Как рассчитать скорость входа при спуске с круговой орбиты?

Я пытаюсь найти скорость объекта при входе в атмосферу, чтобы рассчитать пиковый тепловой поток, но я немного застрял.

Я знаю, как найти скорость исходной круговой орбиты (300 км), но я не знаю, как рассчитать скорость при движении через атмосферу.

Объект представляет собой небольшую сферу, распадающуюся естественным образом из-за атмосферного сопротивления по чисто баллистической траектории без подъемной силы или обратного движения.

Я могу рассчитать траекторию из-за сопротивления, но я не знаю, как найти его скорость, когда он достигает точки максимального нагрева, примерно на высоте 70-80 км.

Кто-нибудь знает лучший (или самый простой!) способ сделать это? Спасибо!

Взгляните на этот ответ для чего-то немного связанного. На нем показан очень простой расчет, который пытается оценить, каким будет повторный вход для различных входных параметров. Это не ответ на ваш вопрос, потому что это неправильная (более низкая) скорость. Таким образом, пиковый нагрев также находится на более низкой высоте.
Что ж, орбитальная скорость на окружности Земли дает вам верхнюю границу, орбитальная скорость на исходной высоте дает вам нижнюю границу (для максимальной скорости конечная скорость должна быть равна 0).

Ответы (1)

Если у вас есть траектория, то у вас есть положение и скорость с течением времени, так что вам нужно следующее — аэродинамический нагрев в зависимости от скорости. Если вы можете рассчитать это по траектории, вы легко найдете пик. Если вас волнует только точка максимального нагрева, вы можете приблизиться к ней, взглянув на ускорение, умноженное на скорость, что должно быть хорошим показателем теплового потока. Все зависит от того, насколько точным вы должны быть.