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Mondlandungs(f)lüge?
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13
Erster Beitrag:
vor 14 Jahren, 9 Monaten
Letzter Beitrag:
vor 14 Jahren, 9 Monaten
Beteiligte Autoren:
Uwe R., Jens Bernheiden, Ulrich, lars

staubkicken ohne atmosphaere?

Startbeitrag von lars am 07.02.2003 16:09

hallo

"Die Astronauten verschütteten oder zertrampelten beim Umherlaufen die relativ flachen Spuren des Rovers. In Filmsequenzen ist deutlich zu erkennen, wie der Mondstaub beim Gehen oder besser beim "Umherhüpfen“ der Astronauten stark umhergeworfen wird. (siehe Bilder)"

aeh, wie kann man froehlich staub rumkicken, wenn keine atmosphaere da ist?
und das auch noch in diesen ausmassen? (fast wie im sandkasten)

gruesse

Antworten:

Zitat

"Die Astronauten verschütteten oder zertrampelten beim Umherlaufen die relativ flachen Spuren des Rovers. In Filmsequenzen ist deutlich zu erkennen, wie der Mondstaub beim Gehen oder besser beim "Umherhüpfen“ der Astronauten stark umhergeworfen wird. (siehe Bilder)"

aeh, wie kann man froehlich staub rumkicken, wenn keine atmosphaere da ist?
und das auch noch in diesen ausmassen? (fast wie im sandkasten)


Hallo,

Staub verhält sich auf dem Mond genau so wie sich jeder Körper verhält wenn er beschleunigt wird und unter dem Einfluss eines Schwerkraftfeldes steht. Er macht eine ballistische Bahn. Das ist in einem Vakuum genauso wie in einer Atmosphäre.
Der Unterschied ist nur, dass es auf dem Mond keinen Wind gibt, der den Staub in seiner Bahn abbremsen, beschleunigen oder verwirbeln könnte. Deshalb beschreibt der Staub auf dem Mond, oder in irgendeinem anderen Vakuum eine exakte ballistische Bahn.

Viele Grüße
Lipi
www.apollo-projekt.de

von Ulrich - am 07.02.2003 16:53
Hallo Lars,

Du fragst:
Zitat

wie kann man froehlich staub rumkicken, wenn keine atmosphaere da ist?
Das geht ohne Atmosphäre sogar noch besser als mit. Er fällt halt nur ebenso schnell wie jeder andere Gegenstand wieder auf den Mondboden zurück. Der Staub kann halt nur nicht aufgewirbelt werden und längere Zeit umherschweben.

Gruß Uwe

von Uwe R. - am 07.02.2003 17:06
hallo

danke fuer die erklaerungen.

ich frage mich aber warum sich diese aufwirbelung "fast aehnlich" wie auf der erde verhaellt, wenn der mond nur ein sechstel der anziehungskraft der erde hat?

gruesse

von lars - am 09.02.2003 15:26
Hallo Lars,

auf den Staub wirken zwei physikalische Phänomene, die sich gegenseitig aufheben:
Einerseits ist die Anziehungskraft des Mondes geringer als auf der Erde und der Staub müsste langsamer zu Boden fallen. Andererseits gibt es auf dem Mond keine Atmosphäre, die den Staub abbremsen könnte. Letztlich gleichen sich beide Phänomene aus. Deshalb fällt der Staub auf dem Mond fast genau so schnell wie auf der Erde.

Gruß
Lipi
www.apollo-projekt.de

von Ulrich - am 09.02.2003 16:58
Hallo Lipi,

von einem Aufheben der Phänomene würde ich nicht sprechen, um das unterschiedliche Verhalten von Staub auf der Erde und auf dem Mond zu beschreiben.

Aufgewirbelter Staub auf der Erde kann je nach Größe der Partikel über Minuten in der Luft schweben. Unter bestimmten Umständen auch Stunden und Tage.

Auf dem Mond wird hochgeschleuderter Staub unabhängig von der Partikelgröße auf die Mondoberfläche zurückfallen. Hier ist allein die Höhe entscheidend. Es ist also egal, ob ein Stein oder ein 10 µm großer Staubpartikel auf die Mondoberfläche fällt, sie benötigen aus gleicher Höhe die gleiche Zeit bis zum Aufschlag.

Auf dem Mond fallen die Gegenstände wegen der geringeren Fallbeschleunigung länger als ein Stein auf der Erde.

