Chang'e 4 zur Rückseite des Mondes

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Hallo Thomas -

ich antworte mal mit den zeitlosen 'spoken words' aus 'Brain damage' und 'Eclipse' :

"I can't think of anything to say except... I think it's marvellous! HaHaHa!"
"There is no dark side of the moon really. Matter of fact it's all dark."

…was sicher nicht unbedingt auf die astronomische Realität, sondern eher auf eine innermenschliche Zustandsraumbeschreibung hindeutet. o_O


I'll see you on the dark side of the moon(y)
Manfred
 
X Marks the Orbit?

So richtig klar wird mir der Artikel nicht.
Zum einen braucht es nur 7 Tage (und nicht "fortnight" = 14)
um die Ansicht der Bahnebene von "edge-on" zu "face-on"
zu "drehen" (tatsächlich "dreht" sich das Koordinatensystem),
und zum anderen ist mir nicht klar warum beim Einschuss
die Bahn "edge-on" am besten ist.
Ich hätte intuitiv die "face-on" am effizientesten erwartet.
Kennt sich hier jemand aus mit LOI-Bahnmechanik?

Gruss
Thorsten
 
OK, OK ! :cool: Das hörte sich an, als ob da jemand grad ne Pille eingeworfen hätte :D

Thomas (der hofft, dass da alles OK mit der Raumsonde ist)

P.S. Vielleicht sollte man die abgewandte Seite lieber still (da keine Radiowellen) und einsam (kein Blick auf die schöne Erde) nennen...
 
Da ja von chinesischer Seite - wie erwartet - Funkstille zum Status der Mission herrscht sind die Radioamateure um so aktiver. Wie vermutet befindet sich Chang'e 4 im Orbit - aber anders als gedacht:

Chang’e 4 in Lunar Orbit

Die Bahnebene scheint senkrecht auf der Sichtachse Erde-Mond zu stehen (wenn ich das richtig verstanden habe). Chang'e 4 wird also nicht vom Mond verdeckt, befindet sich daher immer in Sichtkontakt zur Erde, und bewegt sich (noch) nicht über die Mondrückeite. Vermutet wurde wohl eher ein polarer Orbit, mehr oder weniger edge-on zur Erde.

Thomas
 
Zuletzt bearbeitet:
Zur Einstimmung ein (Ausschnitt aus einem) Foto von der Mondrückseite, aufgenommen von der Chang'e 5-T1 Mission in 2014. Ihr kennt das schöne Foto bestimmt, mit der Erde links im Hintergrund. Die Nummern hab ich eingefügt.

Link zur Grafik: https://dl.dropbox.com/s/ba2vwr0tn41avmq/mondruescks.jpg
1: Mare Humboldtianum 2: Mare Marginis 3: Mare Smythii 4: Strahlenkrater Giordano Bruno 5: Mare Moscoviense 6: Tsiolkovsky 7: Jules Verne 8: Aitken 9: Rowland 10: Mach

Geholfen hat mir da der Vitual Moon Atlas. Einige der Objekte am Rande wie das Mare Humboldtianum kann man sogar gegen Neumond oder Vollmond beobachten - den Großteil aber leider nicht :cry:.

Chang'e 4 soll dann demnächst im Krater Aitken (8) landen.

Thomas
 
Die Bahnebene scheint senkrecht auf der Sichtachse Erde-Mond zu stehen (wenn ich das richtig verstanden habe). Chang'e 4 wird also nicht vom Mond verdeckt, befindet sich daher immer in Sichtkontakt zur Erde, und bewegt sich (noch) nicht über die Mondrückeite. Vermutet wurde wohl eher ein polarer Orbit, mehr oder weniger edge-on zur Erde.

Nur mal eine kurze Bemerkung zur Orientierung der Bahnebene: Solange die Sonde ohne aktive Bahnveränderung den Mond umkreist, bleibt die Bahnebene in einem siderischen Bezugssystem erst mal mittelfristig stabil (*). In Bezug auf die Sichtachse Erde-Mond bedeutet dies aber, dass sie binnen 7 Tagen zwischen edge-on und face-on wechselt, und zwar vier mal pro Monat. Ein Statement zur Orientierung der Bahnebene in Bezug auf die Sichtachse ist also immer nur für einen bestimmten Zeitpunkt gültig.

(*) Erst über längere Zeiträume präzediert der Bahndrehimpuls ähnlich wie der Mondorbit, aber das ist hier ohne Belang.
 
