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Raumfahrtsysteme: eine Einführung mit Übungen und Lösungen

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Bibliographic Details
Main Authors:	Messerschmid, Ernst 1945- (Author), Fasoulas, Stefanos 1964- (Author)
Format:	Book
Language:	German
Published:	Berlin [u.a.] Springer 2009
Edition:	3., neu bearb. Aufl.
Subjects:	Raumfahrt - Lehrbuch Raumfahrttechnik - Lehrbuch Raumfahrttechnik Raumfahrt Lehrbuch
Online Access:	Inhaltsverzeichnis
Physical Description:	XX, 595 S. Ill., graph. Darst. 24 cm
ISBN:	3540776990 9783540776994

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adam_text	INHALTSVERZEICHNIS 1 EINLEITUNG 1 1.1 EINFUEHRUNG 1 1.2 GESCHICHTLICHE ENTWICKLUNG 3 1.2.1 FRUEHE ENTWICKLUNGSPHASE (VORCHRISTLICHE ZEIT BIS 1900) 3 1.2.2 DIE PHASE DER IDEENREICHEN LITERATEN (1865-1927) 4 1.2.3 DIE PHASE DER *ENTHUSIASTISCHEN INGENIEURE (1895-1935) 4 1.2.4 DIE PHASE DER VORSICHTIGEN AKZEPTANZ (1935 - 1957) 5 1.2.5 DIE PHASE DER OPERATIONEILEN RAUMFAHRT (AB 04.10.1957) 5 1.3 RAUMFAHRTNUTZUNG HEUTE UND MORGEN 6 1.3.1 UEBERWACHUNG, ERFORSCHUNG UND ERHALTUNG DER TERRESTRISCHEN UMWELT 7 1.3.2 VERBESSERUNG DER INFRASTRUKTUR IN VERKEHR UND KOMMUNIKATION 10 1.3.3 ERKUNDUNG DES WELTRAUMS 13 1.3.4 NUTZUNG DER WELTRAUMUMGEBUNG 16 1.4 WIRTSCHAFTLICHE RELEVANZ DER RAUMFAHRTTECHNIK UND -NUTZUNG 18 1.5 VOM SPACELAB UEBER DIE MIR-STATION ZUR ISS 22 1.6 MOEGLICHE MISSIONEN NACH DER INTERNATIONALEN RAUMSTATION 31 2 DIE ZIOLKOWSKY-RAKETENGLEICHUNG 37 2.1 DIE ANNAHME DES SCHWEREFREIEN RAUMES 37 2.2 IMPULSGLEICHUNG DER RAKETE 38 2.3 WICHTIGE IMPULSDEFINITIONEN 41 2.3.1 DER GESAMTIMPULS 41 2.3.2 DER SPEZIFISCHE IMPULS 41 2.4 LEISTUNGS-ODER ENERGIE WIRKUNGSGRADE 42 2.4.1 GESAMTWIRKUNGSGRAD, INNERER UND AEUSSERER WIRKUNGSGRAD 42 2.4.2 DER INTEGRALE ODER MITTLERE AEUSSERE WIRKUNGSGRAD 43 2.5 EIN- UND MEHRSTUFIGE CHEMISCHE TRAEGERRAKETEN 45 2.5.1 GRENZEN EINSTUFIGER CHEMISCHER RAKETEN 45 2.5.2 STUFENPRINZIP UND ARTEN DER RAKETENSTUFUNGEN 47 2.5. BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN HTTP://D-NB.INFO/99066905X DIGITALISIERT DURCH XII 3.3.1 DEFINITIONEN 75 3.3.2 DREHIMPULSERHALTUNG -MASSE IM ZENTRALEN KRAFTFELD 75 3.3.3 KONSERVATIVES KRAFTFELD UND ENERGIEERHALTUNG 77 3.3.4 MASSE IM GRAVITATIONSFELD 78 3.3.5 GRAVITATIONSBESCHLEUNIGUNG AN DER ERDOBERFLAECHE 78 3.3.6 ENERGIEN IM