Raumflugmechanik

Dieses Lehrbuch dient dem systematischen Studium der Bahn- und Lagedynamik von Raumfahrzeugen. Es richtet sich sowohl an Studenten als auch an Raumfahrt-Praktiker (Konstrukteure, Systemtechniker, etc.), die häufig mit bahnmechanischen Problemen konfrontiert sind und ihre Kenntnisse auf diesem Gebiet erweitern oder auffrischen wollen. Mit den behandelten Themen

• Grundlagen der Bahnmechanik

• Störungen auf erdnahen Umlaufbahnen

• Raketendynamik und impulsive Orbitalmanöver

• Interplanetare Flugbahnen

• Lagedynamik von Raumfahrzeugen

• Lokale Bewegungen von Satellitensystemen

bietet das Buch einen umfassenden fachlichen Überblick, wobei auch auf die historische Entwicklung und Bedeutung der Probleme hingewiesen wird. Besonderer Wert wird stets auf nachvollziehbare Herleitungen aus den physikalischen Grundprinzipien gelegt.

Die Autoren sind promovierte Maschinenbauer und Universitätslehrer am Institut für Mechanik der TU Wien, wo sie seit 1997 eine Vorlesung über die Dynamik und Steuerung von Raumfahrzeugen halten. Mittelpunkt ihrer Forschungstätigkeit an der TU Wien waren mehrere Projekte zur Simulation verkabelter Satellitensysteme, die von der Europäischen Raumfahrtbehörde ESA in Auftrag gegeben wurden.

Autorentext

Dr. Wolfgang Steiner

war von 1992 bis 1997 Universitätsassistent am Institut für Mechanik der TU Wien. Im Anschluss wechselte er zum Engineering Center Steyr (Oberösterreich), wo er an der Anwendung und Weiterentwicklung der Finite-Elemente-Methode arbeitete. Seit 2002 ist Wolfgang Steiner Professor für Mechanik an der Fachhochschule Wels.

Dr. Martin Schagerl

war von 1995 bis 2002 Universitätsassistent am Institut für Mechanik der TU Wien und besitzt die Habilitation für das Fach Mechanik. 2000/2001 arbeitete er am Mathematics Department der University of Maryland, USA. Seit 2002 ist Martin Schagerl als Entwicklungsingenieur für Berechnungsmethoden in der Abteilung Strukturanalyse von Airbus Deutschland (Hamburg) tätig.

Klappentext

In dem 1968 von Stanley Kubrick verfilmten Sciencefiction-Klassiker 2001: A Space Odyssey benotigt das Raumschiff Discovery ganze fiinf Monate, um von der Erde zum Planeten Jupiter zu gelangen. Eine erstaunlich kurze Zeit fiir die fiinf Mann Besatzung und den eigenwilligen Bordcomputer HAL. Die Wirklichkeit sieht jedoch anders aus. Die 1989 gestartete NASA-Sonde Gali­ leo erreichte Jupiter erst nach sechs Jahren Flugzeit. Das kleine Raumfa- zeug musste sich dazu im Vorbeiflug einmal an der Venus und zweimal an der Erde Schwung holen. (In Kapitel 8 wird die Mechanik solcher Fly-B- bzw. Gravity-Assist"-Manover genau analysiert. ) Erst nach diesen drei S- nenumkreisungen, die drei Jahre in Anspruch nahmen, hatte Galileo genug Bewegungsenergie getankt", um den Sprung zum Jupiter zu schaffen, eine Reise, die weitere drei Jahre dauerte. Warum stoBt die Menschheit in der Raumfahrt so rasch an ihre tech- logischen Grenzen? Dieses Buch soh dem Leser ein Gefiihl fiir die Antwort auf diese Frage vermitteln. Es richtet sich an Interessierte sowohl im u- versitaren als auch im industriellen Bereich, die die technische Problematik der Raumfahrt verstehen wollen. Freilich sind viele Wissenszweige mit der Raumfahrt verkniipft: Mechanik, Thermodynamik, Strahlungsphysik oder die Verbrennungschemie von Raketentriebwerken, um nur einige zu nennen. Wir konzentrieren uns hier auf den rein mechanischen Aspekt, der so grundlegende Bereiche wie Orbital- und Raketendynamik umfasst. Wenngleich theoretische Uberlegungen dabei im Vordergrund stehen, haben wir die Voraussetzungen in Mathematik und klassischer Mechanik bewusst gering gehalten.

Zusammenfassung
"Die beiden österreichischen Autoren beschreiben mit zahlreichen Grafiken und noch mehr Formeln, warum es nicht möglich ist, Zeit- und Raumsprünge durchzuführen und warum die Menschheit in der Raumfahrt so rasch an ihre technologischen Grenzen stößt. Dabei konzentrieren sie sich auf den rein mechanischen Aspekt mit Orbital- und Raketendynamik. Für das Verständnis sind Hochschulgrundvorlesungen ausreichend. Ein Muss für Ingenieure." (Flug Revue, 2005)

Inhalt
Über den Himmel.- Newtonsche Mechanik.- Das Zweikörperproblem.- Mathematische Grundlagen der Störungsrechnung.- Störungen der Zweikörperdynamik auf erdnahen Umlaufbahnen.- Die Orbits künstlicher Erdsatelliten.- Raketendynamik und impulsive Orbitalmanöver.- Interplanetare Flugbahnen.- Die Grundgleichungen nicht punktförmiger Satelliten.- Lokale Bewegungen von Satellitensystemen.