104 57 Die Weltraumfahrt Eine horizontal abgeschossene Gewehrkugel beschreibt wegen der großen Geschwindigkeit einen langen Parabelbogen entlang der Erdoberfläche. Beträgt die Abschussgeschwindigkeit rund 8 km/s, so könnte diese Gewehrkugel die Erde unmittelbar über der Oberfläche umkreisen, wenn man vom Luftwiderstand und von den Unebenheiten der Erdoberfläche absieht. Wird ein Körper mit über 11 km/s (Fluchtgeschwindigkeit, escape velocity) abgeschossen, so kann er den Anziehungsbereich der Erde verlassen und z. B. zu einem anderen Planeten oder zur Sonne gelangen. Liegt die horizontale Abschussgeschwindigkeit eines Körpers zwischen 8 km/s und 11 km/s, so umkreist er die Erde in einer elliptischen Bahn, er wird zu einem Satelliten (satellite) der Erde (Abb. 57.1). Nachrichtensatelliten, die man z. B. zur Übertragung von Fernsehsendungen und Telefongesprächen einsetzt, erhalten meistens eine solche Geschwindigkeit, dass sie sich in etwa 35 800 km Höhe über dem Äquator mit der Erde mitdrehen. Wettersatelliten umkreisen die Erde und fotografieren die Wolkenfelder in der Erdatmosphäre. Forschungssatelliten messen z. B. die Beschaffenheit der Atmosphäre, das Magnetfeld der Erde oder die Strahlung aus dem Weltraum. Zur Erforschung weit entfernter Objekte imWeltraum dienen vor allem unbemannte Raumsonden. Die amerikanische Sonde Galileo erreichte 1995 nach sechs Jahren Flugzeit den Jupiter und lieferte wertvolle Informationen über den Aufbau seiner Atmosphäre und seiner Monde. Die NEAR-Mission untersuchte erdnahe Asteroiden. Die Raumsonde Voyager I startete 1977 und ist das am weitesten von der Erde entfernte Objekt, das von Menschen gebaut wurde. Einige Programme gelten auch der Entwicklung bemannter Raumstationen (z. B. internationale Raumstation ISS). Seit 1975 gibt es die Europäische Weltraumorganisation ESA (European Space Agency). Zu ihrem Programm gehören z. B. die Trägerrakete Ariane, der Bau der Raumstation Columbus sowie des Raumgleiters Hermes. Der europäische „Weltraumbahnhof“ befindet sich in Kourou (Südamerika). Österreich ist seit 1987 Vollmitglied der ESA und beteiligt sich auch an der Erforschung des Weltalls. Verschiedene österreichische Industriebetriebe und das Institut für Weltraumforschung entwickeln Werkstoffe und Messgeräte (z. B. für die Messung von Magnetfeldern), die bei Weltraumflügen verwendet werden. Im Oktober 1991 flog der Österreicher Franz Viehböck im Rahmen des Projektes „Austromir“ zur sowjetischen Raumstation Mir und führte dort zahlreiche physikalische und medizinische Experimente durch. Seit Februar 2013 hat Österreich im Rahmen der Brite Constellation einen eigenen Satelliten, TUGSAT-1 (BRITE-AUSTRIA), im Weltraum (Abb. 57.3). Über mindestens zwei Jahre sollte er in ca. 800km Höhe Daten über Helligkeitsschwankungen bestimmter Sterne sammeln. Er liefert immer noch ausgezeichnete Bilder. Du bist dran – zeige deine Kompetenz: 57.1 In Science-Fiction-Filmen finden im Weltraum häufig lärmende Flugmanöver riesiger Raumschiffe oder lautstarke Gefechte statt. Erkläre, warum solche Szenen aus physikalischer Sicht meistens falsch dargestellt werden. Kennst du Projekte der Weltraumfahrt? 57.1 Mögliche Satellitenbahnen Große Achse der Bahnen Ellipse: 8 km/s < v < 11 km/s Parabel: v = 11 km/s Hyperbel: v > 11 km/s Kreis: v = 8 km/s 57.2 Am 20. Juli 1969 betrat Neil Armstrong (USA) als erster Mensch den Mond. Das Foto wurde vom zweiten Menschen am Mond, Edwin „Buzz“ Aldrin gemacht. 57.3 Der Nanosatellit TUGSAT-1 (BRITE AUSTRIA) wurde an der TU Graz entwickelt, gebaut und getestet. Die Abschussgeschwindigkeit für Erdsatelliten beträgt ca. 8 km/s, die Fluchtgeschwindigkeit ca. 11 km/s. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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