Interessant - wenn ich jetzt keinen logischen Denkfehler gemacht habe, dann sollte der von den Radioamateuren festgestellte "merkwürdige" Orbit Sinn ergeben. Wenn dieser Orbit nämlich stabil im Raum liegt (d.h. ohne nennenswerte Präzession), dann sollte die Bahnebene von Chang'e 4 sich jetzt, relativ zum Mond betrachtet, pro Tag um etwa 1° drehen, da der Mond sich ja in gebundener Rotation zur Erde befindet und sich diese pro Tag um ca. 1 Grad auf der Ekliptik fortbewegt. Der Orbit von Chang'e 4 überstreicht jetzt immer mehr die entfernte Seite des Monds und ist daher jetzt auch in Kontakt mit der Nachrichtensonde getreten. :unsure:

Thomas

P.S. @P_E_T_E_R - hmm. das hört sich sehr ähnlich an! Aber "deine" Bahnebene dreht sich viel schneller als "meine" (Edit: bezogen auf die Mondoberfläche). Werde da noch mal kräftig drüber nachdenken.
 
Zuletzt bearbeitet:
Stimmt! (Da war er, der Denkfehler!) :) Aber trotzdem - so Anfang Januar sollte dieser Orbit dann in etwa über von Kármán streichen, damit die Sonde mit möglichst wenig (Brems-)schub landen kann.

Thomas
 
Ja, so ist es (bei polaren Bahnen).
Von der Erde aus zweimal im Monat "Kante" (edge-on) und zweimal face-on (Blick frontal auf die Bahn).

Beim Einschuss in die Mondumlaufbahn war die Bahn face-on, also (grob vereinfacht ein Monat = 4 Wochen):

Mittwoch 12. Dez: Face-on (Einschuss tangential zur Mondbahn über einem Pol)
Mittwoch 19. Dez: Edge-on (heute :) )
Mittwoch 26. Dez: Face-on (aber "andersrum" gegen/mit?-Uhr)
Mittwoch 02. Jan: Edge-on (ideal für die Landung auf der Mitte der Mondrückseite!)

Give or take ein oder zwei Tage, passt also perfekt.
Auch zur Mondphase, 3 Tage vor Neumond
bzw. 4 Tage nach abnehmendem Halbmond (= Sonnenaufgang am Zentralmeridian der abgewandten Seite!).
Landetermin also 4 Tage nach lokalem Sonnenaufgang. Macht sehr viel Sinn!
(Zur Erinnerung: Der Landepunkt ist bei 176° Ost, also fast in der Mitte.)

Ich denke der Fehler war bei den Funkamateuren, die offenbar die Drehung der Bahnebene nicht beachtet haben. Passiert sehr leicht bei den sich ständig auf Kreisen (Ellipsen) bewegenden Koordinatensystemen... :)

Gruss
Thorsten
 
Update:
After days of silence it was finally announced that Chang'e 4 made the orbit lower burn (from 100 km circular to 15 x 100 km) at 00:55 UTC today. Does anyone "in the field" knows when will Chang'e 4 land? I've seen January 2 & 3 mentioned & official attitude is unhelpful.
Quelle: Cosmic Penguin on Twitter

Die Landung steht also wohl kurz bevor!

Edit: Spiegel-Online berichtet auch: Chang'e 4: Chinesische Raumsonde vor erster Landung auf der Rückseite des Mondes - SPIEGEL ONLINE - Wissenschaft Allerdings schreiben sie:

"Als Landeplatz hatten Staatsmedien zuvor den Aitken-Krater genannt, der 1970 nach dem amerikanischen Astronomen Robert Grant Aitken benannt worden war."

Ja, der Aitken Krater wieder (in andern Medien hatte ich es auch gelesen) ... Von Kármán im Aitken-Becken ist aber wohl belastbarer.

Thomas
 
Zuletzt bearbeitet:
Hallo Cháng'é-4 Fans!

Wie bereits gepostet, ist die Sonde jetzt in einem 15x100km Orbit um den Mond.
Chang'e-4 lowers orbit ready for first-ever landing on far side of the Moon | gbtimes.com
Das Video in dem Artikel ist sehr nett.

Und ich wage jetzt mal eine Prognose für die Landung:
02. Januar, 01:00 MEZ morgens auf 178,1°Ost.

Wie komme ich da drauf?

Als erstes über die Bahnebene:
Einschuss in den Mondorbit (LOI) am 12.12. um 08:39 (alle Zeiten UTC ab hier)
in (--Annahme!--) eine Ebene exakt senkrecht zum Erdvektor, also "face-on" und über die Pole.
Ausserdem: Landeort: Zwischen 176,4° und 178.7° Ost. Das stammt von hier (UMSF).
Die Bahnebene muss sich folglich zwischen LOI und Landung zwischen 271,3° und 273,6° drehen.
Bzw., präziser ausgedrückt, der Mond unter ihr.
Da eine siderische Mondrotation 27,3217 Tage dauert,
entspricht das einer Zeit zwischen LOI und Landung von 20,590 bis 20,764 Tagen.
Das fällt zwischen 01Jan 22:48 und 02Jan 02:59 (wie gesagt, UTC).
Das ist ein Zeitraum von etwas über 4 Stunden, genug für zwei Überflüge.

