosphäre zu halten
Wie lässt sich die Rotationsrate & - richtung bestimmen?
- aus Beobachtungen markanter Oberflächenstrukturen ( bei Atmosphäre nur bedingt)
- aus Periodizität von Helligkeitsschwankungen:
- Unterschiede im Albedo
- Unterschiede in Projektionsflächen bei unregelmäßig geformten Körpern
=> zwischen 3h und paar Tage, außer Merkur (59) + Venus (243)
- durch Vermessung der Magnetosphäre
- mittels Dopplereffekt bei Kenntnis des Radius
--> Richtung: Winkel zwischen Rotationsachse und Orbitebene:
<90° --> prograde
>90° --> retrograde
Wie ist die Form bestimmbar?
- direkte Abbildung
- Sternenokkulationen
- Analyse von Radarechos
- Analyse von Lichtkurven (von versch. Standorten)
- Form des "central Flash" bei Okkulationen
Wie ist die Temperatur bestimmbar?
- Gleichgewichtstemperatur bestimmbar aus Energiegleichgewicht zwischen solarer Einstrahlung und Abstrahlung nach Außen ( Probleme: Innere Wärmequelle, Treibhauseffekte, tages-, breitengrad und jahreszeitschwankende Abweichungen)
- Oberflächentemperatur durch:
- in situ Messungen
- Analyse der vom Körper ausgestrahlten Infraotstrahlung
Wie können Magnetfelder nachgewiesen werden?
- in situ Messungen --> Magnetometer
- Abstrahlung beschleunigter Ladungen
- Polarlichter und Leuchteffekte in der Atmosphäre
- 4 Gasriesen, Erde, Merkur & Ganymed produzieren im inneren
- Venus infolge Wechselwirkung Sonnenwind und Atmosphäre
- Mars & Mond lokale Felder in Planetenkruste
Wie enstehen Magnetfelder?
von planetaren Magnetfeldern nicht abschließend geklärt
- remanenter Ferromagnetismus unwahrscheinlich
- Wechselwirkung zwischen Sonnenwind und leitenden Regionen der Ionosphäre möglich
- Dynamo-Effekt: elektrisch leitende Flüssigkeiten im inneren sind Konvektion und Rotation ausgesetzt --> erhalten Magnetfeld aufrecht
Wie ist die Oberflächstruktur erfassbar?
- großflächig:
bildgebende Verfahren
- kleinflächig:
Ableitung aus Helligkeit des Radarechos in Abhängigkeit zur mit dem Phasenwinkel schwankenden Reflektivität
Wie bestimmt man die Oberflächenzusammensetzung?
- spektralen Reflexionsgrad
- thermales Infrarotspektrum
- Radar- Reflexionsgrad
- Röntgen- und Gammastrahlungsfluoreszenz
- chemische Analyse von Bodenproben
Nenne Hauptbestandteile der Atmosphärenzusammensetzung der Planeten im SS!
- Gasriesen: H2 + He
- Venus: CO2
- Erde: N2 + O2
- Mars: CO2
- Titan: N2
- Merkur: O, Na + He
- Mond: He + Ar
Wie ist die Zusammensetzung der Atmosphäre bestimmbar?
- spektralen Reflexionsgrad im sichtbaren Bereich
- thermale Spektren
- Photometrie mit Infrarot- und Radiowellen
- Profil stellarer Okkulationen
- in situ Massenspektrometrie
- Dämpfung von Radiosignalen atmosphäischer Sonden & Landern
Wie ist die innere Zusammensetzung bestimmbar?
- abhängig von Masse und Dichte
- abschätzbar bei Kenntniss von Masse, Radius, Oberflächen- und Atmosphärenzusammensetzung sowie heliozentrischen Abstand
Wie ist die innere Struktur bestimmbar?
- abhängig von Gravitationsfeld und Rotationsrate
- mit Seismometern
- Vulkanismus und Energieabstrahlung
Wie unterscheidet man aktive und passive Instrumente?
Aktive Instrumente verwenden eigene Energie und kontrollieren z.B Signalintensität, Richtung, Timing.. (z.B. Radar)
Passive nutzen Umgebungsenergie und verarbeiten vorhandene Eigenschaften z.B. Magnetometer
Worin unterscheiden sich Direct- und Remote Sensing Instrumente?