Gruß Uwe R.

von Uwe R. - am 09.02.2003 21:14
Hallo Uwe,

meine Aussage bezieht sich nur auf den von den Astronauten aufgestoßenen Staub, der sich scheinbar genauso schnell wieder ablegt, als ob die Astronauten sich auf der Erde befinden würden. Es sieht genauso aus, als würde man Sand am Strand aufstoßen. Man kann mit bloßem Auge keinen Unterschied in der Geschwindigkeit messen.
Deshalb kann man von einem Aufheben der Phänomene sprechen, oder von einem scheinbaren Aufheben.
Obwohl der Staub bei 1/6 Schwerkraft eigentlich langsamer zu Boden fallen sollte, sieht es aufgrund der fehlenden Bremswirkung einer nicht vorhandenen Atmosphäre so aus, als würde er in einem für uns gewohnten, nomalen Tempo fallen.

Gruß
Lipi
www.apollo-projekt.de

von Ulrich - am 09.02.2003 22:00
Hallo Uwe,

nur zur Ergänzung:

Zitat

Aufgewirbelter Staub auf der Erde kann je nach Größe der
Partikel über Minuten in der Luft schweben. Unter bestimmten
Umständen auch Stunden und Tage.


Berücksichtigt man das Vorhandensein einer Atmosphäre, jedoch nicht die Luftströmungen (Verwirbelungen und Winde), nimmt die Beschleunigung a eines fallenden Körpers nach der Gleichung a = g*(1 - k*v^2) ab.
g...Fallbeschleunigung, v...Geschwindigkeit des fallenden Körpers

Der Proportionalitätsfaktor k ist gegeben durch k = cW*rho*A/(2*m*g).
cW...Widerstandsbeiwert (Eine Kugel hat etwa einen cW-Wert von 0,4.)
rho...Dichte der Atmosphäre (Erde: rho=1,29kg/m^3)
A...Querschnittsfläche des fallenden Körpers
m*g...Gewichtskraft des fallenden Körpers

Es handelt sich hier demnach nicht mehr um eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung.
Ein Körper wird also nach einer bestimmten feststehenden Zeit - je nach den Gegebenheiten auch mit konstanter Geschwindigkeit - den Boden erreichen. Stunden oder Tage wird dies bei hoch geschleuderten Staubkörnchen - bei Vernachlässigung von Luftströmungen - nicht dauern.

Zitat

Auf dem Mond wird hochgeschleuderter Staub unabhängig von der
Partikelgröße auf die Mondoberfläche zurückfallen. Hier ist
allein die Höhe entscheidend. Es ist also egal, ob ein Stein
oder ein 10 µm großer Staubpartikel auf die Mondoberfläche
fällt, sie benötigen aus gleicher Höhe die gleiche Zeit bis
zum Aufschlag.

Alle Körper dürften aus der Höhe h nach einer Zeit von t=sqrt(2*h/gM) den Mondboden erreichen.
gM...Fallbeschleunigung auf dem Mond

Zitat

Auf dem Mond fallen die Gegenstände wegen der geringeren
Fallbeschleunigung länger als ein Stein auf der Erde.

Dies gilt natürlich nur, wenn man sich auf den freien Fall bezieht.
Dann ist die Fallzeit eines Körpers auf dem Mond um den Faktor sqrt(gE/gM), also rund 2,5-mal größer als auf der Erde.

Gruß Jens

von Jens Bernheiden - am 10.02.2003 09:50
Hallo Lipi,
Zitat

Obwohl der Staub bei 1/6 Schwerkraft eigentlich langsamer zu Boden fallen sollte, sieht es aufgrund der fehlenden Bremswirkung einer nicht vorhandenen Atmosphäre so aus, als würde er in einem für uns gewohnten, nomalen Tempo fallen.
Ich hatte eher den Eindruck, dass auf dem Mond alle Teilchen unabhängig ihrer Größe gleichschnell wieder zu Boden fielen. Sie fallen in den Filmbeiträgen aber scheinbar langsamer als es größere Gegenstände auf der Erde tun. Es sind also genau zwei Erscheinungen, die einen Unterschied mit bloßem Auge erkennen lassen.
Besonders deutlich wird das in den Filmszenen, in denen der Rover den Mondstaub hoch schleudert.
Auf der Erde würde man sehen, wie größere Teilchen schneller wieder nach unten fallen, wohingegen feine Staubpartikel noch lange Zeit in der Luft schweben.

Um einen ähnlichen Effekt wie auf dem Mond af der Erde zu erzeugen, müsste der Boden aus recht groben Material bestehen und dürfte keine Staubpartikel enthalten. Sagen wir mal es müsste grobkörniger gewaschener Kies verwendet werden. Zudem muss die Wiedergabe etwa um den Faktor 2,5 langsamer erfolgen. Siehe die Berechnung von Jens.

Ich habe mir einige Filmszenen mit der doppelten Geschwindigkeit angesehen. Dass dabei die Bewegungen der Astronauten denen auf der Erde ähnlich sehen, kann ich nicht nachvollziehen.