GRAVITATIONSFELD UND VIS-VIVA-GLEICHUNG 79 3.4 ALLGEMEINE LOESUNG DER VLS-VLVA-GLEICHUNG 81 3.5 WICHTIGE ERGEBNISSE AUS DER VIS-VIVA-GLEICHUNG 85 3.5.1 UMLAUFZEITEN FUER GESCHLOSSENE BAHNEN 85 3.5.2 ERSTE KOSMISCHE GESCHWINDIGKEIT 86 3.5.3 ZWEITE KOSMISCHE GESCHWINDIGKEIT (FLUCHTGESCHWINDIGKEIT) 87 3.5.4 MINIMALER ENERGIEBEDARF BEI EINEM START VON DER ERDOBERFLAECHE 88 3.6 ALTERNATIVE HERLEITUNG DER GRUNDGLEICHUNGEN 90 3.6.1 DIE BEWEGUNGSGLEICHUNG FUER EIN ZWEIKOERPERPROBLEM 90 3.6.2 DIE DREHIMPULSERHALTUNG 91 3.6.3 DIE VIS-VIVA-GLEICHUNG 92 3.6.4 DIE KEGELSCHNITTGLEICHUNG 93 3.6.5 DAS DREIKOERPERPROBLEM 94 3.6.6 DAS N-KOERPERPROBLEM 96 3.7 BESCHREIBUNG VON FLUGKOERPERBAHNEN 97 3.7.1 KOORDINATENSYSTEME UND DARSTELLUNG VON UMLAUFBAHNEN 97 3.7.2 DIE KLASSISCHEN BAHNELEMENTE 103 3.7.3 AUSGEWAEHLTE UMLAUFBAHNEN 103 3.8 ANWENDUNG VON ELLIPSENBAHNEN 108 3.8.1 ZEIT ENTLANG EINER KEPLERBAHN 108 3.8.2 BALLISTISCHE FLUGBAHNEN ZWISCHEN ZWEI ERDPUNKTEN 111 4 MANOEVER ZUR BAHNAENDERUNG 115 4.1 EINFUEHRENDE BEMERKUNGEN 115 4.2 MANOEVER MIT IMPULSIVEN SCHUBPHASEN 116 4.2. XIII 4.5.3 DIE BEWEGUNGSGLEICHUNGEN FUER DAS RENDEZVOUS-PROBLEM 145 4.5.4 RESTBESCHLEUNIGUNG IN EINEM RAUMFAHRZEUG 150 4.5.5 ANKOPPELN (DOCKING) UND LANDUNG AUF EINEM PLANETEN 151 4.6 GRAVITY-ASSIST- ODER SWINGBY-MANOEVER 152 4.6.1 ZUR ENTWICKLUNG DER GRAVITY-ASSIST-TECHNOLOGIE 152 4.6.2 UEBERGANG VOM HELIOZENTRISCHEN INS PLANETENFESTE SYSTEM 152 4.6.3 BERECHNUNG DER GESCHWINDIGKEITSAENDERUNG 155 4.6.4 MAXIMALER ENERGIEGEWINN IM HELIOZENTRISCHEN SYSTEM 157 4.6.5 MAXIMIERUNG DER AUSTRITTSGESCHWINDIGKEIT 159 4.7 SONNENSEGEL 161 4.8 TETHERS (SEILE) IM GRAVITATIONSFELD 165 4.8.1 DER GRAVITATIONSGRADIENT 166 4.8.2 SCHWINGUNGSVERHALTEN UND STOERKRAEFTE 169 4.8.3 BAHNMECHANISCHE ANWENDUNG 169 4.8.4 ELEKTRODYNAMISCHE (LEITENDE) SEILE 172 4.8.5 KONSTELLATIONEN UND KUENSTLICHE SCHWERKRAFT 174 4.9 ZAHLENWERTE FUER VERSCHIEDENE MISSIONEN 176 5 THERMISCHE RAKETEN 179 5.1 EINTEILUNG 179 5.1.1 METHODEN DER TREIBSTOFFHEIZUNG 179 5.1.2 THERMISCHE RAKETEN MIT GESCHLOSSENER HEIZ- ODER BRENNKAMMER 181 5.1.3 THERMISCHE RAKETEN OHNE GESCHLOSSENE HEIZKAMMER 183 5.2 BEMERKUNGEN UEBER DIE VORGAENGE IN THERMISCHEN RAKETEN 185 5.3 RAKETENSCHUB-DETAILS 190 5.4 ERGEBNISSE AUS DER ENERGIEGLEICHUNG 191 5.5 IDEALISIERTE RAKETE MIT IDEALEM GAS ALS TREIBSTOFF 195 5.5.1 GRUNDGLEICHUNGEN DER EINDIMENSIONALEN REIBUNGSFREIEN