News SpaceX lässt 260 Starlink-Satelliten verglühen: Umweltdebatte um den Orbit-Massenbetrieb

Denn in der richtigen Welt drücken alle Massen entsprechende Kuhlen in die Bettdecke, während sie ihre Bahnen ziehen, das ist aber etwas rechenintensiver - daher hat sich SQUAD das damals bei KSP gespart.
In der richtigen Welt benötigen Massen eine kontinuierliche Beschleunigung, um sich der Gravitation zu widersetzen. Dadurch ist es möglich sie um ein Gravitationszentrum wie das eines Planeten kreisen zu lassen. Gilt für Bälle, Kanonenkugeln und Satelliten. Nur das beschleunigte Massen ihre Bewegungsenergie ohne Antrieb exponentiell verlieren und sie rasch Richtung Gravitationszentrum gezogen werden, also fallen.

Was für eine Kanonenkugel in 1m Höhe gilt, sollte auch für eine Kanonenkugel in 2000km Höhe gelten. Vor allem wenn sie sich relativ zur Erdrotation gar nicht(!) bewegt, also "stationär" über einen Punkt der Erdoberfläche verharrt.

Sie wird aus einem Meter Höhe ebenso runter fallen wie aus 2000km Höhe. Dort ist die Erdanziehung immer noch unvorstellbar stark. Immerhin wird der Mond in seiner Umlaufbahn gehalten.

Sicher gibt es eine vernünftige Erklärung dafür. Leider ist die mir nicht bekannt.
 
1. Hauptsatz Thermodynamik: Energie geht nicht "verloren", 1. Gesetz Newton: Ohne Krafteinwirkung bewegt sich ein Körper konstant.
Wenn der Satellit hoch genug, also die Atmosphäre dünn genug ist, gibt es kaum Reibung, welche die vorhandene Bewegungsenergie in Wärme umwandeln und dabei eine bremsende Kraft auswirken könnte. Der (geostationäre) Satellit behält seine Geschwindigkeit also über Jahrhunderte näherungsweise bei – und diese Geschwindigkeit ist hoch genug, dass er sich "rascher" zur Seite bewegt, als die Gravitation ihn in Richtung des Erdzentrums bewegen könnte.

Das Ergebnis ist wortwörtlich Douglas Adams’ Anleitung zum schweben: Richtung Boden fallen, diesen aber verfehlen. Im Falle des Satelliten, der laut Gravitation zum Erdmittelpunkt fallen sollte, beträgt das "Daneben" exakt einen Orbitalradius, sodass der Abstand zur Erde konstant bleibt. Ohne Antrieb. Den braucht es nur für Korrekturen – und eben in niedrigen = Starlink-Umlaufbahnen, wo die Atmosphäre kontinuierlich bremst.
 
das beschleunigte Massen ihre Bewegungsenergie ohne Antrieb exponentiell verlieren
Wohin verschwindet die Energie denn deiner Meinung nach? Irgendwo muss sie ja hin. Wie Torsten schon angemerkt hat, kann man Energie nicht verlieren. Sie wird immer nur mehr oder weniger effizient umgewandelt. Wenn ich ein Auto schnell fahre, dann brauche ich Energie, um mein Auto durch die Luft zu bewegen und um die Reibung von Reifen auf Asphalt und der verschiedenen Lager und anderen Komponenten im Antreibsstrang auszugleichen.
Aber Satelliten bewegen sich nicht wirklich durch Luft und sie haben auch keine Reifen, die auf Asphalt rollen oder irgendwelche gelagerten Antriebssysteme.