Gruß Uwe

von Uwe R. - am 10.02.2003 17:32
Hallo Jens,

vielen Dank für Deine kleinen Berechnungen.
Ich möchte ergänzen, das ich mit "gewissen Umständen" natürlich Verwirbelungen in der Luft und Luftströmungen gemeint habe, die Du bei Deiner Feststellung ausgeklammert hast. Eine Luftbewegung ist in der Praxis aber generell zu berücksichtigen. Selbst in einer Halle auf der Area 51, in der - ausgenommen während eines kurzzeitigen Luftzuges bei geöffneten Toren, bei dem schon mal die Flaggen flattern - meistens Windstille herrscht. ;-)

Berücksichtigt man die Luftbewegung, kann man zwar nicht mehr ganz so einfach die Zeit bis zum herunterfallen der aufgewirbelten Staubpartikel berechnen, doch man kann die mit Deiner Methode ermittelten Werte als unteren Grenzwert annehmen. In der Regel wird feiner Staub weitaus länger in der wirbelnden Luft schweben. Und unter Umständen vergehen auch Stunden und Tage, bis Staubpartikel nach mehreren tausend Kilometer Reise wieder auf der Erdoberfläche landen.

Dem hochgeschleuderten Staub, den wir auf den Filmaufnahmen der Apollomissionen bewundern können, steht eine solche aufregende Reise wahrscheinlich nicht bevor. Und das sogar ganz unabhängig vom Drehort. Auf dem Mond gibt es keine Atmosphäre, die ihn so weit tragen könnte und in der Area 51 dürfte, nach den fehlenden stehenden Staubwolken zu urteilen, eher ultrarein gewaschener Kies mit einer Körnungsgröße ab 0,8 mm verwendet worden sein. Allerdings gäbe es dann wohl kaum so schönen "Tapsen" der Astronauten im "Mondstaub".

Gruß Uwe

von Uwe R. - am 10.02.2003 19:35
Hallo Uwe,

Zitat

Ich möchte ergänzen, das ich mit "gewissen Umständen" natürlich Verwirbelungen in der Luft und Luftströmungen gemeint habe, die Du bei Deiner Feststellung ausgeklammert hast.

Ich weiß.

Zitat

Eine Luftbewegung ist in der Praxis aber generell zu berücksichtigen. Selbst in einer Halle auf der Area 51, in der - ausgenommen während eines kurzzeitigen Luftzuges bei geöffneten Toren, bei dem schon mal die Flaggen flattern - meistens Windstille herrscht. ;-)

Beim Fallen des Staubes herrscht natürlich Windstille! Wie man es gerade haben will...

Zitat

Berücksichtigt man die Luftbewegung, kann man zwar nicht mehr ganz so einfach die Zeit bis zum herunterfallen der aufgewirbelten Staubpartikel berechnen,

Ich würde sogar meinen, dass dies fast unmöglich ist. Selbst Hollywood hat riesen Probleme, wenn es darum geht, das Verhalten kleinster Partikel beim Schweben in der Luft digital zu generieren. Ich denke da beispielsweise an das Schweben der Feder am Anfang von "Forest Gump", das großen Rechenaufwand kostete.
Wie wollte man die einzelnen Windverhältnisse genau erfassen bzw. voraussagen können?

Zitat

Dem hochgeschleuderten Staub, den wir auf den Filmaufnahmen der Apollomissionen bewundern können, steht eine solche aufregende Reise wahrscheinlich nicht bevor.

Es sei denn, ein Astronaut brachte etwas davon zur Erde mit.

Zitat

Auf dem Mond gibt es keine Atmosphäre, die ihn so weit tragen könnte und in der Area 51 dürfte, nach den fehlenden stehenden Staubwolken zu urteilen, eher ultrarein gewaschener Kies mit einer Körnungsgröße ab 0,8 mm verwendet worden sein.

Woher weißt du, dass bei ultrarein gewaschenem Kies ab Körnchen mit Durchmessern ab 0,8 mm keine Staubwolken mehr entstehen?

Zitat

Allerdings gäbe es dann wohl kaum so schönen "Tapsen" der Astronauten im "Mondstaub".

Wie man es gerade haben will...

Gruß Jens

PS: Was hälst du von der Offenlegung einer Beispielrechnung, die zeigt, dass die auf einem Video gemessene Fallzeit mit der theoretischen Zeit t=sqrt(2h/gM) auf dem Mond übereinstimmt?

von Jens Bernheiden - am 10.02.2003 21:54
Hallo Jens,
Zitat

... in der Area 51 dürfte, nach den fehlenden stehenden Staubwolken zu urteilen, eher ultrarein gewaschener Kies mit einer Körnungsgröße ab 0,8 mm verwendet worden sein.