STROEMUNG 195 5.5.2 BESTIMMUNG DER LAVALBEDINGUNGEN 197 5.5. XIV 5.8.2 TREIBSTOFFAUSWAHL 214 5.9 ANTRIEBSSYSTEME CHEMISCHER RAKETEN 217 5.9.1 EINTEILUNG NACH DEM AGGREGATZUSTAND DER TREIBSTOFFE 217 5.9.2 EINTEILUNG NACH DEM SPEZIFISCHEN IMPULS 218 5.9.3 EINTEILUNG NACH DER ZAHL DER TREIBSTOFFKOMPONENTEN 219 5.9.4 EINTEILUNG NACH SONSTIGEN BETRIEBSPARAMETERN 223 5.9.5 EINTEILUNG NACH ART DER ANWENDUNG 224 5.9.6 KOMPONENTEN UND PROZESSE 225 6 ELEKTRISCHE ANTRIEBE 239 6.1 DEFINITION 239 6.2 VORTEILE ELEKTRISCHER ANTRIEBE 240 6.3 WIDERSTANDSBEHEIZTE TRIEBWERKE (RESISTOJET) 242 6.4 GRUNDLAGEN FUER LICHTBOGENTRIEBWERKE 244 6.5 ELEKTROTHERMISCHE LICHTBOGENTRIEBWERKE (ARCJETS) 246 6.6 MAGNETOPLASMADYNAMISCHE TRIEBWERKE 248 6.6.1 EIGENFELDBESCHLEUNIGER 248 6.6.2 FREMDFELDBESCHLEUNIGER 250 6.6.3 HALLIONENBESCHLEUNIGER 252 6.7 ELEKTROSTATISCHE TRIEBWERKE 252 6.7.1 GRUNDLAGEN ZU ELEKTROSTATISCHEN TRIEBWERKEN 254 6.7.2 KAUFMAN-TRIEBWERK 255 6.7.3 RIT-TRIEBWERK 255 6.7.4 FELDEMISSIONS-TRIEBWERK 256 7 ANTRIEBSSYSTEME FUER DIE LAGE- UND BAHNREGELUNG 257 7.1 EINFUEHRUNG 257 7.2 ABGRENZUNG DER SEKUNDAER- GEGENUEBER DEN PRIMAERSYSTEMEN 258 7.3 AUFGABENUNDANFORDERUNGEN 263 7.4 DIE LAGEREGELUNG VON RAUMFAHRZEUGEN 264 7.4.1 DIE EULERSCHEN GLEICHUNGEN 264 7.4.2 AUFGABEN DER LAGEREGELUNG, STABILISIERUNGSARTEN, STELLGLIEDER 265 7.4.3 ANFORDERUNGEN DER DRALLSTABILISIERUNG 268 7.4. XV 8 ENERGIEVERSORGUNGSANLAGEN 295 8.1 ALLGEMEIN 295 8.1.1 LEISTUNGSBEDARF VON RAUMFAHRZEUGEN 295 8.1.2 MOEGLICHE ENERGIESYSTEME FUER RAUMFAHRTZWECKE 296 8.1.3 TYPISCHE MISSIONEN UND ERFORDERNISSE 302 8.1.4 EINFLUSS DER SCHATTENPHASE AUF SOLARE ENERGIEVERSORGUNGSSYSTEME 303 8.2 UEBERSICHT UEBER KURZZEIT-ANLAGEN 306 8.2.1 PRIMAERZELLEN 306 8.2.2 SEKUNDAERZELLEN 307 8.3 UEBERSICHT UEBER LANGZEITANLAGEN 309 8.3.1 SOLARZELLENANLAGEN 309 8.3.2 DAS PRINZIP DER SOLARZELLE 309 8.3.3 AUSGEFUEHRTE ANLAGEN 311 8.3.4 NUKLEARE ANLAGEN 314 8.3.5 THERMOELEKTRISCHE WANDLUNG 314 8.3.6 RADIOISOTOPENBATTERIEN 316 8.3.7 NUKLEARE REAKTOREN 318 8.4 ANDERE UNTERSUCHTE ENERGIEVERSORGUNGSSYSTEME 321 8.4.1 SOLARDYNAMISCHE ENERGIEVERSORGUNGSANLAGEN 321 8.4.2 VERGLEICH PHOTOVOLTAIK - SOLARDYNAMIK FUER EINE RAUMSTATION 323 8.4.3 SOLARE KRAFTWERKSATELLITEN 326 9 THERMALKONTROLLSYSTEME 327 9.1 GRUNDLAGEN DER WAERMEUEBERTRAGUNG DURCH STRAHLUNG 327 9.1.1 DER SCHWARZE STRAHLER 327 9.1.2 OPTISCHE EIGENSCHAFTEN VON