Direct: Kontaktinstrumente - Wahrnehmung von Eigenschaften durch Interaktion mit untersuchendem Phänomen z.B Staubdetektoren
Remote: Messung aus der Ferne - Erstellen eines Abbildes bzw. Charakterisierung der Quelle des untersuchenden Phänomens --> Verarbeitung durch Instrument z.B. Kameras
Was machen sogenannte Charged Particle Detectors?
- Messung der Energiespektren eingefanger Elektronen
- Messung Energie und Zusammensetzung eingefangener Atomkerne
Was sind die Funktionen eines Plasma Detectors?
- Charakterisieren geladener Teilchen mit sehr niedriger Energie
- Messung Dichte, Zusammensetzung, Temperatur, Geschwindigkeit und 3D Verteilung
Was sind die Aufgaben eines Dust Detectors?
Messung der Anzahl, Geschwindigkeit, Ladung und Flugrichtung eintreffender Staubteilchen, teilweise Materialzusammensetzung
Was sind die Aufgaben von Radio und Plasmawellendetektoren?
- 3D Vermessung von elektrostatischen und - magnetischen Plasma- bzw. Radiowellen
Nenne Direct-Sensing Instruments!
- Radio and Plasma Wave Detectors
- Magnetometer
- Dust Detector
- Plasma Detector
- Charged Particle Detector
Was sind die Aufgaben eines Altimeters?
- Messung Höhenunterschiede im Terrain
- Aussenden und Empfangen von Radio/Laserimpulsen
- Messung der Zeit --> Berechnung Entfernung
--> abhängig von Genauigkeit und Kentniss des Orbits
Was ist ein Photopolarimeter?
Kombination aus Polarimeter ( Messung Polarisation d. Lichts --> Bestimmung Zusammensetzung + mech. Struktur) und einem Photometer (Messung Intensität d. reflektierenden Lichtes --> Bestimmung Albedo)
Charakterisiere den Synthetic Aperture Radar!
- Synthetisieren enorm großer Antennen durch Ausnutzung der RFZ-Bewegung ( gleichmäßiges Raster fährt Boden ab)
- Abhängig von Kentniss und Genauigkeit des Orbits
- Bildgebung unabhängig von meteorologischen Effekten und Abdunklungen
Was misst ein Scatterometer?
- Messung von Windrichtung/geschwindigkeit über Wasseroberflächen unabhängig vom Wetter
Was sind die Aufgaben eines Imagers?
- Aufnahme hochauflösender Bilder --> Erzeugen von Bewegungsaufnahmen aus Bildsequenzen
- Charge-Coupled-Devices (CCD´s) sind State of the Art
Nenne Remote-Sensing Intruments!
- Altimeter
- Photopolarimeter
- Syntetic Aperture Radar
- Scatterometer
- Imager
Welche Instrumente messen direkt?
Welche der Instrumente sind Remote Instrumente?
Nenne weitere Charakteristiken bildgebender Verfahren!
- Filter
- Kühlung von CCD´s
- Farbbilder
- Oppositionseffekte
- Abhängigkeit von Ausleuchtung und Phasenwinkel
- Magnetospheric Imager
Welche Daten können mittels Spektralanalyse gewonnen werden?
- Druck
- Temperatur
- Dichte
- chemische Zusammensetzung
- relative Geschwindigkeit
- Ionisierung
Worin kann man Spektographen unterscheiden?
nach:
- Wellenlängenbereich
- Materie
- Aktive Spektrometer
Welche Spektographen arbeiten mit dem Wellenlängenbereich?
Welche Spektographen arbeiten mit der Materie?
Welche Spektographen sind Aktive?
Nenne ein Beispiel für ein Laser-Induced Remote-Sensing Instrument und charakterisiere es kurz!
- Mars Science Laboratory´s ChemCam:
- Nahaufnahmen kleiner Bildausschnitte in 2-9m Entfernung
- Analyse Emissionsspektren eines 1mm durchmessenden Punktes, der mit Laser 10000°C aufgheizt wurde
Nenne In-Flight Experimente!
- Solar/Stellar Occulations
- Radio Science Occulations
- Gravity Field Surveys
- Bistatic Radio Science Observations
