Astronomie - Wie berechnen SpaceX Spaceships die Landung?
Hallo,
wie berechnen die Spaceships von SpaceX die Landung? Ich meine wie ist das möglich? Da sind doch so viele Faktoren Dynamisch und nicht Konstant wenn ihr versteht. Zum Beispiel die Wind Geschwindigkeit, wie und wo wird das berechnet?
6 Antworten
In jedem Passagierflugzeug gibt es ähnliche Regler, die arbeiten, wenn der Autopilot eingeschaltet ist. Er erhält Daten über die Drehachsen der Maschine, die GPS-Daten, die Fluggeschwindigkkeit über Boden und gegen die Luft, die Höhe über Grund. Damit wird die benötigte Stellung aller Klappen berechnet, damit das Flugzeug nicht schaukelt, den Kurs und die Höhe hält, auch wenn die Passagiere und Stewardessen hin- und herlaufen und es Windböen gibt.
Die Hauptsache ist, daß viel gemessen wird. Aus den Messwerten und den Vorgaben der Piloten , Höhe, Kurs, Geschwindigkeit, wird mit komplexen Algorithmen berechnet, wie die Klappen und die Triebwerke eingestellt werden sollen. Die Algorithmen der Regelungstechnik werden im Studium für den Elektringenieur behandelt und lassen sich nicht mit ein paar Zeilen beschreiben.
Vielleicht recherchiert du mal die Grundlage, nämlich den PI-Regler. Ich habe das mal für Klimaanlagen programmiert.
SpaceX Raketen machen einen sogenannten „Suicide Burn“ das bedeutet, dass das Triebwerk zu viel Leistung hat um die Rakete über dem Boden schweben zu lassen, und deshalb das Triebwerk im richtigen Moment gezündet werden muss um nicht in den Boden zu krachen oder wieder zu steigen.
Für moderne Computer sind die Berechnungen wohl nicht zu schwierig.
Die Computer müssen exakt berechnen wann das Triebwerk gezündet werden muss, dafür müssen Faktoren wie die Erdanziehungskraft, die Leistung des Triebwerks, die Masse der Rakete und (das vermutlich komplizierteste) die Masseänderung der Rakete durch den Treibstoffverbrauch
Ich kenn mich da nicht ganz aus aber im Prinzip ist das so:
Eine SpaceX Trägerrakete oder ein SN Starship hat unten 3 bewegliche Raketentriebwerke. Ausserdem sind an der Aussenseite noch weitere kleine Steuerungstriebwerke angebracht.
Die Landung funktioniert dann so:
Im Bordcomputer ist per GPS eingetragen wo die Rakete landen soll.
Wenn die Rakete so etwa 2km über dem Boden ist dreht sie sich wieder Senkrecht.
Zum abbremsen werden alle 3 Triebwerke eingeschaltet. Etwa 200m über dem Boden wird ein Triebwerk abgeschaltet. Wenn die Rakete nach Rechts fliegt oder kippt, merkt das der Bordcomputer und macht das die Triebwerke in die Richtung steuern in der die Rakete kippt. So kann die Rakete sich gerade halten.
Ungefähr so kannst du es dir vorstellen.
Wenn du noch mehr wissen möchtest dann schau dir die SpaceX Landungen genauer an oder schau auf Wikipedia oder in ein paar YouTube Videos vorbei.
LG
Genau: das wird dynamisch berechnet. Du hast ja Zielwerte wie Landeposition und „aufrecht“ und das mit geringer Geschwindigkeit. Und dann steuert der Rechner halt Schub und Winkel der Düsen. Stetige Kontrolle und Korrektur natürlich. Das ist aber alles nichts Neues, schon die erste Mondlandung wurde durch einen Rechner durchgeführt.
schnelle Regelsysteme können weitaus komplexere Kunststücke
Der gute alte Dreifachpendel Demonstrator. Der wurde bzw wird bei Führungen am Institut auch immer hergezeigt.