MATERIALIEN 329 9.1.3 GRAUE STRAHLERUND TECHNISCHE OBERFLAECHEN 330 9.2 UMWELTBEDINGUNGEN 333 9.2.1 SOLARSTRAHLUNG 333 9.2.2 ALBEDOSTRAHLUNG 335 9.2.3 ERDEIGENSTRAHLUNG 336 9.2.4 AERODYNAMISCHE AUFHEIZUNG 337 9.3 ENTWURF VON THERMALKONTROLLSYSTEMEN 338 9.4 THERMALANALYSE 341 9.4. XVI 9.5.1 PASSIVE THERMALKONTROLLE 351 9.5.2 AKTIVE THERMALKONTROLLE 357 9.6 THERMALTESTS 362 10 RAUMTRANSPORTSYSTEME 365 10.1 EINLEITUNG 3 6 5 10.2 MOMENTANER STAND 365 10.2.1 UEBERBLICK 365 10.2.2 EINTEILUNGSKRITERIEN VON TRAEGERRAKETEN 376 10.3 DAS ARIANE-PROGRAMM 376 10.4 ZUSAMMENFASSUNG EXISTIERENDER STARTFAHRZEUGE 380 10.4.1 DIE EUROPAEISCHE ARIANE IM KOMMERZIELLEN GESCHAEFT ZEITWEISE VORN 381 10.4.2 RUSSLAND: DER WIEDER ERSTARKTE RIESE 381 10.4.3 MARKTFUEHRER USA 381 10.4.4 AUFSTEIGER JAPAN 382 10.4.5 DIE NEULINGE CHINA UND INDIEN 382 10.5 ZUKUENFTIGE PROJEKTE FUER RAUMTRANSPORTFAHRZEUGE 383 10.5.1 NASA S NEUE RAKETEN ZUM MOND 383 10.5.2 EUROPAEISCHE ENTWICKLUNGEN UND DIE KONKURRENZ 387 10.5.3 STUDIEN UEBER ZUKUENFTIGE RAUMTRANSPORTSYSTEME 388 10.5.4 MISSIONEN FUER DIE ZUKUENFTIGEN RAUMTRANSPORTSYSTEME 395 10.5.5 KONZEPTE FUER ZUKUENFTIGE EUROPAEISCHE TRANSPORTSYSTEME 396 10.5.6 STARTKOSTEN FUER ZUKUENFTIGE STARTFAHRZEUGE 397 10.5.7 TECHNOLOGIEENTWICKLUNGEN UND LANGFRISTIGE ZIELSETZUNG 401 11 DER EINTRITT VON FAHRZEUGEN IN DIE ATMOSPHAERE 403 11.1 EINLEITUNG 403 11.2 FLUGBEREICHE 405 11.2.1 WIEDEREINTRITTSFLUGPROFILE 405 11.2.2 STROEMUNGSBEREICHE 405 11.3 FLUGBEREICHSBESCHRAENKUNGEN UND FAHRZEUGANFORDERUNGEN 407 11. ANHANG C FORMELSAMMLUNG 573 XVII 12 DATEN- UND KOMMUNIKATIONSSYSTEME 435 12.1 EINLEITUNG 435 12.2 DATENMANAGEMENTSYSTEM 436 12.3 UEBERTRAGUNGSSTRECKEN ZU DEN RAUMSTATIONEN 437 12.4 VERTEILTE DATENSYSTEME 439 12.4.1 NETZ-TOPOLOGIEN 440 12.4.2 PHYSIKALISCHE DATENVERBINDUNGEN 441 12.4.3 SOFTWARE UND PROGRAMMIERSPRACHEN 441 12.5 AUSLEGUNG DER FUNKSYSTEME 443 12.6 ANTENNEN 447 12.7 MODULATION UND CODIERUNG 450 12.8 DAS TDRS-SYSTEM 453 13 UMWELTFAKTOREN 457 13.1 EINFUEHRUNG 457 13.2 GRAVITATIONSFELDER 457 13.2.1 GRAVITATIONSFELD IN GROESSEREM ABSTAND VON EINEM ZENTRALKOERPER 457 13.2.2 GRAVITATIONSFELD IN DER NAEHE EINES ZENTRALKOERPERS 459 13.2.3 ENTWICKLUNG DES GRAVITATIONSPOTENZIALS NACH KUGELFUNKTIONEN 460 13.3 MAGNETFELDER 461 13.3.1 DAS MAGNETISCHE DIPOLFELD 461 13.3.2 DAS MAGNETFELD DER SONNE 462 13.3.3 DAS MAGNETFELD DER ERDE 463 13.4 ELEKTROMAGNETISCHE STRAHLUNG 466 13.5 ATMOSPHAERE 467 13.6 FESTE MATERIE 470 13.7 DAS SONNENSYSTEM 473 13.7.1 DIE SONNE 473 13.7.2 DIE PLANETEN UND ZWERGPLANETEN 473 13.7.3 DIE PLANETOIDEN 477 13.7.4 DIE MONDE 478 13.7.5 DIE KOMETEN 479 ANHANG A GESCHICHTLICHE DATEN 483 ANHANG B UEBUNGSAUFGABEN 503