Ich kann dir wirklich nur KSP ans Herz legen, wenn du dich damit mehr beschäftigen willst. Leider ist es aus Engine- und auch aus Spielersicht ziemlich schwierig, den Weltraum ohne Geschwindigkeitslimit umzusetzen oder zu benutzen, deswegen setzen viele Entwickler da ein Limit. Fractured Space hatte das wohl in der Alpha mit newtonscher Bewegung probiert und die Spieler hatten die Hände ziemlich voll damit, überhaupt ihr Schiff zu steuern. Die moba-Elemente sind völlig untergegangen.
Enginetechnisch gibt es bei zu hohen Geschwindigkeiten Probleme mit der Kollision, bei KSP kann man mit ausreichend Geschwindigkeit durch andere Raumschiffe einfach hindurchfliegen, weil man von einem Enginetick zum nächsten komplett durch das andere Objekt hindurch und dahinter weitergeflogen ist.
 
Wohin verschwindet die Energie denn deiner Meinung nach?

Sie wird durch die Erdanziehung verringert. Genau wie bei einem geworfenen Ball, oder einer abgefeuerten Kanonenkugel. Durch Erdanziehung fallen beide früher oder später zu Boden und bleiben bewegungslos an Ort und Stelle liegen.

Genau das müsste auch in 2000km Höhe geschehen. Tut es offiziell aber nicht. Ich habe wie gesagt keine Ahnung warum. Alientechnologie?
 
@Andreas1975
Die hohe Geschwindigkeit (ca. 28.000 km/h) und ein Gewicht von mehreren Tonnen ist ja das Problem. Die Erdanziehung, und damit die auf den Satelliten wirkende Erdanziehungskraft muss wirklich enorm sein, um ein solches Geschoss in einer stabilen Kreisbahn zu halten. Dadurch müsste ein Satellit sehr schnell seine kinetische Energie verlieren und abstürzen. Das geschieht aber nicht. Satelliten können bis zu 15 Jahre(!) oder noch länger ihre Kreise im Orbit ziehen, nicht nur wenige Stunden oder von mir aus Tage.
 
Die hohe Geschwindigkeit (ca. 28.000 km/h) und ein Gewicht von mehreren Tonnen ist ja das Problem. Die Erdanziehung, und damit die auf den Satelliten wirkende Erdanziehungskraft muss wirklich enorm sein, um ein solches Geschoss in einer stabilen Kreisbahn zu halten.
Ja die Kräfte sind durchaus enorm.
Dadurch müsste ein Satellit sehr schnell seine kinetische Energie verlieren und abstürzen.
Muss er das?
Die Erdanziehung ist auf unserem Planeten auf der Oberfläche 9,81 m/sec umgangsprachlich 1G. Damit rechne ich immer wenn ich Ladungssicherheit berechne. Nur bei Schwerlast rechne ich mit 9,81 m/sec. So nun wird die Erdanziehung in 2000km nicht mehr so hoch sein aber immer noch sicher mehr als spürbar. Da das Objekt allerdings mit einer enorm hohen Geschwindigkeit unterwegs ist wirkt diese der Schwerkraft entgegen. Wenn es keine Umstände gibt wie eine bremsende Atmosphäre die die Geschwindigkeit reduziert so wird das Objekt auch nicht runter fallen. Das passiert halt sehr sehr langsam. Und je tiefer das Objekt sich dem Planeten und der Atmosphäre nähert desto schneller geht dieser Prozess.
Gedankenspiel: Das Objekt hat die Geschwindigkeit Null. Es wird direkt auf den Erdmittelpunkt fallen.

Btw die Erde wird nur aufgrund ihrer Bahngeschwindigkeit daran gehindert in die Sonne zu fallen.
 
@Andreas1975
Ich denke schon das gewaltige Anziehungskräfte wirksam werden müssen, um ein mehrere Tonnen schweres Objekt, das sich mit zigtausend km/h bewegt, dauerhaft in eine kreisförmige Bahn zu zwingen. Versuch mal eine abgeschossene Gewehrkugel mit einem entsprechend starken Magneten abzulenken.

Aber wie erklärt man stationäre Satelliten, die sich relativ zur Erdrotation gar nicht(!) bewegen? Die also wie ein senkrecht in die Höhe geworfener Ball über einen Punkt auf der Erdoberfläche bewegungslos verharren? Auch wenn es bei dem Ball nur ein kurzer Moment der Bewegungslosigkeit an seinem höchsten Punkt ist, bevor er wie gewohnt runter fällt.
 
