Orbital Lab: Orbit Simulator
Orbital Lab: Orbit Simulator — Lege eine Startgeschwindigkeit fest, und ein echter Kepler-Solver zeichnet die Umlaufbahn
Orbital Lab: Orbit Simulator ist ein Umlaufbahnsimulator und Gravitationslabor für iPhone und Android. Lege Startgeschwindigkeit und -winkel fest, und ein echter Zwei-Körper-Kepler-Solver zeichnet die exakt daraus entstehende Umlaufbahn – keine vorgefertigte Animation. 31 Lektionen enden jeweils an einer interaktiven Werkbank, von Fluchtgeschwindigkeit über Hohmann-Transfers bis hin zum Chaos von Dreikörpersystemen.
- Preis
- Kostenlos, Pro-Upgrade
- Plattformen
- iOS und Android
- Lektionen
- 31, in vier Einheiten
- Sprachen
- 10
- Altersfreigabe
- 4+
- Version
- 1.0
- Erfordert
- iOS 15.1 oder neuer
Eine Lektion ist abgeschlossen, wenn du getan hast, was sie verlangt – nicht, wenn du auf „Play“ drückst.
Erhöhe die Startgeschwindigkeit über die tatsächliche Fluchtgrenze hinaus, fange dann eine Umlaufbahn knapp darunter ab oder finde die exakte Geschwindigkeit, mit der ein Absturz vermieden wird. Der Solver berechnet Exzentrizität, Periapsis, Apoapsis und Umlaufzeit in jedem Frame von Grund auf neu. Die Zahlen auf dem Bildschirm zeigen also die Physik – sie sind nicht bloß eine Darstellung davon.
Was es ist
Orbital Lab: Orbit Simulator ist ein kostenlos startbarer Umlaufbahnsimulator und Kurs zur Orbitalmechanik für iOS und Android mit 31 Lektionen in vier Einheiten. Jede Lektion endet an einer interaktiven 3D-Werkbank, die von einem geschlossenen Kepler-Solver für zwei Körper angetrieben wird. In der Einheit Deep Space wechselt die App für Dreikörperszenen zu einem n-Körper-Integrator. Außerdem gibt es eine unbegrenzte Explore-Sandbox. Behandelt werden Fluchtgeschwindigkeit, Gravitation, Hohmann-Transfers und Delta-v-Budgets – wissenschaftliche Vorkenntnisse brauchst du nicht.
In der App
So sieht es aus
Hintergrund
Warum sind Umlaufbahnen Ellipsen, und was bedeutet Fluchtgeschwindigkeit eigentlich?
Eine Umlaufbahn entsteht, wenn sich ein Körper seitlich schnell genug bewegt, sodass sich der Boden unter ihm wegkrümmt, während die Gravitation ihn nach unten zieht. Johannes Kepler zeigte, dass die Bahn eine Ellipse mit dem Zentralkörper in einem Brennpunkt ist. Die Startgeschwindigkeit entscheidet, welche Ellipse entsteht. Fluchtgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, ab der sich die Bahn nicht mehr schließt und der Körper endgültig entkommt.
Exzentrizitätwie stark die Ellipse abgeflacht ist
Ein Wert von 0 entspricht einem perfekten Kreis. Je näher der Wert an 1 steigt, desto länger und schmaler wird die Ellipse. Oberhalb von 1 ist die Bahn nicht mehr geschlossen – das ist der hyperbolische Fluchtfall.
Periapsis und Apoapsisder nächste und der fernste Punkt
Die Periapsis ist der Punkt, an dem der umlaufende Körper dem Zentralkörper am nächsten ist, und die Apoapsis der Punkt, an dem er am weitesten entfernt ist. An der Periapsis bewegt sich der Körper am schnellsten, an der Apoapsis am langsamsten – Keplers zweites Gesetz in Aktion.
Fluchtgeschwindigkeitdie Grenze zwischen Umlaufbahn und Abflug
Aus einer bestimmten Entfernung beträgt die Fluchtgeschwindigkeit etwa das 1.41-Fache der Geschwindigkeit einer dortigen Kreisbahn. Knapp darunter schwingt der Körper noch in einer sehr langen Ellipse zurück, knapp darüber kehrt er nie wieder zurück.
Hohmann-Transfer und delta-vwie Raumfahrzeuge ihre Umlaufbahn ändern
Ein Hohmann-Transfer führt mit zwei Triebwerkszündungen von einer Kreisbahn auf eine andere: Eine Zündung zieht die Umlaufbahn in die Länge, die andere bringt sie am Ziel in eine Kreisbahn. Delta-v, die gesamte für diese Zündungen erforderliche Geschwindigkeitsänderung, ist die Währung, mit der jede Mission kalkuliert wird.