adam_txt	INHALTSVERZEICHNIS 1 EINLEITUNG 1 1.1 EINFUEHRUNG 1 1.2 GESCHICHTLICHE ENTWICKLUNG 3 1.2.1 FRUEHE ENTWICKLUNGSPHASE (VORCHRISTLICHE ZEIT BIS 1900) 3 1.2.2 DIE PHASE DER IDEENREICHEN LITERATEN (1865-1927) 4 1.2.3 DIE PHASE DER *ENTHUSIASTISCHEN INGENIEURE" (1895-1935) 4 1.2.4 DIE PHASE DER VORSICHTIGEN AKZEPTANZ (1935 - 1957) 5 1.2.5 DIE PHASE DER OPERATIONEILEN RAUMFAHRT (AB 04.10.1957) 5 1.3 RAUMFAHRTNUTZUNG HEUTE UND MORGEN 6 1.3.1 UEBERWACHUNG, ERFORSCHUNG UND ERHALTUNG DER TERRESTRISCHEN UMWELT 7 1.3.2 VERBESSERUNG DER INFRASTRUKTUR IN VERKEHR UND KOMMUNIKATION 10 1.3.3 ERKUNDUNG DES WELTRAUMS 13 1.3.4 NUTZUNG DER WELTRAUMUMGEBUNG 16 1.4 WIRTSCHAFTLICHE RELEVANZ DER RAUMFAHRTTECHNIK UND -NUTZUNG 18 1.5 VOM SPACELAB UEBER DIE MIR-STATION ZUR ISS 22 1.6 MOEGLICHE MISSIONEN NACH DER INTERNATIONALEN RAUMSTATION 31 2 DIE ZIOLKOWSKY-RAKETENGLEICHUNG 37 2.1 DIE ANNAHME DES SCHWEREFREIEN RAUMES 37 2.2 IMPULSGLEICHUNG DER RAKETE 38 2.3 WICHTIGE IMPULSDEFINITIONEN 41 2.3.1 DER GESAMTIMPULS 41 2.3.2 DER SPEZIFISCHE IMPULS 41 2.4 LEISTUNGS-ODER ENERGIE WIRKUNGSGRADE 42 2.4.1 GESAMTWIRKUNGSGRAD, INNERER UND AEUSSERER WIRKUNGSGRAD 42 2.4.2 DER INTEGRALE ODER MITTLERE AEUSSERE WIRKUNGSGRAD 43 2.5 EIN- UND MEHRSTUFIGE CHEMISCHE TRAEGERRAKETEN 45 2.5.1 GRENZEN EINSTUFIGER CHEMISCHER RAKETEN 45 2.5.2 STUFENPRINZIP UND ARTEN DER RAKETENSTUFUNGEN 47 2.5. BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN HTTP://D-NB.INFO/99066905X DIGITALISIERT DURCH XII 3.3.1 DEFINITIONEN 75 3.3.2 DREHIMPULSERHALTUNG -MASSE IM ZENTRALEN KRAFTFELD 75 3.3.3 KONSERVATIVES KRAFTFELD UND ENERGIEERHALTUNG 77 3.3.4 MASSE IM GRAVITATIONSFELD 78 3.3.5 GRAVITATIONSBESCHLEUNIGUNG AN DER ERDOBERFLAECHE 78 3.3.6 ENERGIEN IM GRAVITATIONSFELD UND VIS-VIVA-GLEICHUNG 79 3.4 ALLGEMEINE LOESUNG DER VLS-VLVA-GLEICHUNG 81 3.5 WICHTIGE ERGEBNISSE AUS DER VIS-VIVA-GLEICHUNG 85 3.5.1 UMLAUFZEITEN FUER GESCHLOSSENE BAHNEN 85 3.5.2 ERSTE KOSMISCHE GESCHWINDIGKEIT 86 3.5.3 ZWEITE KOSMISCHE GESCHWINDIGKEIT (FLUCHTGESCHWINDIGKEIT) 87 3.5.4 MINIMALER ENERGIEBEDARF BEI EINEM START VON DER