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ws2021:raketenbahn

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ws2021:raketenbahn [2021/04/06 20:50]
k_will [Gestaltung:]
ws2021:raketenbahn [2021/04/07 19:52] (aktuell)
konstantinflorian
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-====== Projekt Raumflug======+====== ​Dokumentation - Projekt Raumflug======
  
  
-Das Ziel des Projekts "​Raumflug ist es unser Sonnensystem mit ihren Planten, Monden und Asteroiden zu simulieren ​um mithilfe damit einen Raum +Das Ziel des Projekts "​Raumflug" ​ist es unser Sonnensystem mit dessen Planeten, Monden und Asteroiden zu simulieren. Weiter soll sich innerhalb ​des Raums ein Satellit bewegendessen ​Start und Ziel durch den Benutzer definiert sind
- +Das Programm ​soll unter Rücksichtnahme der kommenden planetaren Bewegung und mithilfe ​Manöver wie Swing-By ​die für das Objekt energieeffizienteste Route finden.
-Unser Ziel ist es eine Simulation zu schreiben, die innerhalb ​unseres Sonnensystemsmit benutzergegebenem ​Start und Ziel die energieeffizienteste Route für einen Raumflug findet+
- +
-Diese soll unteranderem komplexe ​Manöver wie Swing-By ​beinhalten +
- +
- +
-Noch ist es unklar ob wir das System 2D oder 3D gestaltenEbenso unklar ist die Art der Errechnung einer solchen Bahn.  +
- +
-===== Teilnehmer:​===== +
- +
-   * Theo +
-   * Konstantin  +
-   * Kai +
- +
-=====Berechnung:​===== +
- +
-Wir wollen die Bahnen der Planeten um die Sonne durch ihre Kraftwirkungen aufeinander numerisch in jedem Schritt neu berechnen. Dann wollen wir eine Rakete einfügen, die ebenfalls von allen Körpern angezogen wird und sich auf einer möglichst schnellen und energieeffizienten Bahn von einem Planeten zu einem anderen bewegt. Dafür wollen wir den Hohmann-Transfer nutzen. Mithilfe dessen wollen wir die notwendigen Geschwindigkeitsdifferenzen sowie die Zeitpunkte der Beschleunigungen berechnen.  +
- +
- +
-=====Gestaltung:​=====+
    