Das Ergebnis ist wortwörtlich Douglas Adams’ Anleitung zum schweben: Richtung Boden fallen, diesen aber verfehlen. Im Falle des Satelliten, der laut Gravitation zum Erdmittelpunkt fallen sollte, beträgt das "Daneben" exakt einen Orbitalradius, sodass der Abstand zur Erde konstant bleibt. Ohne Antrieb. Den braucht es nur für Korrekturen – und eben in niedrigen = Starlink-Umlaufbahnen, wo die Atmosphäre kontinuierlich bremst.
Ich dachte, dass ich das geschrieben hatte.... :schief:
 
Sie wird durch die Erdanziehung verringert. Genau wie bei einem geworfenen Ball, oder einer abgefeuerten Kanonenkugel. Durch Erdanziehung fallen beide früher oder später zu Boden und bleiben bewegungslos an Ort und Stelle liegen.

Genau das müsste auch in 2000km Höhe geschehen. Tut es offiziell aber nicht. Ich habe wie gesagt keine Ahnung warum. Alientechnologie?

Wie schon geschrieben: Nein, die Erdanziehung verringert nicht die Energie. Sie verändert nur die Bewegungsrichtung. Es gibt zwei Möglichkeiten, wie du das betrachten kannst:
1. Aus der Perspektive des Satelliten in einem sich drehenden Inertialsystem. Das heißt "unten" ist immer "zum Erdmittelpunkt" und "vorn" ist immer in Richtung der Umlaufbahn. Die Gravitation versucht permanent, den Satelliten näher an die Erde zu ziehen. Zugleich bewegt er sich aber mit hoher Geschwindigkeit auf seiner Kreisbahn, was eine Fliehkraft nach außen verursacht. Beide Kräfte heben sich gegenseitig auf, sodass sich seine Höhe gar nicht ändert. Und in Richtung der Umlaufbahn, als bremsend oder beschleunigend, wirkt gar keine Kraft, also behält er diese Geschwindigkeit auch bei. (Wenn er hoch genug kreist, um atmosphärische Reibung vernachlässigen zu können.)
2. Aus der Perspektive eines feststehenden Beobachters. Das ist etwas abstrakter, kommt dem Ball-Beispiel aber näher. Stell dir ein Viertel der Erde vor, also einen Kreisbogen von links oben nach rechts unten. Der Satellit schwebt links über dem Anfang, befindet sich also in Y-Richtung über dem Erdmittelpunkt, und ist mit hohem Tempo nach rechts, also in X-Richtung unterwegs. Um die 2.000 km in Y-Richtung zurück zu legen, also auf die Y-Höhe der Erdoberfläche unter seinem Ausgangspunkt zu fallen, braucht er eine gewisse Zeit. In dieser Zeit bewegt er sich auch ein gehöriges Stück nach rechts, sodass die Erdkrümmung ins Spiel kommt: Weiter rechts hat die gekrümmte Erdoberfläche ein niedrigere Y-Koordinate. Obwohl sich der Satellit aus Sicht des externen Beobachters "nach unten" (genauer: in Y-Richtung) bewegt hat, ändert sich der Abstand zur Erdoberfläche also nicht, denn diese ist hier ebenfalls weiter "unten" (korrekt: in Y-Richtung verschoben). Dieses Betrachtung lässt sich solange fortsetzen, bis sich der Satellit komplett rechts des Erd-Kreisbogens befindet, also "nach unten" komplett an der Erde vorbeifällt ist, ohne je die Oberfläche berührt zu haben. (In dem Moment kannst du das Bild um 90° drehen und das Spiel für das nächste Viertel des Orbits wiederholen.) Die Analogie zum Ballwerfen wäre einmal der Wurf in der Ebene und einmal von einem Berggipfel. Obwohl der Ball in beiden Fällen genau gleich lang braucht, um von der Höhe deiner Hand auf die Höhe deiner Füße zu fallen, braucht er beim Wurf vom Berg viel länger, bis er aufschlägt, weil er deutlich unter das Niveau deiner Füße in den Abgrund fallen kann. Du wirfst den Ball nicht auf den Boden des Berggipfels, sondern auf den Boden der Ebene unter dem Berg. Im Falle des Satelliten ist der Maßstab so groß und Geschwindigkeit so hoch, dass man auf Unterlage der Erdkugel wirft - und die gibt es bekanntermaßen nicht, der Satellit fällt frei an der Erde vorbei. (Respektive, da sich in diesem Maßstab dann auch die Richtung der Gravitation und somit das "unten" ändert: Er fällt um die Erdkugel herum, bis er an seinem Ausgangspunkt ankommt. Und da er dabei nie was berührt, verliert er auch kein Tempo.)
 