ERDOBERFLAECHE 88 3.6 ALTERNATIVE HERLEITUNG DER GRUNDGLEICHUNGEN 90 3.6.1 DIE BEWEGUNGSGLEICHUNG FUER EIN ZWEIKOERPERPROBLEM 90 3.6.2 DIE DREHIMPULSERHALTUNG 91 3.6.3 DIE VIS-VIVA-GLEICHUNG 92 3.6.4 DIE KEGELSCHNITTGLEICHUNG 93 3.6.5 DAS DREIKOERPERPROBLEM 94 3.6.6 DAS N-KOERPERPROBLEM 96 3.7 BESCHREIBUNG VON FLUGKOERPERBAHNEN 97 3.7.1 KOORDINATENSYSTEME UND DARSTELLUNG VON UMLAUFBAHNEN 97 3.7.2 DIE KLASSISCHEN BAHNELEMENTE 103 3.7.3 AUSGEWAEHLTE UMLAUFBAHNEN 103 3.8 ANWENDUNG VON ELLIPSENBAHNEN 108 3.8.1 ZEIT ENTLANG EINER KEPLERBAHN 108 3.8.2 BALLISTISCHE FLUGBAHNEN ZWISCHEN ZWEI ERDPUNKTEN 111 4 MANOEVER ZUR BAHNAENDERUNG 115 4.1 EINFUEHRENDE BEMERKUNGEN 115 4.2 MANOEVER MIT IMPULSIVEN SCHUBPHASEN 116 4.2. XIII 4.5.3 DIE BEWEGUNGSGLEICHUNGEN FUER DAS RENDEZVOUS-PROBLEM 145 4.5.4 RESTBESCHLEUNIGUNG IN EINEM RAUMFAHRZEUG 150 4.5.5 ANKOPPELN (DOCKING) UND LANDUNG AUF EINEM PLANETEN 151 4.6 GRAVITY-ASSIST- ODER SWINGBY-MANOEVER 152 4.6.1 ZUR ENTWICKLUNG DER GRAVITY-ASSIST-TECHNOLOGIE 152 4.6.2 UEBERGANG VOM HELIOZENTRISCHEN INS PLANETENFESTE SYSTEM 152 4.6.3 BERECHNUNG DER GESCHWINDIGKEITSAENDERUNG 155 4.6.4 MAXIMALER ENERGIEGEWINN IM HELIOZENTRISCHEN SYSTEM 157 4.6.5 MAXIMIERUNG DER AUSTRITTSGESCHWINDIGKEIT 159 4.7 SONNENSEGEL 161 4.8 TETHERS (SEILE) IM GRAVITATIONSFELD 165 4.8.1 DER GRAVITATIONSGRADIENT 166 4.8.2 SCHWINGUNGSVERHALTEN UND STOERKRAEFTE 169 4.8.3 BAHNMECHANISCHE ANWENDUNG 169 4.8.4 ELEKTRODYNAMISCHE (LEITENDE) SEILE 172 4.8.5 KONSTELLATIONEN UND KUENSTLICHE SCHWERKRAFT 174 4.9 ZAHLENWERTE FUER VERSCHIEDENE MISSIONEN 176 5 THERMISCHE RAKETEN 179 5.1 EINTEILUNG 179 5.1.1 METHODEN DER TREIBSTOFFHEIZUNG 179 5.1.2 THERMISCHE RAKETEN MIT GESCHLOSSENER HEIZ- ODER BRENNKAMMER 181 5.1.3 THERMISCHE RAKETEN OHNE GESCHLOSSENE HEIZKAMMER 183 5.2 BEMERKUNGEN UEBER DIE VORGAENGE IN THERMISCHEN RAKETEN 185 5.3 RAKETENSCHUB-DETAILS 190 5.4 ERGEBNISSE AUS DER ENERGIEGLEICHUNG 191 5.5 IDEALISIERTE RAKETE MIT IDEALEM GAS ALS TREIBSTOFF 195 5.5.1 GRUNDGLEICHUNGEN DER EINDIMENSIONALEN REIBUNGSFREIEN STROEMUNG 195 5.5.2 BESTIMMUNG DER LAVALBEDINGUNGEN 197 5.5. XIV 5.8.2 TREIBSTOFFAUSWAHL 214 5.9 ANTRIEBSSYSTEME CHEMISCHER RAKETEN 217 5.9.1 EINTEILUNG NACH DEM AGGREGATZUSTAND DER TREIBSTOFFE 217 5.9.2 EINTEILUNG NACH DEM SPEZIFISCHEN IMPULS 218 5.9.3 EINTEILUNG NACH DER ZAHL DER TREIBSTOFFKOMPONENTEN 219 5.9.4 EINTEILUNG NACH SONSTIGEN