Zu Ü4 Aufg.1)
a) Eine Aufgabe in dem Umfang kann ich mir in der Klausur nicht vorstellen, hier muss man nämlich 10 mal überlegen. Die Ergebnise von Omega_1 bis 4 kannst du in die Ursprungsgleichung einsetzen, (damit der Bahnnormalenvektor skalarmultipliziert mit dem Ortsvektor für P51 = 0 ist) dann kommen Omega_2 und Omega_3 als lösung raus. Der Ansatz tan(a) = sin(b)*tan(A) klingt nach einer Formel der räumlich sphärischen Trigonometrie.
d) nein, solange nicht angenommen wird, dass ortsvektor von P51 koplanar ist mit der Bahnebene, kannst du das Problem nicht auf ein ebenes Problem überführen.
3g) Mean reentry epoch, damit ist imo gemeint, wann das teil abstürzt, also wieder in die dichtere Atmosphäre eintritt. Da kann man die Zusammenhänge aus S.108/109 im Skript nutzen.
Zu Ü5)
1e) Du kannst auch ein anderes r_alpha auswählen! Um so größer das r_alpha desto näher am biparabolischen Transfer bist du. Die Tabelle 7.3 auf S. 151 zeigt welches alpha_stern du übertreffen musst, damit der bielliptische Transfer treibstoffoptimal ist im Bezug auf den Hohmann-Transfer.
2a) Hier musst du überlegen, dass du keine freie Libration mehr hast. Du bewegst dich in einem 1° Slot. Wenn das Mobil die Grenze erreicht, zünden die Korrekturdüsen und du driftest in Gegenrichtung. In der MuLö wurde formel 5.313 eingesetzt. Weiter wurde diese zweimal über die Zeit Integriert. Die Integrationskonstanten sind hier offenbar implizit im Delta_lambda enthalten. Ich muss aber gestehen, dass ich an dieser Stelle auch nicht ganz zufrieden bin mit der MuLö. Vielleicht hat jemand eine bessere Lösung. Diese wurde aber so in der Übung 5) anscheinend vorgestellt, also wird sie zumindest prinzipiell richtig sein.
5f) Durch den Massenabwurf hast Du knapp 2kg an Treibstoff gespart.
Die "Kreise" in Abbildung 5.3 auf S.127 zeigen die stabilen Bereiche an, die anderen Linien sind instabil. Was du hier siehst nennt sich Phasendiagramm oder Phasenporträt. Dies kommt aus der Systemtheorie und du kannst die Stabilität für verschiedne psi, psi_dot ablesen. Die Kreise sind nichts weiter als oszillierende Ruhelagen (Stabil im Sinne von Ljapunov, musst du an dieser Stelle nicht wissen, ich weiß es, weil ich Regelungstechnik vertiefe). Wenn dein psi ~ 0 (kleine Halbachse der Äquatorellipse) ist und dein psi_dot auch nicht alzu schnell, dann bleibt dein mobil stabil in diesem Librationspunkt, oszilliert aber um diese Ruhelage. Umso kleiner der Radius dieser Kreise, desto geringe ist offenbar die Librationsamplitude. Der stabile Librationspunkt psi ist an der kleinen Halbachse der Äquatorellipse (der Äquator ist nicht ganz kreisförmig). Wenn dein psi_dot aber zu schnell, dann driftet dein Mobil um den Äquator (Ost nach West oder West nach Ost, je nachdem ob dein psi_dot kleiner oder größer null), und bleibt nicht stabil in seiner geostationären lage. Eine natürliche Geostationäre Lage gibt es im Strengen Sinne nicht, in der PRaxis wirst du aufgrund von Störungen immer korrigieren müssen.