Wie wird die Geschwindigkeit von Satelliten oder Raketen gemessen?
Schließlich gibt es im Weltall kein Medium, mit dem man die Geschwindigkeit über z.B. ein Staurohr messen könnte. Wird dann einfach ein Beschleunigungssensor installiert und dessen Wert über der Zeit integriert?
4 Antworten
Beschleunigung kannst Du direkt messen, Geschwindigkeit hingegen nur in Relation zu anderen Objekten.
Bei einer Beschleunigung nach vorne, wirst Du ja nach hinten in die Sitze gedrückt. Da reicht im Prinzip ein Kraftmesser wie ein Drucksensor.
Geschwindigkeit hingegen merkst Du nicht. Sie existiert auch an sich nicht. In einem Raumschiff ohne Fenster welches nicht beschleunigt hast Du keine Möglichkeit zu sagen ob Du still stehst oder Dich mit halber Lichtgeschwindigkeit bewegst. Es gibt keinen absoluten Raum und Geschwindigkeit hat nur eine Bedeutung in Relation zu etwas anderem. Du kannst sagen „In Relation zur Erde bewege ich mich mit 20km/s, in Relation zum Zentrum der Milchstraße aber 200km/s und in Relation zu einem Raumschiff was mich gerade überholt 2m/s.“. In Relation zu Dir selbst stehst Du still.
Bewegungen anderer Objekte kannst Du optisch bestimmen, mit Radar oder auch über den Dopplereffekt.
In der Tat werden im Weltall unter anderem andere Methoden benutzt, um die Geschwindigkeit zu einem Bezugspunkt messen zu können.
- Trägheitsnavigation: Tatsächlich werden wie du es auch angesprochen hast Beschleunigungssensoren verwendet in Kombination mit Gyroskopen um die Bewegung des Objekts verfolgen zu können. Hierbei werden die Startwerte als Bezugssystem verwendet und über der Zeit integriert. Vorteil; man hat keine externen Abhängigkeiten wie andere Satelliten etc. allerdings je länger man mit einem INS misst desto ungenauer werden die Messergebnisse
- GPS: Kennst du, hier werden mehrere Satelliten eingesetzt welche dann Position und Geschwindigkeit relativ zur Erde bestimmen können.
- Optisch: Raumfahrzeuge können auch mit Kameras Sterne Tracken um ihre Position relativ zu diesen Himmelskörper tracken zu können. Wird gern für interplanetaren Missionen eingesetzt bei einer Mondmission z. B.
- Radar: Über Radiowellen ausgesendet können Raumfahrzeuge auch hierüber getrackt werden. Üblicherweise stehen solche Sendestationen auf der Erde und diese Art wird gerade bei Raketenstarts verwendet. Hier ist natürlich dann die Erde das Bezugssystem.
Da viele dieser Methoden ihre eigenen Vor- und Nachteile haben werden diese in der Praxis gern zusammen kombiniert um optimale Messergebnisse zu erhalten
Um eine Geschwindigkeit zu messen, musst du lediglich wissen welche Entfernung das Objekt in einer bestimmten Zeit zurücklegt. Die Geschwindigkeit ist dann
Geschwindigkeit = Entfernung / Zeit
Man kann ja von der Erde aus messen, welche Distanz ein Objekt in welcher Zeit zurücklegt. So bekommt man seine Geschwindigkeit.