BETRIEBSPARAMETERN 223 5.9.5 EINTEILUNG NACH ART DER ANWENDUNG 224 5.9.6 KOMPONENTEN UND PROZESSE 225 6 ELEKTRISCHE ANTRIEBE 239 6.1 DEFINITION 239 6.2 VORTEILE ELEKTRISCHER ANTRIEBE 240 6.3 WIDERSTANDSBEHEIZTE TRIEBWERKE (RESISTOJET) 242 6.4 GRUNDLAGEN FUER LICHTBOGENTRIEBWERKE 244 6.5 ELEKTROTHERMISCHE LICHTBOGENTRIEBWERKE (ARCJETS) 246 6.6 MAGNETOPLASMADYNAMISCHE TRIEBWERKE 248 6.6.1 EIGENFELDBESCHLEUNIGER 248 6.6.2 FREMDFELDBESCHLEUNIGER 250 6.6.3 HALLIONENBESCHLEUNIGER 252 6.7 ELEKTROSTATISCHE TRIEBWERKE 252 6.7.1 GRUNDLAGEN ZU ELEKTROSTATISCHEN TRIEBWERKEN 254 6.7.2 KAUFMAN-TRIEBWERK 255 6.7.3 RIT-TRIEBWERK 255 6.7.4 FELDEMISSIONS-TRIEBWERK 256 7 ANTRIEBSSYSTEME FUER DIE LAGE- UND BAHNREGELUNG 257 7.1 EINFUEHRUNG 257 7.2 ABGRENZUNG DER SEKUNDAER- GEGENUEBER DEN PRIMAERSYSTEMEN 258 7.3 AUFGABENUNDANFORDERUNGEN 263 7.4 DIE LAGEREGELUNG VON RAUMFAHRZEUGEN 264 7.4.1 DIE EULERSCHEN GLEICHUNGEN 264 7.4.2 AUFGABEN DER LAGEREGELUNG, STABILISIERUNGSARTEN, STELLGLIEDER 265 7.4.3 ANFORDERUNGEN DER DRALLSTABILISIERUNG 268 7.4. XV 8 ENERGIEVERSORGUNGSANLAGEN 295 8.1 ALLGEMEIN 295 8.1.1 LEISTUNGSBEDARF VON RAUMFAHRZEUGEN 295 8.1.2 MOEGLICHE ENERGIESYSTEME FUER RAUMFAHRTZWECKE 296 8.1.3 TYPISCHE MISSIONEN UND ERFORDERNISSE 302 8.1.4 EINFLUSS DER SCHATTENPHASE AUF SOLARE ENERGIEVERSORGUNGSSYSTEME 303 8.2 UEBERSICHT UEBER KURZZEIT-ANLAGEN 306 8.2.1 PRIMAERZELLEN 306 8.2.2 SEKUNDAERZELLEN 307 8.3 UEBERSICHT UEBER LANGZEITANLAGEN 309 8.3.1 SOLARZELLENANLAGEN 309 8.3.2 DAS PRINZIP DER SOLARZELLE 309 8.3.3 AUSGEFUEHRTE ANLAGEN 311 8.3.4 NUKLEARE ANLAGEN 314 8.3.5 THERMOELEKTRISCHE WANDLUNG 314 8.3.6 RADIOISOTOPENBATTERIEN 316 8.3.7 NUKLEARE REAKTOREN 318 8.4 ANDERE UNTERSUCHTE ENERGIEVERSORGUNGSSYSTEME 321 8.4.1 SOLARDYNAMISCHE ENERGIEVERSORGUNGSANLAGEN 321 8.4.2 VERGLEICH PHOTOVOLTAIK - SOLARDYNAMIK FUER EINE RAUMSTATION 323 8.4.3 SOLARE KRAFTWERKSATELLITEN 326 9 THERMALKONTROLLSYSTEME 327 9.1 GRUNDLAGEN DER WAERMEUEBERTRAGUNG DURCH STRAHLUNG 327 9.1.1 DER SCHWARZE STRAHLER 327 9.1.2 OPTISCHE EIGENSCHAFTEN VON MATERIALIEN 329 9.1.3 GRAUE STRAHLERUND TECHNISCHE OBERFLAECHEN 330 9.2 UMWELTBEDINGUNGEN 333 9.2.1 SOLARSTRAHLUNG 333 9.2.2 ALBEDOSTRAHLUNG 335 9.2.3 ERDEIGENSTRAHLUNG 336 9.2.4 AERODYNAMISCHE AUFHEIZUNG 337 9.3 ENTWURF VON THERMALKONTROLLSYSTEMEN 338 9.4 THERMALANALYSE 341 9.4. XVI 9.5.1 PASSIVE THERMALKONTROLLE 351 9.5.2 AKTIVE THERMALKONTROLLE 