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Wie schon geschrieben: Nein, die Erdanziehung verringert nicht die Energie. Sie verändert nur die Bewegungsrichtung. Es gibt zwei Möglichkeiten, wie du das betrachten kannst:
1. Aus der Perspektive des Satelliten in einem sich drehenden Inertialsystem. Das heißt "unten" ist immer "zum Erdmittelpunkt" und "vorn" ist immer in Richtung der Umlaufbahn. Die Gravitation versucht permanent, den Satelliten näher an die Erde zu ziehen. Zugleich bewegt er sich aber mit hoher Geschwindigkeit auf seiner Kreisbahn, was eine Fliehkraft nach außen verursacht. Beide Kräfte heben sich gegenseitig auf, sodass sich seine Höhe gar nicht ändert. Und in Richtung der Umlaufbahn, als bremsend oder beschleunigend, wirkt gar keine Kraft, also behält er diese Geschwindigkeit auch bei. (Wenn er hoch genug kreist, um atmosphärische Reibung vernachlässigen zu können.)
2. Aus der Perspektive eines feststehenden Beobachters. Das ist etwas abstrakter, kommt dem Ball-Beispiel aber näher. Stell dir Viertel der Erde vor, also einen Kreisbogen von links oben nach rechts unten. Der Satellit schwebt links über dem Anfang, befindet sich also in Y-Richtung über dem Erdmittelpunkt, und ist mit hohem Tempo nach rechts, also in X-Richtung unterwegs. Um die 2.000 km in Y-Richtung zurück zu legen, also auf die Y-Höhe der Erdoberfläche unter seinen Ausgangspunkt zu fallen, braucht er eine gewisse Zeit. In dieser Zeit bewegt er sich auch ein gehöriges Stück nach rechts, sodass die Erdkrümmung ins Spiel kommt: Weiter rechts hat die gekrümmte Erdoberfläche ein niedrigere Y-Koordinate. Obwohl sich der Satellit aus Sicht des externen Beobachters "nach unten" (genauer: in Y-Richtung) bewegt hat, ändert sich der Abstand zur Erdoberfläche also nicht, denn diese ist hier ebenfalls weiter "unten" (korrekt: in Y-Richtung verschoben). Dieses Betrachtung lässt sich solange fortsetzen, bis der Satellit sich komplett rechts des Erd-Kreisbogens befindet, also komplett an der Erde vorbeigefallen ist, ohne je die Oberfläche berührt zu haben. (In dem Moment kannst du das Bild um 90° drehen und das Spiel für das nächste Viertel des Orbits wiederholen.) Die Analogie zum Ballwerfen wäre einmal der Wurf in der Ebene und einmal von einem Berggipfel. Obwohl der Ball in beiden Fällen genau gleich lang braucht, um von der Höhe deiner Hand auf die Höhe deiner Füße zu fallen, braucht er beim Wurf vom Berg viel länger, bis er aufschlägt, weil deutlich unter das Niveau deiner Füße in den Abgrund fallen kann. Du wirfst den Ball nicht auf den Boden des Berggipfels, sondern auf den Boden der Ebene unter dem Berg. Im Falle des Satelliten ist der Maßstab so groß und Geschwindigkeit so hoch, dass man auf Unterlage der Erdkugel wirft - und die gibt es bekanntermaßen nicht, der Satellit fällt frei an der Erde vorbei. (Respektive, da sich in diesem Maßstab dann auch die Richtung der Gravitation und somit das "unten" ändert: Er fällt um die Erdkugel herum, bis er an seinem Ausgangspunkt ankommt. Und da er dabei nie was berührt, verliert er auch kein Tempo.)
Dem gemachten Ausführungen ist nichts weiter hinzuzufügen. Dem Skeptikern ist eine Lektüre zur Himmelsmechanik meiner Seite an Herz zu legen. Ist kein Geheimwissen und schon längere Zeit der Menschheit bekannt.
Danke für die ausführliche und korrekte Erklärung.
 