Woher weißt du, dass bei ultrarein gewaschenem Kies ab Körnchen mit Durchmessern ab 0,8 mm keine Staubwolken mehr entstehen?
Wieso fragst Du? Meine Aussage ist eine Vermutung und auch so formuliert.
Zugegeben, ich habe einige wichtige Größen einfach vorausgesetzt, was in diesem Rahmen aber sicher zulässig ist. So bezog ich mich in meiner Argumentation auf eine Halle der Area 51, in der beim fallen von 0,8 mm großen Partikel aus bis zu etwa 1 m Höhe kaum mit "stehenden" Staubwolken zu rechnen ist.
Zitat

PS: Was hältst du von der Offenlegung einer Beispielrechnung, die zeigt, dass die auf einem Video gemessene Fallzeit mit der theoretischen Zeit t=sqrt(2h/gM) auf dem Mond übereinstimmt?
Gute Idee.
Ich gebe mal aus dem im Internet zur Verfügung stehenden Filmmaterial ein Beispiel, bei dem ich die Fallhöhe und die Fallzeit relativ genau bestimmen konnte.

Hier die von mir gewählte Szene (154 kB): [www.mondlandung.pcdl.de]
Der gesamte Filmstreifen (2 MB): [www.hq.nasa.gov]

Der Film hat 30 fps, wobei nur jedes zweite Bild tatsächlich eine Veränderung zeigt. Es kann also davon ausgegangen werden, dass das Original nur 15 fps hatte.

Ich habe mit einem Filmbearbeitungsprogramm die Einzelbilder analysiert und konnte feststellen, das der Staub etwa 28 (14) Bilder benötigt um von der Oberkante des Rades auf den Boden zu fallen. Die Räder des Rovers hatten einen Durchmesser von 81,8 cm.

So, die Berechnung und Auswertung überlasse ich Dir.;-)

Gruß Uwe

von Uwe R. - am 11.02.2003 19:56
Hallo Uwe,

Zitat


Woher weißt du, dass bei ultrarein gewaschenem Kies ab Körnchen mit Durchmessern ab 0,8 mm keine Staubwolken mehr entstehen?


Wieso fragst Du?

Weil ich wissen wollte, woher weise Weiße das wissen.

Zitat

Meine Aussage ist eine Vermutung und auch so formuliert.

Wollte ich auch nicht anzweifeln.
Warum beantwortest du nicht einfach meine Frage? Na gut...du musst nicht jedem deine ganze Lebensgeschichte erzählen. ;-)

Zitat

[www.mondlandung.pcdl.de]
Der Film hat 30 fps, wobei nur jedes zweite Bild tatsächlich eine Veränderung zeigt. Es kann also davon ausgegangen werden, dass das Original nur 15 fps hatte.
Ich habe mit einem Filmbearbeitungsprogramm die Einzelbilder analysiert und konnte feststellen, das der Staub etwa 28 (14) Bilder benötigt um von der Oberkante des Rades auf den Boden zu fallen. Die Räder des Rovers hatten einen Durchmesser von 81,8 cm.
So, die Berechnung und Auswertung überlasse ich Dir.;-)

Wie gnädig.

Nach der Gleichung t = sqrt(2*h/gM), die aus dem Weg-Zeit-Gesetz für eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung resultiert, ergibt sich auf dem Mond für einen freien Fall aus einer Höhe von 82 cm mit der Mondfallbeschleunigung von 1,62m/s^2 eine Fallzeit von rund 1,01 s.
Dein Filmmaterial lässt auf eine Fallzeit von (28 frames)/(30 frames/s) = 0,93 s schließen.
Ist doch eine ganz gute Übereinstimmung, oder? :spos:

Auf der Erde benötigte der Staub ohne Luftwiderstand rund 0,41 s. Der Luftwiderstand selbst hat bei Staubkörnchen, wie du sie beschreibst, kaum einen Einfluss. Der Staub würde rund eine halbe Hundertstel Sekunde länger bis zum Boden benötigen.

Was könnte den Staub nun veranlasst haben, so langsam zu fallen?
1. Die Mondanziehungskraft?
2. Die Erdanziehungskraft, kombiniert mit den Verwirbelungen in der Luft, die den Staub rein zufällig (ohne ihn weiter auseinanderdriften zu lassen und ihn in alle Himmelsrichtungen zu zerstreuen) genau eine halbe Sekunde länger in der Luft hielt? Klasse Leistung, Wind!
3. Die Erdanziehungskraft kombiniert mit der Schnelligkeit, mit der der Film durch die Kamera lief?

Noch ein paar Rechenbeispiele? Dann müsste die Wind-Theorie wohl verblassen.
Eine glorreiche Idee zur Widerlegung der 3. Theorie, du weiser Weißer?

Gruß Jens :cool:

von Jens Bernheiden - am 12.02.2003 10:17
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