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Die Vorlesung behandelt ausgewählte Kapitel aus der Astrodynamik. Der Fokus liegt auf dem System Erde-Mond, wobei die Rotation der beiden Himmelskörper und die Bestimmung ihrer jeweiligen Gravitationsfelder diskutiert werden sollen.
Zum Studium der Rotationsbewegung werden die beiden Himmelskörper als Körper endlicher Ausdehnung im Rahmen des allgemeinen Dreikörperproblems Sonne-Erde-Mond behandelt. Wir interessieren uns insbesondere für die Bewegung der Rotationsachse der Erde im Raum (Präzession und Nutation) und auf der Erdoberfläche (Polschwankung), für die optische und physikalische Libration des Mondes und für die Präzessionsbewegung des Mondrotationspoles. Wir leiten die relevanten Gleichungen einerseits im Rahmen eines Starrkörpermodells oder aber eines elastischen Erdmodells her.
Bei der Bestimmung des Gravitationsfeldes geht es darum, die Koeffizienten eines mathematischen Modells aus Beobachtungen (Messungen) zu bestimmen. Im Rahmen der Astrodynamik unterscheidet man heute im wesentlichen zwei Arten von Messungen: genaue Vermessung von Satellitenbahnen oder Differenzen zwischen Satellitenbahnen sowie in-situ Messungen der zweiten Ableitungen des Gravitationspotentials von Satelliten aus (Gradiometrie). Beide Verfahren werden in der Vorlesung diskutiert und aktuelle Resultate aus den Forschungsarbeiten des AIUB werden ebenso präsentiert, wie die aktuellsten Bestrebungen das Schwerefeld des Mondes mit den Methoden der Astrodynamik wesentlich genauer zu bestimmen.
Die Vorlesung richtet sich an Studierende mit Schwerpunkt Astronomie im Bachelorstudium Physik/Astronomie sowie an weitere Interessierte. Vorausgesetzt wird der Stoff der Vorlesung Astrodynamik I.