Дельта-v от атмосферного сопротивления

Если бы был спутник с перицентром на расстоянии 250 км, сколько примерно дельта-v потребовалось бы на каждом обороте, чтобы компенсировать атмосферное сопротивление? Будет ли она отличаться в зависимости от апоапсиса?

Идея состоит в том, чтобы спутник проходил сквозь нее и собирал обломки, а затем выпускал их в перицентре.

Установка его на 250 км гарантирует, что любой мусор будет удален, и если спутник разорвется, его мусор также будет удален.

Будет ли отличаться в зависимости от баллистического коэффициента, т.е. насколько он велик и насколько он аэродинамически тонкий?
@DeerHunter - это правильно. Ответ зависит от формы и размера автомобиля. Это также зависит от года (верхние слои атмосферы набухают во время солнечного максимума, сжимаются во время солнечного минимума), солнечного потока (Солнце икает даже во время солнечного минимума), местного времени суток в перицентре (верхние слои атмосферы имеют дневное вздутие), сезон (верхние слои атмосферы меняются в зависимости от сезона), широта (а также широта). Нет единого ответа. Вариации на порядки.
А как насчет дельта-V, связанной с захватом обломков с другой орбитальной скоростью?
Catprog, с твоим новым редактированием стало еще больше неизвестных. Если вы «выпустите» обломки в перигее эксцентричной орбиты, обломки сохранят ту же скорость, что и ваш корабль, и, если у них не будет гораздо более высокого коэффициента сопротивления, чтобы замедлить их быстрее, чем у вашего корабля, они будут просто следовать по своей орбите до апогея. и так далее. Также возникает вопрос соотношения веса и того, откуда будет собираться мусор. Например, что вы имеете в виду под «выпуском в перицентре»? Стрелять в них против вашего вектора скорости, чтобы уменьшить их орбитальную скорость и увеличить скорость корабля?
Идея состоит в том, что корабль будет разгоняться, чтобы сохранить скорость. Я просто пытаюсь получить представление о том, какое усиление требуется.
Я еще не уверен в извлечении мусора.

Ответы (1)

Ретроградная дельта-v, которую космический корабль получит от атмосферного сопротивления, зависит от двух вещей: массы космического корабля и силы сопротивления. (И сила сопротивления будет интегрироваться за все время, пока космический корабль находится в атмосфере.)

Сила сопротивления, в свою очередь, зависит от четырех вещей:

  • Скорость космического корабля
  • Площадь поперечного сечения космического корабля (т. е. какая часть космического корабля «притягивается воздухом»)
  • Плотность воздуха
  • Коэффициент аэродинамического сопротивления космического корабля

Скорость космического корабля будет полностью зависеть от характеристик орбиты, а плотность воздуха будет зависеть от высоты, а также от времени суток и климатических/солнечных условий. А, в свою очередь, коэффициент лобового сопротивления добавит дополнительные зависимости от формы объекта и вязкости воздуха.

Будет ли она отличаться в зависимости от апоапсиса?

Когда вы проходите через атмосферу, многие из вышеперечисленных свойств будут меняться, и в зависимости от орбиты ваша скорость в разных частях орбиты, а также то, через какие части атмосферы вы проходите, также будет меняться. При фиксированном перигее положение вашего апогея будет определять общую форму орбиты, которая изменит все эти факторы. Так что да, ускорение из-за сопротивления, которое испытывает космический корабль, будет сильно различаться в зависимости от орбиты.

Короче говоря, вам нужно будет указать больше характеристик орбиты, чтобы на ваш вопрос был дан правильный ответ. Однако приблизительный ответ на вопрос можно получить, если принять круговую орбиту (т. е. расстояние до апогея = расстоянию до перигея) и сделать множество предположений о форме вашего корабля.

Если мы воспользуемся таблицами в конце раздела « Анализ и проектирование космических миссий» , если у вас есть космический корабль с массой 50 кг на квадратный метр площади поперечного сечения, и вы находитесь на круговой орбите длиной 250 км, то вы должны передать delta-v от 636 м/с до 2002 м/с каждый год (в зависимости от солнечной активности) для поддержания высоты; то есть вы можете потерять столько delta-v в течение одного года. Если ваш космический корабль массивнее, то он будет терять скорость медленнее (поскольку у него больше импульс).

Однако я согласен с другими комментариями в том, что ваш подход кажется несколько ошибочным, поскольку вам нужно будет придать обломкам дельта-v, чтобы они просто не продолжали следовать по той же орбите, на которой вы находитесь. (В конечном итоге он сходит с орбиты сам по себе, конечно, но очень медленно.)

Дельта-v от атмосферного сопротивления
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v