-Zunächst wollten wir das Sonnensystem zweidimensional gestalten ​und numerisch berechnen. Dafür wollten wir das Modul Matplotlib nutzenda wir damit schon einige Erfahrungen gemacht haben. Später haben wir dann jedoch Plotly genutzt und das Sonnensystem auch dreidimensional gestaltet.  +Startdatum ​und Länge der Simulation sind ebenfalls einzustellenwobei das Programm die Anfangsstadien ​der Objekte ​durch das Webinterface HORIZONS ​der NASA erhält.
- +
-Fügst du hier noch was hinzu?? so das warum? und wie? +
- +
-- Wir haben uns dazu entschieden das Sonnensystem 2-dimensional zu gestalten\\ +
- - unklar ist noch ob die Planetenbahnen aktiv berechnet werden\\ +
- - Als Modul wird entweder matplotlib oder Plotly dienen\\ +
- +
-=====Ablauf und Zeitplan===== +
-Unser Plan ist es zunächst das Sonnensystem und dann den Raumflug zu programmieren +
- +
- +
-===04-10.01.2021=== +
- - erstmal große Recherche über Raketenbahn,​ Planeten und Formeln +
- +
-===11-17.01.2021=== +
- - große Tabelle zu allen Informationen über die Planeten angefertigt und den Hohmann Transfer genauer angeschaut\\ +
- - Idee vielleicht erstmal sehr simpel bei Turtle zu programmieren\\ +
-  +
-===18-24.01.2021=== +
- - haben uns doch für matplotlib entschieden,​ da es besser zum programmieren der Planetenbahnen und des Hohmann Transfers geeignet ist +
- +
-===25-31.01.2021=== +
- - haben uns etwas mit plotly und dem Code des 3 Körperproblems auseinander gesetzt +
- +
-===01-06.02.2021 === +
- - haben Pro und Contra von plotly gegenüber matplotlib uns klar gemacht\\ +
- - abwägen ob wir die Planetenbahnen alle berechnen lassen wollen oder sie auf vorgefertigte Bahnen  +
-schweben\\ +
-==plotly:​== +
-==Pro:== +
--Besser für große Berechnungen\\ ​              +
--flüssigere Animationen ​      +
-==Contra:​== +
--kaum Kenntnisse zu diesem ​Programm\\ +
--längere Ladezeiten für die Animation +
- +
-===07-13.02.2021 === +
- +
- - Ausarbeitung von der Gravitation und des Hohmann Transfer\\ +
- - Erarbeitung von einer Visualisierung unseres Programmes +
- +
-===Hohmann-Transfer=== +
-Der Hohmann-Transfer ist eine energie- und zeiteffiziente Methode, von einer Umlaufbahn um einen Körper auf eine andere zu gelangen. In unserem Fall wollen wir unsere Rakete von einem Planeten, beziehungsweise dessen Umlaufbahn um die Sonne zu einen anderen Planeten lenken. Beim Hohmanntansfer wird die Rakete zweimal beschleunigt,​ einmal, um von der ursprünglichen Umlaufbahn auf eine Ellipsenbahn zu kommen, und dann, um von der Ellipsenbahn auf die endgültige Umlaufbahn zu kommen. Durch die erste Beschleunigung wird das Aphel der Flugbahn auf die geplante Umlaufbahn angehoben, ​durch die zweite Beschleunigung,​ wenn die Rakete ​das Aphel erreicht hat, wird auch das Perihel angehoben, damit die Rakete die Ellipsenbahn verlässt und auf neuen Umlaufbahn bleibt. Aphel ist der von der Sonne am weitesten entfernteste Punkt und das Perihel der sonnennächste Punkt auf der Ellipse+
  
-Skizze, Rechnung!!!+{{:​ws2021:​raumflug.gif?​800|}} ​
  
-Weil wir die Rakete nicht nur von einer Umlaufbahn auf eine andere schicken wollen, sondern sie bei einem Planeten startet und auch bei dem anderen Planeten und nicht nur auf dessen Umlaufbahn ankommen soll, müssen auch die Positionen der Planeten zueinander und deren Geschwindigkeiten berücksichtigt werden. ​ 
  
  
 +__**[[ws2021:​raketenbahn:​Berechnung|Berechnung]]\\
 +\\
 +[[ws2021:​raketenbahn:​Gestaltung|Gestaltung]]\\
 +\\
 +[[ws2021:​raketenbahn:​Protokoll|Protokoll]]\\
 +\\
 +[[ws2021:​raketenbahn:​Sourcecode|Sourcecode]]\\
 +\\
 +[[ws2021:​raketenbahn:​Fazit_und_weitere_Schritte|Fazit und weitere Schritte]]\\
 +\\
 +[[ws2021:​raketenbahn:​Quellen|Quellen]]
  
 +**__
  
-===== Literatur:​===== 
  
-===Internetquellen:​=== 
  
-[[https://​www.instructables.com/​Calculating-a-Hohmann-Transfer/​]] +__**Teilnehmer:**__\\ 
-[[https://​pythonhosted.org/​OrbitalPy/​examples/​plotting/​plotting/​]] +Kai Will\\ 
-[[https://​astronomy.stackexchange.com/​questions/​7806/​exercise-2d-orbital-mechanics-simulation-python]] +Konstantin Florian Kalla
-[[https://​thecleverprogrammer.com/​2020/​10/​07/​visualize-a-solar-system-with-python/​]] +
-[[https://​www.instructables.com/​Calculating-a-Hohmann-Transfer/​]] +
-[[https://​physik.cosmos-indirekt.de/​Physik-Schule/​Hohmann-Transfer]]+
ws2021/raketenbahn.1617735037.txt.gz · Zuletzt geändert: 2021/04/06 20:50 von k_will