Und wann dann genau?
Der Einschuss in die finale Umlaufbahn von 15x100km war heute (30Dez) früh um 0:55 UTC.
Dieser Einschuss erfolgt im Aposelen, d.h. einen halben Umlauf vom Periselen entfernt!
Und das Periselen befindet sich logischerweise (fast) über dem Landeplatz!

Die Umlaufzeit lässt sich berechnen (113.68min), man muss also nur noch schauen,
wann die Sonde ein Vielfaches-plus-nullkommafünf der Bahnperiode absolviert hat
in dem oben berechneten Zeitraum.
Das ist der Fall (UTC) am 01Jan um 23:58 (37,5rev) und am 02Jan um 01:51 (38,5rev).

Mit Unsicherheit im Minutenbereich und ein bisschen Zeit für den finalen (langsamen) Landeanflug
ergibt sich also Mitternacht UTC bzw. 1h morgens MEZ am 2. Januar.
Und Backup um kurz vor 3h MEZ auf 177,0°Ost.

Zu all dem passt auch, dass an jenem Tag der Mond in Peking
um 03:45 (Peking-Time) aufgeht.
Die Landung wäre um 07:58,
die Backup-Landung um 09:51,
und der Monduntergang um 14:23.
Also perfektes Timing für die Bodenstationen.

Was gewinne ich wenn ich recht behalte? :cool:

Sonnige Grüsse vom MittelMeerDobservatorio
Thorsten
 
Beeindruckende Rechenarbeit, die ich ab nicht besonders geprüft habe. ;) Wenn das stympt, dann rufe ich dies und insbesondere das!

Thomas

P.S. Als Belohnung erhälst du dann unsere vollste Bewunderung!
 
Ja, sieht so aus.
Entweder war die LOI dann doch nicht "face-on", oder irgendwann wurde die Bahn um rund 15° gedreht.
Wenn die Rechnung mit der 100x15 Bahn stimmt, dann wären die Überflüge
am 3. Januar um 0:13 und 2:07 (UTC).
Thorsten
 
Es ist schon recht schwierig, über einen recht langen Zeitraum mit so wackligen Anfangs-Annahmen zu rechnen. Deine Bahnumlaufzeit kann ich immerhin bestätigen. Habe mal mit Keplers 3. Gesetz und den Wiki-Angaben für den Mond (Poldurchmesser, Masse) gerechnet und komme auf T = 113,57 Minuten - das ist wohl "close enough", oder?

Thomas
 
Ja und nein ["recht schwierig"].
Im Prinzip habe ich es so wie du gemacht (Wikipedia),
die Frage ist, wie genau die bekannten Parameter tatsächlich sind.
Ein Fehler von 1km in der grossen Halbachse macht z.B. 3 Sekunden Unterschied pro Orbit.
Nach 50 Orbits sind es dann schon 2 1/2 Minuten (ok, verschmerzbar).

Was ich eher dachte dass hinhaut ist das mit der Bahnebene.
Die oben gelegentlich zitierten Funkamateure hatten sich gewundert,
dass die Bahnebene "face-on" war, und insbesondere ohne Eclipse.
D.h. die Bahn kann tatsächlich nicht viel von 90° abgewichen haben,
insbesondere nicht die 13° die nötig sind für den einen Tag Verzögerung.
Dass sich die Bahnebene aus natürlichen Gründen (Präzession) so schnell dreht...?
Wohl kaum.
Und aktiv die Bahnebene zu drehen?...,
fällt mir wirklich schwer dafür einen guten Grund zu finden.

Ok, warten wir's ab.
Vielleicht foppen uns die Chinesen ja und landen schon kommende Nacht... :cool:

Schönes Neues Jahr!
Thorsten
 
Moin,

auf jeden Fall spannend, mal sehen was geschieht. Dient vielleicht auch dazu, sich für den Fall von Problemen etwas Zeitreserve zu verschaffen bevor man an die Öffentlichkeit muss.

CS
Jörg
 
Cháng'é-4 Landung voraussichtlich kommende Nacht:

Twitter / Andrew Jones
The Chang'e-4 spacecraft is expected to attempt an unprecedented landing on the far side of the Moon sometime within the next 24 hours. Rumors suggest a landing between 00:30-01:00 UTC Thursday (08:30 Beijing time/19:30 Eastern, 16:30 Pacific Weds).

Nach meiner Excel Tabelle sind die Überflüge der Landestelle um 0:36 und 2:29 UTC,
entsprechend 50,5 bzw. 51,5 Umläufe seit dem 100x15km-Burn.
Vielleicht stimmt ja das wenigstens?... :cool:
(Die Zeiten im Post #56 sind falsch, da hatte ich Dezimalbruchteile mit Minuten verwexelt,
ein halber Umlauf ist bei 50,5 und nicht 50,3 Orbits... :oops:).

Sonnige Grüsse vom MittelMeerDobservatorio
Thorsten
 
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