swing-by

Syn. slingshot oder fly-by; Methode der interplanetaren Raumfahrt, bei der eine Raumsonde dicht an einem Planeten vorbeifliegt. Durch die Gravitation des Planeten wird die Flugbahn der Raumsonde sowohl in der Richtung als auch in der Geschwindigkeit verändert.

Die Geschwindigkeitsänderung kann dazu verwendet werden, um die Sonde abzubremsen (für Missionen in das innere Sonnensystem) oder zu beschleunigen (für Missionen in das äußere Sonnensystem oder darüber hinaus). Die Richtungsänderung kann dazu verwendet werden, um die Ebene der Ekliptik zu verlassen, und Sonden in eine polare Umlaufbahn um die Sonne zu lenken. Auf diese Weise können Raumsonden Flugbahnen verwenden, die sonst nicht oder nur mit erheblich größerem Energieaufwand möglich wären.

Wird die Sonde nahe genug an einen Planeten geführt, dann wird sie von dessen Gravitationsfeld eingefangen und umgelenkt. Dadurch, dass sich der Planet aber selber um die Sonne bewegt, gewinnt sie an Geschwindigkeit hinzu. Der Effekt ist vergleichbar mit dem beim Wurf eines Hammerwerfers, der von einem fahrenden Auto aus wirft.

Das erste Swing-by-Manöver wurde 1973 von der Raumsonde Mariner 10 durchgeführt, die nach dem Vorbeiflug an der Venus genügend abgebremst wurde, um die Bahn des Merkur zu erreichen. Heute nutzen nahezu alle interplanetaren Raumsonden diese Technik. Swing-bys, werden genutzt, um die Flugzeiten von Sonden zu verkürzen. Voyager 1 und 2 wurden z.B. durch ein Swing-by am Saturn um rund 18 km/s beschleunigt und erreichten dadurch die 3. kosmische Geschwindigkeit. Ohne Swing-by hätte Voyager 2 mehr als doppelt so lange gebraucht, um den Neptun zu erreichen. Durch die Swing-by-Technik entstehen teilweise große Umwege.

So wurde zum Beispiel die Sonde Cassini-Huygens auf dem Weg zum Saturn zuerst von der Venus auf die nötige Geschwindigkeit gebracht. Nach dem Start auf der Erde flog die ESA/NASA-Raumsonde Cassini-Huygens zweimal an der Venus und einmal an der Erde vorbei sowie einmal am Jupiter, bis sie durch diese Swing-by-Manöver genug kinetische Energie hat, ihr Ziel, den Saturn zu erreichen. (vgl. Abb.)

Die interplanetarische Flugbahn von Cassini-Huygens Quelle: Wikipedia

Weitere Informationen:

• Swing-by-Manöver - Was steckt dahinter (Donald Wiss, SUW)