Im Falle des Satelliten ist der Maßstab so groß und Geschwindigkeit so hoch, dass man auf Unterlage der Erdkugel wirft - und die gibt es bekanntermaßen nicht, der Satellit fällt frei an der Erde vorbei. (Respektive, da sich in diesem Maßstab dann auch die Richtung der Gravitation und somit das "unten" ändert: Er fällt um die Erdkugel herum, bis er an seinem Ausgangspunkt ankommt. Und da er dabei nie was berührt, verliert er auch kein Tempo.)

Das Wort „Fallen“ bezeichnet eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung in Richtung eines Gravitationsmittelpunktes. Satelliten bewegen sich aber in einem rechten Winkel zur Gravitationskraft, und zwar gleichförmig. Darum ist das gar kein Fallen. Ein Flugzeug fällt ja auch nicht bei der Landung, sondern senkt seine Flugbahn bis zur Bodenberührung ab. Ein feiner aber wichtiger Unterschied.

Ein Objekt behält seine Bewegungsenergie nun bei, solange keine andere Kraft einwirkt. Wir haben also zunächst eine gleichförmige Bewegung parallel zum Gravitationszentrum. Allerdings ohne(!) Energiezufuhr. Dann haben wir eine Bewegungsenergie mit konstanter(!) Energiezufuhr, eben die Gravitationskraft welche das Objekt permanent herunterzieht und niemals nachlässt. Diese beiden Kräfte wirken in jedem Moment auf Satelliten ein. Es gibt keine andere Kraft, welche der Gravitationskraft entgegenwirkt. Erst recht nicht mit konstanter Energiezufuhr, welche ja notwendig ist um der Gravitationskraft etwas entgegenzusetzen. Konstante Energiezufuhr wäre aber die Voraussetzung, um die Umlaufbahn eines Satelliten auf einer gleichbleibenden Höhe zu halten.

Nach allem was wir wissen muss sich die Flugbahn eines Satelliten absenken, da seine Flug oder „Fallbewegung“ parallel zur Erdoberfläche, wie Du das ausgedrückt hast, keine Energiezufuhr hat. Die von unten einwirkende gleichmäßig beschleunigende Gravitationskraft hat das aber schon! Sie liegt immer an und lässt niemals nach.

Magnetmotoren funktionieren aus genau diesem Grund nicht. Da die Bewegungsenergie des Rotors von den Magneten kontinuierlich abgebremst wird. Es gibt Leute die behaupten das Magnetmotoren durchaus funktionieren können, indem man die Magnetkraft an einem bestimmten Punkt einfach abschirmt, so das sich der Rotor aus der Magnetanziehung ohne Energieaufwand herausdrehen kann.

Diese Möglichkeit existiert jedoch im Orbit gar nicht. Die Gravitation mit ihrer unendlichen Energiezufuhr wird die Bewegungsenergie der Flugbahn kontinuierlich verringern und den Satelliten in Richtung Gravitationszentrum ziehen, da die Umlaufgeschwindigkeit eben gar keine permanente Energiezufuhr hat und es auch sonst keine Kraft im Orbit gibt, welche der Erdanziehung entgegenwirkt.

Ich habe übrigens Satellitenfernsehen zu hause. Meine Befürchtungen das Weltraumschrott den Empfang stören könnte, hält sich in Grenzen.
 
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