So funktioniert es
So funktioniert eine Lektion
Jede Lektion verbindet einen kurzen Lesetext mit einer Werkbank, die du per Drag-and-drop bedienen kannst. So veränderst du das Konzept selbst, statt es nur auswendig zu lernen.
Lies eine Idee
Eine Lektion beginnt mit einigen Absätzen in klarer Sprache, etwa zu Keplers erstem Gesetz und dazu, warum ein Kreis einfach eine Ellipse ohne Streckung ist, ergänzt durch ein kleines Diagramm zur Veranschaulichung.
Ziehe die Regler
Bewege den Regler für Exzentrizität, Startgeschwindigkeit oder Startwinkel und beobachte, wie sich die Umlaufbahn in Echtzeit verändert. Die Anzeigen, etwa die Zündungskosten eines Transfers, werden in jedem Frame aktualisiert.
Schließe die Herausforderung ab
Eine Lektion wird erst als abgeschlossen markiert, wenn du getan hast, was sie verlangt. Der Fortschritt wird pro Einheit erfasst, und Explore steht jederzeit offen, wenn du einfach experimentieren möchtest.
Was steckt drin
Das bietet die App
31
Lektionen in vier Einheiten
Orbit Basics, Solar System Missions, Satellite & Rocket Engineering und Deep Space: Multi-Body – jede Lektion mit ihrer eigenen interaktiven Werkbank.
Kepler
Ein echter Zwei-Körper-Solver
Die exakte analytische Lösung des Zwei-Körper-Problems zeichnet jede Umlaufbahn und berechnet Exzentrizität, Periapsis, Apoapsis und Umlaufzeit von Grund auf neu.
n-body
Dreikörperszenen in Deep Space
Sechs kuratierte Szenen laufen auf einem Verlet-Integrator, darunter eine Choreografie in Form einer Acht, ein stabiler Lagrange-Punkt und ein authentisch chaotischer Vorbeiflug. Diese Einheit ist Teil von Pro.
Explore
Eine unbegrenzte Sandbox
Keine Lektion und keine Sperre: Lege eine beliebige Startgeschwindigkeit und einen beliebigen Startwinkel fest und beobachte, wie Kreisbahnen, lange Ellipsen und hyperbolische Fluchten mit demselben Solver berechnet werden.
Δv
Echte Missionsmathematik
Berechne ein Delta-v-Budget für einen Hohmann-Transfer zwischen zwei Umlaufbahnen und lerne, warum Zündungen an der Periapsis am effizientesten sind.
AI
AI-Tutor
Pro enthält einen KI-Tutor, der die Umlaufbahn erklärt, die gerade auf deinem Bildschirm zu sehen ist.
Passend
Für wen es geeignet ist – und für wen nicht
Es passt zu dir, wenn du
- Du bist neugierig auf den Weltraum und möchtest, dass Orbitalgeschwindigkeit mehr bedeutet als eine Zeile im Lehrbuch
- Du lernst Physik oder Astronomie und möchtest sehen, wie sich Keplers Gesetze verändern, wenn du einen Schieberegler bewegst
- Du hast einen Weltraumsimulator gespielt und möchtest die tatsächlichen Gesetze dahinter verstehen
- Du lernst gerne durch Experimentieren in einer Sandbox ohne Ziel und Zeitlimit
- Du möchtest eine Wissenschafts-App, für deren Einstieg du keine Vorkenntnisse in Naturwissenschaften brauchst
Du bist hier nicht richtig, wenn du
- Du möchtest ein Spiel mit Levels, Punktzahl und freischaltbaren Raketen, weil dies ein Physikkurs ist
- Du brauchst ein vollständiges Lehrbuch zur Astrodynamik mit Herleitungen, denn die Lektionen bleiben kurz und visuell
- Du erwartest, dass jede Lektion kostenlos ist, obwohl 11 der 31 kostenlos sind und Pro die anderen 20 freischaltet
- Du möchtest ein Planetarium oder eine Sternkarte, um die Objekte am Nachthimmel zu benennen
Datenschutz
Standardmäßig als Gast
Orbital Lab: Orbit Simulator startet als Gast – ohne Kontoerstellung und ohne Anmeldepflicht. Explore, die ersten elf Lektionen und dein Fortschritt sind sofort verfügbar, sobald du die App öffnest. Wenn du möchtest, kannst du dich später anmelden.
Die vollständigen Details findest du in der Datenschutzerklärung von CoddyKit.
Fragen
Häufig gestellte Fragen
Welcher ist der beste Orbit-Simulator, um Orbitalmechanik zu lernen?
