maanstationaire sateliet

robert stelde deze vraag op 11 juni 2023 om 20:24.

hallo,
vanuit een geostationaire sateliet zie je altijd het zelfde stuk van de aardbodem. met de wet van kepler en de massa van de aarde kan je de straal van de cirkelbaan berekenen okay

nou denk ik aan een maanstationaire sateliet. van daar uit zie je steeds het zelfde stuk van de maanbodem terwijl de maan en de aarde om elkaar draaien

kan je de straal van een maanstationaire sateliet net zo berekenen met kepler en de massa van de maan?

yes vanaf de aarde zie je steeds zowat het zelfde stuk van de maan maar ik bedoel een mini sateliet in de ruimte


Reacties

Jan van de Velde op 11 juni 2023 om 20:29
dag Robert,

Probleem is dat de Maan maar één keer in de (ongeveer) vier weken rond zijn as draait. Een lunastationaire baan wordt dus een ruime baan.  Dus gaat de invloed van de Aarde vast en zeker een rol spelen.  Maar als je daarbij even de Aarde wegdenkt moet dat kunnen ja.

Groet, Jan
Theo de Klerk op 11 juni 2023 om 20:51
De omwentelingstijd van de maan  om eigen as is gelijk aan zijn baan-omloopstijd om de aarde. Daarom zie je steeds dezelfde kant van de maan.
Maar een satelliet die om de maan draait en steeds hetzelfde stukje maan ziet (als ie de "voorkant" ziet dan zien we hem op aarde ook min of meer stilstaan tov de maan, als ie de "achterkant" ziet dan zien we hem nooit) en daarmee luna-stationair, daarvan kun je de baan net zo berekenen als bij een geostationaire baan voor de aarde.
Alleen is de T=1 maan(d) ipv 1 dag. Door de veel kleinere maanmassa kom je dan op een baanstraal die zo groot is dat de aarde een groot effect kan hebben als het aan de "voorkant" zit, zoals Jan al stelt. Aan de achterkant zal het effect wat minder zijn omdat de afstand tot de aarde groter is (en blijft).

Het zwaartepunt van aarde-maan ligt nog binnen de aardstraal.
Jaap op 11 juni 2023 om 23:22
Dag Robert,
Wil je hier je berekening eens noteren en uitleggen of zo'n satelliet mogelijk is?
Dan kunnen we daarop aansluiten en vermijden we dat we langs elkaar heen praten.
Wil je de aarde wel of niet wegdenken?
Groet, Jaap
robert op 12 juni 2023 om 16:18
hoi Jan ik wil de aarde niet wegdenken want ik wil het een beetje realistisch houden

Theo je zegt de baanstraal is groot door de veel kleinere maanmassa (en door de grote tijd van 27.32d)
maar met omlooptijd 27.32d is toch hoe GROTER de maanmassa hoe groter de straal?

Jaap volgens mij is de cirkelstraal r=(G Mmaan T^2/(4 pi^2))^(1/3)=88463494m
met Mmaan=0,0735*10^24 en T=27.32d=2360448s
die 88463494 m is 0.23 keer de afstand maan-aarde

zet je de sateliet 88463494 m van de maan, tussen de maan en de aarde dan is
de zwaartekracht van de aarde op 1kg sateliet 0.004551N
de zwaartekracht van de maan op 1kg sateliet 0.000627N

zet je de sateliet 88463494m van de maan, met maan tussen sateliet en aarde, dan
de zwaartekracht van de aarde op 1kg sateliet 0.001782N en
de zwaartekracht van de maan op 1kg sateliet weer 0.000627N

dus de aarde verpest de cirkelbaan van de sateliet?
hoe kan je toch een maanstationaire sateliet hebben op 88463494m van de maan?
als het zo niet kan hoe kan een maanstationaire sateliet dan wel?
Theo de Klerk op 12 juni 2023 om 16:50
Met 

neemt r toe met massa M (voor de maan dus een factor 0,012 kleiner), maar T neemt wel met factor 30 toe, T2 met 900 (voor de maan dus  0,012 x 900 = 10,8 maal). Tezamen  met 3e machtswortel uiteindelijk 2,2 x groter.

Gooi niet omloopstijd met asrotatie door elkaar (hoewel die bij de maan even groot zijn)
Jan van de Velde op 12 juni 2023 om 21:04

robert

dus de aarde verpest de cirkelbaan van de sateliet?

 ja

robert

hoe kan je toch een maanstationaire sateliet hebben op 88463494m van de maan?

 alleen met serieuze kunstgrepen, dus met een heleboel brandstofverbruik. 

Groet, Jan

Nick Leijten op 12 juni 2023 om 22:29
Een meer praktische optie zou zijn dat je gebruik maakt van de synchrone rotatie van de maan (omlooptijd om aarde is gelijk aan tijd voor een wenteling om de eigen as) en de sateliet in het eerste lagrangepunt (L1) van het aarde-maan systeem plaatsen. Dit punt bevindt zich op zo'n 326000 km van de aarde.

Een sateliet die op de correcte wijze in L1 in een baan om de aarde wordt gebracht, zal vervolgens synchroon met de maan om de aarde heendraaien en dus effectief een maanstationaire baan beschrijven. Dit werkt dus wel alleen omdat de maan een synchrone rotatie heeft en dus niet bij manen die dat niet hebben.

Jaap op 12 juni 2023 om 23:39
Dag Robert,
Als de aarde en de maan onder invloed van de onderlinge gravitatiekracht om hun gemeenschappelijk massamiddelpunt draaien, zijn er volgens de figuur van Nick drie punten op de lijn door hun middelpunten waarin een lichte satelliet lange tijd 'maanstationair' kan blijven. Deze punten L1, L2 en L3 zijn gevonden door Leonhard Euler. Vanuit L1 en L2 zie je steeds hetzelfde stuk van de maanbodem. Het brandstofverbruik dat nodig is om in L1 of L2 te blijven, is betrekkelijk gering.

De Chinese satelliet Queqiao beweegt bijna maanstationair nabij punt L2. Nederland is betrokken bij waarnemingen van kosmische bronnen met een radiotelescoop aan boord van Queqiao. Voordeel van deze plaats aan de achterzijde van de maan: de waarnemingen worden niet gestoord door radiosignalen van aardse bronnen.
https://en.wikipedia.org/wiki/Queqiao_relay_satellite

Kun je de afstand van L1 tot het gemeenschappelijk massamiddelpunt van de aarde en de maan berekenen, en idem van L2?

Je satelliet blijft ook maanstationair in punt L4 of L5, zodat je ook vanaf daar steeds hetzelfde stuk van de maanbodem ziet. Hiervoor is geen brandstof nodig. L4 vormt met de aarde en de maan een gelijkzijdige driehoek. L5 ook.
De gravitatiekracht van de zon en andere hemellichamen is niet meegerekend en we gaan uit van cirkelvormige banen.
Groet, Jaap
robert op 13 juni 2023 om 16:20
Top, Nick zo kan het dus
volgens mij draait L1 mee op 321696525m van het massamiddelpunt en bij L2 is dat 444254893m klopt dat?

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Noortje heeft vier appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Noortje nu over?

Antwoord: (vul een getal in)