Сколько топлива поддерживать ВНОО для спутников связи?

Ответ очевиден: «это зависит» , и я бы сказал от многого .

Хорошей отправной точкой является тот факт, что спутник GOCE был запущен 17 марта 2009 г. и распался 21 октября 2013 г., оставаясь более 4 лет на орбите высотой 250 км. Он использовал электрическую силовую установку, и 21.10.2013 закончилось топливо, его стартовая масса составляла 1077 кг, включая до 100 кг топлива (газ ксенон).

Учитывая практический пример, просто имейте в виду, что в основном есть топливо для компенсации лобового сопротивления.$D$влияние на$T$время, которое можно приблизительно оценить с помощью:

Теперь обратите внимание, что это довольно просто, у вас все еще есть топливо для орбитальных маневров и запас прочности, но еще несколько компонентов вступают в игру с этой формулой (очень плохое приближение):

-$T$время миссии

-$c_D$коэффициент аэродинамического сопротивления

-$\rho$плотность атмосферы (которая меняется годами из-за солнечных циклов)

-$V$орбитальная скорость (которая может быть непостоянной)

-$v_{exhaust}$что является скоростью истечения вашего газа, но это скорее прокси для лучших инженерных ссылок, таких как$I_{sp}$, но выражает, что используемое топливо и его эффективность имеют значение.

-$A$соответствующая область корпуса космического корабля

Многое также будет зависеть от того, используете ли вы постоянно включенную электрическую тягу или периодическое сжигание жидкого топлива.

Электрическая тяга имеет больше смысла. Воздушно-реактивные двигатели теперь возможны - миссии на основе топлива имеют очень ограниченный срок службы, а вес делает их дорогими.

В этом случае основная стоимость – это электроэнергия, а это палка о двух концах. Требуется больше энергии, но большее количество солнечных панелей приведет к большему сопротивлению. Где-то между этими двумя есть компромисс.

Редактировать: резюмируя связанную статью: ЕКА разработало первый электрический двигатель, который использует атмосферу в качестве топлива, что открыло бы VLEO. GOCE ЕКА летал на высоте 250 км более 4 лет с использованием ксенонового двигателя, но этот срок службы был ограничен 40 кг ксенонового топлива, которое он нес. Если бы этим бортовым топливом была атмосфера, спутник просуществовал бы дольше.