Atmosphäreneinfang

Atmosphäreneinfang (engl. Aerocapture) bezeichnet eine Technik, mit der die Geschwindigkeit eines Raumfahrzeuges, das auf einer hyperbolischen Flugbahn an einem Himmelskörper mit relativ dichter Atmosphäre ankommt, so weit verringert werden kann, dass es in eine Umlaufbahn eintritt. Als Resultat umkreist das Raumfahrzeug den Himmelskörper nach diesem Manöver auf einer Umlaufbahn mit einer Exzentrizität von weniger als 1.

Vorgang

Die verschiedenen Schritte beim Atmosphäreneinfang

Um das Raumfahrzeug abzubremsen, nähert es sich dem Himmelskörper so sehr an, dass es die obere Atmosphäre streifend durchfliegt, wobei es stark abgebremst wird. Durch die dabei auftretende große Reibungshitze benötigt es einen Hitzeschild. Der Grad der Abbremsung hängt stark von der Flughöhe ab, diese ist daher sehr kritisch und setzt genaue Kenntnis der Atmosphäre wie auch der Flugbahn voraus. Nach dem Atmosphäreneinfang hat sich die Fluggeschwindigkeit des Raumflugkörpers unter die Fluchtgeschwindigkeit des Himmelskörpers verringert. Er tritt deshalb in eine elliptische Umlaufbahn um ihn ein, der planetennächste Punkt (Periapsis) befindet sich dabei noch tief innerhalb der Atmosphäre. Deshalb muss das Raumfahrzeug noch während des ersten Umlaufs im Apoapsis (planetenfernster Punkt) mit seinem Triebwerk die Bahn anheben (d.h. wieder beschleunigen), um das Periapsis über die Atmosphäre zu heben, da es ansonsten nach einem Umlauf wieder in die Atmosphäre eintreten und abstürzen würde.

Eine weniger große Bahnanhebung mit dem Ziel, während der weiteren Umläufe durch Atmosphärenbremsung (Aerobraking) weiter abzubremsen um die Exentrität der Eliptischen Umlaufbahn zu verringern, ist ebenfalls möglich.

Besitzt der Himmelskörper keine nennenswerte Atmosphäre, so kann an diesem Himmelskörper auch kein Atmosphäreneinfang durchgeführt werden.


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