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Quitscheentchen-Komet
© ESA
(Ausschnitt)

Landung auf einem Kometenkern – etwas Schulphysik

Landungen auf anderen Himmelskörpern gehören zu den spektakulärsten Ereignissen der Raumfahrt. Diesmal ist das Zielobjekt ein Kometenkern, unveränderte Materie aus der Anfangszeit unseres Sonnensystems. Mit großer Spannung fiebern wir der Landung entgegen.
Die Landesonde ‚Philae‘ wird am 12. 11. 2014 vom Orbiter ‚Rosetta‘ in Richtung zum Kometenkern abgestoßen werden und antriebslos auf einer ballistischen Bahn den Kern treffen.
Ziel des folgenden WIS-Beitrags ist es, das Landeszenario mit Schulkenntnissen nachvollziehbar (und zum Teil auch nachrechenbar) zu machen. Dazu werden zunächst einige stark vereinfachende Betrachtungen angestellt, die auch die Nutzung einfacher Formalismen ermöglichen (Kl. 9/10, Aufgaben 1-4). Mit den Aufgaben 5 und 6 kann sich der WIS-Nutzer dem realen Geschehen weiter nähern, braucht dafür aber Oberstufenkenntnisse.
Fachgebiet Astronomie
Bezug zuInformatik, Mathematik, Physik
ThemaMechanik
StichwortAnwendung physikalischer Prinzipien und Gesetze, Ballistische Kurve, Durch Fliehkraft reduzierte potentielle Energie, Freier Fall (für a=const und a~1/r²), Freihandexperiment zur zusammengesetzten Bewegung (waagerechter Wurf), Geschwindigkeit nach freiem Fall im Gravitationsfeld, Integration: 1/x², 1/x, kinetische Energie, Kreisbahngeschwindigkeit, Numerische Integration, Potentielle Energie a~1/r², Programmieraufgabe, Zusammengesetzte Bewegung (waagerechter Wurf)
Klassenstufe Mittelstufe, Oberstufe
Zeit

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Olaf Fischer

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Landung auf einem Kometenkern – etwas Schulphysik
Quelle: SuW 11/2014, S. 28 – 29
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