357 9.6 THERMALTESTS 362 10 RAUMTRANSPORTSYSTEME 365 10.1 EINLEITUNG 3 6 5 10.2 MOMENTANER STAND 365 10.2.1 UEBERBLICK 365 10.2.2 EINTEILUNGSKRITERIEN VON TRAEGERRAKETEN 376 10.3 DAS ARIANE-PROGRAMM 376 10.4 ZUSAMMENFASSUNG EXISTIERENDER STARTFAHRZEUGE 380 10.4.1 DIE EUROPAEISCHE ARIANE IM KOMMERZIELLEN GESCHAEFT ZEITWEISE VORN 381 10.4.2 RUSSLAND: DER WIEDER ERSTARKTE RIESE 381 10.4.3 MARKTFUEHRER USA 381 10.4.4 AUFSTEIGER JAPAN 382 10.4.5 DIE NEULINGE CHINA UND INDIEN 382 10.5 ZUKUENFTIGE PROJEKTE FUER RAUMTRANSPORTFAHRZEUGE 383 10.5.1 NASA'S NEUE RAKETEN ZUM MOND 383 10.5.2 EUROPAEISCHE ENTWICKLUNGEN UND DIE KONKURRENZ 387 10.5.3 STUDIEN UEBER ZUKUENFTIGE RAUMTRANSPORTSYSTEME 388 10.5.4 MISSIONEN FUER DIE ZUKUENFTIGEN RAUMTRANSPORTSYSTEME 395 10.5.5 KONZEPTE FUER ZUKUENFTIGE EUROPAEISCHE TRANSPORTSYSTEME 396 10.5.6 STARTKOSTEN FUER ZUKUENFTIGE STARTFAHRZEUGE 397 10.5.7 TECHNOLOGIEENTWICKLUNGEN UND LANGFRISTIGE ZIELSETZUNG 401 11 DER EINTRITT VON FAHRZEUGEN IN DIE ATMOSPHAERE 403 11.1 EINLEITUNG 403 11.2 FLUGBEREICHE 405 11.2.1 WIEDEREINTRITTSFLUGPROFILE 405 11.2.2 STROEMUNGSBEREICHE 405 11.3 FLUGBEREICHSBESCHRAENKUNGEN UND FAHRZEUGANFORDERUNGEN 407 11. ANHANG C FORMELSAMMLUNG 573 XVII 12 DATEN- UND KOMMUNIKATIONSSYSTEME 435 12.1 EINLEITUNG 435 12.2 DATENMANAGEMENTSYSTEM 436 12.3 UEBERTRAGUNGSSTRECKEN ZU DEN RAUMSTATIONEN 437 12.4 VERTEILTE DATENSYSTEME 439 12.4.1 NETZ-TOPOLOGIEN 440 12.4.2 PHYSIKALISCHE DATENVERBINDUNGEN 441 12.4.3 SOFTWARE UND PROGRAMMIERSPRACHEN 441 12.5 AUSLEGUNG DER FUNKSYSTEME 443 12.6 ANTENNEN 447 12.7 MODULATION UND CODIERUNG 450 12.8 DAS TDRS-SYSTEM 453 13 UMWELTFAKTOREN 457 13.1 EINFUEHRUNG 457 13.2 GRAVITATIONSFELDER 457 13.2.1 GRAVITATIONSFELD IN GROESSEREM ABSTAND VON EINEM ZENTRALKOERPER 457 13.2.2 GRAVITATIONSFELD IN DER NAEHE EINES ZENTRALKOERPERS 459 13.2.3 ENTWICKLUNG DES GRAVITATIONSPOTENZIALS NACH KUGELFUNKTIONEN 460 13.3 MAGNETFELDER 461 13.3.1 DAS MAGNETISCHE DIPOLFELD 461 13.3.2 DAS MAGNETFELD DER SONNE 462 13.3.3 DAS MAGNETFELD DER ERDE 463 13.4 ELEKTROMAGNETISCHE STRAHLUNG 466 13.5 ATMOSPHAERE 467 13.6 FESTE MATERIE 470 13.7 DAS SONNENSYSTEM 473 13.7.1 DIE SONNE 473 13.7.2 DIE PLANETEN UND ZWERGPLANETEN 473 13.7.3 DIE PLANETOIDEN 477 13.7.4 DIE MONDE 478 13.7.5 DIE KOMETEN 479 ANHANG A GESCHICHTLICHE DATEN 483 ANHANG B UEBUNGSAUFGABEN 503
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