Векторы после столкновения Иридум-Космос

Я смотрел на эту статью . Этот вопрос касается движения осколков сразу после столкновения. Я нарисовал следующие цифры и цитаты из ссылки.

На рис. 9 показана эволюция облаков обломков через 180 минут после столкновения, почти через два оборота. Распространение каждого облака мусора вокруг соответствующей орбиты уже становится очевидным.

Рисунок 9: Рисунок 9. Вид на орбиты Иридиум 33 и Космос 2251 и обломки через 180 минут после столкновения.

Следующий отрывок относится к снимку примерно через 30 секунд после столкновения.

Изучение интерактивного 3D-сценария (приведенного ниже рисунка 10) показывает большие неплоские компоненты относительной скорости, очевидный результат взаимодействия двух масс, несмотря на сверхскоростной характер столкновения. Есть также большое количество обломков Космоса 2251 со значительными радиальными (нисходящими) относительными скоростями, хотя неясно, почему такая ситуация может иметь место. Есть надежда, что доступность этого набора данных поможет исследователям, обладающим опытом в области высокоскоростных столкновений, разработать более полное описание геометрии столкновения для этого события.

Рисунок 10: введите описание изображения здесь

Этот вопрос не касается упомянутых радиальных (нисходящих) скоростей, хотя я допускаю, что это любопытно.

Смысл двух скриншотов, где цифра 9 через три часа после цифры 10, заключается в том, что спектр относительных скоростей очень мал по сравнению с исходными скоростями спутников. Вопрос в том , почему сразу не генерируется больше фрагментов с диапазоном высокоскоростных курсов между двумя первоначальными траекториями?

Если это поможет, представьте себе столкновение двух бильярдных шаров, в таком случае ни один из шаров не сохраняет своего первоначального направления и оба разлетаются в совершенно разных направлениях, в соответствии с обычным ожиданием почти упругого столкновения.

Я вижу возможное объяснение, что столкновение было скользящим ударом, основные тела остались такими, какими они были, и спектр выброшенных осколков почти неупругий в том смысле, что теряется много энергии столкновения и поэтому относительные скорости низки.

У кого-нибудь есть больше информации об этом?

Ответы (2)

Со спутниками на низкой околоземной орбите относительно небольшое количество обломков в конечном итоге будет двигаться со скоростью выше, чем в момент удара, при этом двигаясь примерно по той же траектории, что и изначально. Это означает, что большинство обломков, разбросанных в случайных направлениях, выйдут на эллиптические орбиты со скоростью, примерно такой же, как начальная в точке столкновения. А это значит, что апоцентр уходит значительно вверх, а перицентр - вниз. А значительное понижение перицентра на НОО означает одно: вход в атмосферу.

Примерно все обломки, выбитые с круговых орбит, к моменту двух оборотов спустя уже сгорели, то ли идя прямо вниз от удара, то ли поднимаясь в сторону нового апоцентра, а затем направляясь вниз почти на оборот позже.

Остались обломки, не участвовавшие в основной части столкновения, оторванные и раздробленные вибрацией нагруженной конструкции, не набравшие или потерявшие большую часть начальной скорости, а также немногие, достигшие достаточной скорости в нужном месте. угол не падать - апоцентр поднимается, перицентр нет - конечно, их немного, потому что столкновения на гиперскорости имеют тенденцию носить негибкий характер, металл разбрызгивается , а не разбивается, то есть набрать скорость или потерять ее маловероятно, - более низкий перицентр гораздо более вероятен.

Короче говоря, перевод спутника на стабильную НОО требует немало математических расчетов, и если вы случайно измените его скорость в большую сторону, вероятность того, что он останется на орбите, весьма мала. Комнаты для маневра не так много.

Дело не в том, что большинство обломков попало на эти орбиты, показанные «облаками». Просто большинство обломков, которые не продолжили движение по этим орбитам, сгорели при входе в атмосферу.

До сих пор я придерживался наивного представления о том, что результатом внеплоскостного столкновения (и мы могли бы еще больше абстрагироваться, сказав, что оно начинается на круговой орбите, 90 градусов от плоского столкновения, без радиальной составляющей, без составляющей вдоль траектории) будет поворот линии узлов, если бы это произошло на полюсах, в равной степени было бы изменением наклона, если бы это произошло на экваторе. Правильно ли я говорю, что вместо этого вы говорите, что новый вектор скорости просто другой, независимо от ориентации, означает, что будет создана новая противоположная апсида, образующая эллипс?
Предположим, что это имеет смысл, но действительно ли вы имеете в виду, что все фрагменты с самыми разнообразными заголовками, показанные на рис. 10, снова появились на рис. 9 три часа спустя? Просто чтобы посмотреть, хорошо ли я понимаю вас, конечно, начальная высота не изменилась, это просто противоположная апсида, которая либо поднялась, либо исчезла, поэтому мы должны остаться со всеми более высокими, если более низкие сошли с орбиты. Вы следите за моими рассуждениями?
@Puffin: твой первый вопрос: Да. Орбита на самом деле не зависит от полюсов или вращения планеты внизу, это произвольная корреляция, о которой мы заботимся только потому, что мы там внизу и используем спутник. Если вектор скорости просто повернуть в плоскости, касательной к Земле, то эллипс (окружность) просто повернется, но останется орбитой. Если он вращается и скорость увеличивается, вы создаете более высокий апоапсис, но перицентр остается. Все остальное почти наверняка увеличит эксцентриситет, то есть, скорее всего, понизит перицентр.
По вашему второму вопросу: когда вы меняете направление скорости в радиальном/антирадиальном направлении, вы меняете эксцентриситет, а не средний радиус. Это означает, что апоцентр поднимается примерно на столько же, сколько опускается перицентр (не совсем так, но это способ представить это). Другой неточный способ представить это так: если вы находитесь на круговой орбите и выполняете радиальное/антирадиальное прожигание, вы вращаете круг орбиты вокруг точки, в которой находитесь, не меняя ее плоскости, поэтому она перестает быть соосной. с планетой, одна сторона погружается под поверхность, а другая поднимается.
... поэтому при любом изменении направления вне касательной плоскости вам нужно много положительного изменения скорости, чтобы преодолеть потерю высоты перицентра. В авариях вы этого не понимаете - вы в основном теряете скорость. Все обломки, которые поднялись вверх, упадут на другую сторону Земли, когда потенциальная энергия, заимствованная для подъема к более высокому апоапсису, должна быть оплачена падением к более низкому периапсису.

Сателлиты — это не бильярдные шары, это сложные конструкции, рассчитанные на то, чтобы выдерживать ожидаемые нагрузки в течение всего срока службы. В качестве примера представьте, что удар был между корпусами спутников. Рычаги, удерживающие солнечные батареи, не очень прочные, поэтому они могут сломаться, прежде чем придать решеткам значительное изменение скорости. Это привело бы к тому, что массивы (или, возможно, их части) покинули бы место столкновения с той же скоростью, что и спутник до удара.

Я вижу, что пример, который вы привели, имеет смысл, он говорит о том, что может произойти, если мы примем результат в качестве отправной точки, но на самом деле он не отвечает на вопрос и не пытается сказать, почему это так.
Или может я что-то там пропустил?
Я думаю, что да. Если мы рассматриваем спутник как набор слабо связанных частей, большинство из них выйдет из столкновения примерно с той же скоростью, с которой они вошли. Это объясняет число вдоль старой орбиты. Некоторые из них, непосредственно воздействующие на части другого спутника, будут иметь большие изменения скорости, но эти части будут сильно разбросаны.
Векторы после столкновения Иридум-Космос
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v