V.Ossenkopf

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Testfragen zur Vorlesung ``Astronomie und Raumfahrt'' Die Fragen veranschaulichen das Niveau der Fragen, die in der Klausur gestellt werden, und können damit zur Nachbereitung der Vorlesung während des Semesters und zur Vorbereitung auf die Klausur benutzt werden.

1. Vorlesung: Blick durchs Universum

• Warum scheint die Sonne?
• Warum ist es im Sommer wärmer als im Winter?
• Was befindet sich zwischen den Sternen?
• Was ist unsere Milchstraße?
• Was verstehen wir unter dem kosmischen Kreislauf?

2. Vorlesung: Bedeutung der Weltraumforschung

• Welcher Teil des elektromagnetischen Spektrums lässt sich nicht durch bodengebundene Astronomie erforschen?
• Welches Hauptproblem ergibt sich bei der Erkundung der Erdoberfläche bei sichtbaren Wellenlängen?
• Warum ist es extrem schwierig eine Sonde in einen Orbit um Merkur zu bringen?
• Wann herrscht an Bord eines Raumfahrzeugs Schwerelosigkeit?
• Könnte man GPS nur mit geostationären Satelliten realisieren?

3. Vorlesung: Orientierung am Sternhimmel / Teleskope

• Wodurch sind die Basisebenen von Horizontal- und Äquatorialsystem bestimmt?
• Steht der Polarstern immer im Norden?
• Wie heisst dieses Sternbild?
• Wie groß können Linsenfernrohre sein und warum?
• Was ist Seeing?

4. Vorlesung: Teleskope / Unser Sonnensystem

• Wodurch unterscheidet sich ein Röntgenteleskop von einem optischen Teleskop?
• Berechnen Sie das Auflösungsvermögen des 100m-Teleskops in Effelsberg bei einer Wellenlänge von 21cm.
• Warum ist Pluto nach der IAU-Definition kein Planet?
• Wie hoch ist die typische Tagestemperatur der Venus? Wie erklären Sie diese Temperatur?
• Was unterscheidet Asteroiden und Kometen?

5. Vorlesung: Die Sonne

• Woher kennen wir die Masse der Sonne?
• Wodurch ändert sich die Masse der Sonne?
• Wo wird die Sonnenenergie erzeugt und wie wird sie transportiert?
• Was sieht man, wenn man Sonnenflecken am Äquator und in Polnähe verfolgt?
• Was sind Flares?

6. Vorlesung: Weltraumbedingungen und Weltraumschrott

• Herrscht außerhalb der ISS Vakuum?
• Was passiert bei Eigenkontamination?
• Wodurch unterscheiden sich die Gefahren aus dem Sonnenwind und kosmischer Strahlung?
• Berechnen Sie die typische kinetische Energie des Aufpralls eines 1g Stückes Weltraumschrott auf ein anderes Raumfahrzeug
• Wird ein ungesteuertes Raumfahrzeug häufiger von Mikrometeoriten oder von Weltraumschrott getroffen?
• Welche Treffer sind gefährlicher und warum?

7. Vorlesung: Bahnen und Orbits

• Unter welcher Bedingung kann ein Raumfahrzeug einen elliptischen Erdorbit erreichen, wann erreicht es eine hyperbolische Bahn?
• Skizzieren Sie die Abhängigkeit der Bahngeschwindigkeit vom Bahnradius für Kreisbahnen.
• Vergleichen Sie die Störung der Erdbahn durch Jupiter und Venus. Welcher Planet hat größeren Einfluss?
• Was ist ein Hohmann-Transfer?
• Warum ist es schwieriger zum Merkur zu reisen als zum Saturn?

8. Vorlesung: Antriebssysteme

• Welches ist der wichtigste Parameter eines Antriebsystems und warum?
• Wie kann man diesen Parameter in einem chemischen Triebwerk maximieren?
• Welche Vor- und Nachteile haben Feststoffraketen gegenüber kryogenen Antriebssystemen?
• Wie kann man Ausströmgeschwindigkeiten > 50km/s erreichen?
• Warum sind Ionentriebwerke nicht für den Hohmann-Transfer geeignet?

9. Vorlesung: Energieversorgung und Kommunikation

• Welche Energiequellen bieten sich für interplanetare Flüge an?
• Wodurch wird der Wirkungsgrad der Wandlung von Solarenergie in elektrische Energie begrenzt?
• Was ist der Seebeck-Effekt?
• Welche Aufgaben hat eine Bodenstation?
• Welche Größen bestimmen die Datenrate, die im Downlink erzielt werden kann?

10. Vorlesung: Sterne

• Welche scheinbare Helligkeit hätte ein G2-Hauptreihenstern in einer Entfernung von 5pc?
• Wo stehen die größten bekannten Sterne im Herzsprung-Russel-Diagramm?
• In welchem Stadium wird sich die Sonne in 10 Mrd. Jahren befinden?
• Was sind Pulsare?
• Was passiert, wenn auf einen weißen Zwerg von 1.4 Sonnenmassen Gas von einem Begleiter strömt?

11. Vorlesung: Die Milchstraße und das interstellare Medium

• Was ist die Milchstraße?
• Warum waren viele Astronomen der Ansicht, dass die Sonne etwa im Zentrum der Milchstraße steht?
• Welche Effekte treten bei der Wechselwirkung von Sternenlicht mit interstellarem Staub auf?
• Was lernen wir aus der Form der galaktischen Rotationskurve?
• Warum sieht man hell leuchtende Spiralen in Galaxien wie der Milchstraße?

12. Vorlesung: Andere Galaxien und Kosmologie

• Nennen Sie drei Galaxien der Lokalen Gruppe.
• Warum führen Galaxienstöße zu einer Erhöhung der Infrarotleuchtkraft?
• Warum ist die Milchstraße keine Radiogalaxie?
• Warum ist es nachts dunkel!
• Was sehen wir, wenn wir die kosmische Hintergrundstrahlung beobachten?

Formeln, die bekannt sein sollten

• Das Auflösungsvermögen eines Teleskops
• Kinetische Energie eines bewegten Körpers
• Ziolkowski-Gleichung
• 2./3. Keplersches Gesetz in der v(r)-Formulierung
• Kommunikations-Kanalkapazität
• Scheinbare Helligkeit und Entfernungsmodul