Ein guter Simulator sollte die Physik berechnen und nicht bloß eine Animation abspielen. Orbital Lab: Orbit Simulator verwendet einen echten Kepler-Löser für Zweikörpersysteme und einen Verlet-Integrator für n-Körpersysteme. Jede der 31 Lektionen endet an einer interaktiven Werkbank. Der Einstieg ist auf iOS und Android kostenlos.
Was ist Fluchtgeschwindigkeit, und wie zeigt die App sie?
Fluchtgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, oberhalb derer ein Körper niemals zum Körper zurückkehrt, von dem er gestartet ist. In Orbital Lab: Orbit Simulator erhöhst du die Startgeschwindigkeit über die Fluchtgrenze und beobachtest, wie sich die geschlossene Ellipse zu einer Fluchtbahn öffnet. Anschließend stellst du eine Umlaufbahn wieder her, indem du die Geschwindigkeit knapp darunter absenkst.
Wie unterscheidet sich Orbital Lab von einem Weltraumspiel?
Ein Spiel bewertet dich danach, ob du ein Ziel erreichst, während Orbital Lab: Orbit Simulator darauf ausgelegt ist, die zugrunde liegende Mechanik zu vermitteln. Jede Lektion endet an einer Werkbank, die vom selben Löser angetrieben wird, und eine Lektion ist erst abgeschlossen, wenn du die gestellte Aufgabe erfüllt hast. Die Explore-Sandbox hat überhaupt kein Ziel.
Ist es ein Gravitationssimulator, der mehr als zwei Körper verarbeitet?
Ja, in der Einheit „Weltraum“. Für n-Körper-Fälle verwendet die App einen symplektischen Verlet-Integrator, bei denen Keplers Mathematik für zwei Körper nicht mehr anwendbar ist, und führt sechs ausgewählte Dreikörperszenen aus. Bei jeder Szene wird überprüft, ob ihre Gesamtenergie während des Durchlaufs erhalten bleibt.
Brauche ich Vorkenntnisse in Physik oder Mathematik?
Nein. Orbital Lab: Orbit Simulator baut das nötige Vokabular Schritt für Schritt auf – angefangen damit, was eine Ellipse, ein Periapsis und Fluchtgeschwindigkeit bedeuten. Die App eignet sich gleichermaßen für weltraumbegeisterte Erwachsene sowie für Studierende der Physik oder Astronomie.
Was ist ein Hohmann-Transfer?
Ein Hohmann-Transfer ist die energieärmste Möglichkeit, zwischen zwei kreisförmigen Umlaufbahnen zu wechseln. Dafür werden zwei Brennmanöver verwendet: Das erste streckt die Umlaufbahn zu einer Ellipse, das zweite zirkularisiert sie an der Zielposition. In der Lektion „Hohmann-Transfers“ kannst du die Start- und Zielumlaufbahn festlegen und das delta-v jedes Brennmanövers ablesen.
Was ist kostenlos und was ist Pro?
Einheit 1 vollständig sowie Merkur bis Mars in Einheit 2 sind kostenlos – insgesamt 11 der 31 Lektionen. Dazu kommen unbegrenztes Explore und die Fortschrittsverfolgung. Pro fügt die anderen 20 Lektionen, die Dreikörpersimulationen in „Weltraum“, einen KI-Tutor und werbefreie Nutzung hinzu.
Ist Orbital Lab dieselbe App wie Orbit Lab: Kepler Physics?
Ja. Orbital Lab: Orbit Simulator ist der Titel bei Google Play, und der Eintrag im App Store für iPhone heißt Orbit Lab: Kepler Physics. Beide sind dieselbe CoddyKit-App mit denselben 31 Lektionen, der Explore-Sandbox und der Einheit „Weltraum“.
Wann gilt eine Lektion als abgeschlossen?
Eine Lektion in Orbital Lab: Orbit Simulator wird erst als abgeschlossen markiert, wenn du die gestellte Aufgabe erfüllt hast – nicht schon, wenn du auf „Play“ drückst. Das kann bedeuten, die Startgeschwindigkeit über die Fluchtgrenze zu erhöhen und anschließend eine Umlaufbahn knapp darunter wiederherzustellen oder die exakte Geschwindigkeit zu finden, bei der es zu keinem Aufprall kommt.
Welche Sprachen und Plattformen unterstützt Orbital Lab?
Orbital Lab: Orbit Simulator läuft auf iOS und Android und ist in 10 Sprachen mit hellem und dunklem Design verfügbar. Die App ist ab 4 Jahren freigegeben und benötigt auf dem iPhone iOS 15.1 oder neuer.
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