Deorbitzeit für Satelliten in LEO

Gemäß dem Hintergrund der Erfindung des Patents Systeme und Verfahren für eine selbstauslösende Fahrzeugbremsvorrichtung (US 8616496 B2):

Die Federal Communications Commission (FCC) der Vereinigten Staaten verlangt, dass CubeSats und andere Picosatelliten so konstruiert sind, dass sie innerhalb von 25 Jahren nach dem Ende ihrer Nutzungsdauer wieder in die Atmosphäre eintreten. Ohne Hilfe wird geschätzt, dass ein CubeSat über 150 Jahre brauchen wird, um aus einer Höhe von 800 km die Umlaufbahn zu verlassen.

Der Zweck von Deorbiting-Geräten besteht darin, den Satelliten innerhalb der 25-jährigen Lebensdauer nach der Mission aus der Umlaufbahn zu bringen, wie es auch vom Inter-Agency Space Debris Coordination Committee (IADC) und ISO 24113 Debris Minderungsanforderungen und -konformität empfohlen wird :

(e) Die orbitale Lebensdauer von Objekten, die LEO passieren (weniger als 2.000 km), muss kürzer als 25 Jahre nach Beendigung des Betriebs sein.

Warum dauert es 150 Jahre, bis ein CubeSat-Satellit in einer 800 km niedrigen Erdumlaufbahn (LEO) auf natürliche Weise ohne den Einsatz von Deorbiting-Geräten die Umlaufbahn verlässt?

Sehen Sie sich diese potenziell doppelte Frage an, warum Satelliten wieder eintreten . Die Erklärung dafür, warum sie in geringer Höhe wieder eintreten, beschreibt umgekehrt, warum es in großer Höhe so lange dauert.
Wie viel Zeit braucht es dann für einen Satelliten wie Hubble, um von 800 km aus dem Orbit zu kommen?
Wikipedia - Raumfahrzeuge mit einem Perigäum unter etwa 2.000 km (1.200 mi) unterliegen dem Luftwiderstand der Erdatmosphäre - en.m.wikipedia.org/wiki/Geocentric_orbit - das bedeutet, dass Sie darüber keinen Luftwiderstand haben

Antworten (2)

Wenn Sie sich fragen, warum die Frist auf 25 Jahre festgelegt ist, dann eher aus rechtlichen Gründen als aus astrodynamischen Gründen. Die Wahl von 25 Jahren war zu diesem Zeitpunkt, dass die Besitzer des Satelliten nicht schuldhaft sind, falls er wieder eintreten, in einen anderen Satelliten stürzen sollte usw. Daher war es vernünftig, den Menschen so lange wie möglich zu geben, ohne dass es so lange dauert, dass sie nicht verantwortlich sind für ihre Taten.

Leider kann ich dazu keine verlinkte Referenz geben, da es eine Antwort auf eine Frage auf der ESA Space Debris-Konferenz im Jahr 2013 war.

Wenn Sie sich fragen, warum ein Satellit 25 Jahre braucht, um die Umlaufbahn zu verlassen, liegt dies an der sehr hohen Geschwindigkeit des umlaufenden Objekts (~ 7 km / s) und daher an den Objekten mit hoher kinetischer Energie. Bei erdnahen Umlaufbahnen erfolgt das Verlassen der Umlaufbahn aufgrund des Luftwiderstands nur passiv. Um Ihre sehr hohe kinetische Energie zu reduzieren, müssen Sie kollidieren und diese kinetische Energie mit der verdünnten Gasatmosphäre verlieren. Es dauert so lange, weil die Atmosphäre extrem dünn ist. Wenn Sie wissen möchten, wie lange es dauert, bis ein Objekt aufgrund des Luftwiderstands die Umlaufbahn verlässt, sind die Schlüsselvariablen die Höhe und der ballistische Koeffizient.

Das ist ein interessanter Input – der Grund für die Wahl von 25 Jahren. Es überrascht mich, weil die Idee der Schuld so klingt, als wäre sie spezifisch für ein bestimmtes nationales Rechtssystem, anstatt von der IADC- und ISO-Norm übernommen worden zu sein, wie Romean betont. Soweit ich weiß, gibt es in der Haftungskonvention des Weltraumvertrags keinen Zusammenhang mit 25 Jahren. Können Sie sich mehr an den Kontext erinnern, in dem Sie es gehört haben?
@Puffin Weg zur Wiederbelebung! Die Frage wurde auf der 6. EU-Konferenz über Weltraumschrott (bereits 2013) gestellt; die Person, die geantwortet hat, war einer der Autoren der Norm. Er war ganz offen, dass die Gründe nichts mit Wissenschaft zu tun hatten.
Neugierig. Wenn ich jetzt darüber nachdenke, erinnere ich mich, dass es vor ungefähr zehn Jahren einige Meinungsverschiedenheiten unter den nationalen Vertretern in der IADC darüber gab, ob 25 Jahre oder 50 Jahre angemessen seien. Ich vermute, die 25 Jahre waren nicht einstimmig. Es scheint, als ob dies nicht verschwunden ist, als ich die jüngste Aktualisierung der Richtlinien, 2014, überprüft habe, und es fasst die 25 Jahre immer noch in sehr lockeren Begriffen zusammen. Es macht jetzt mehr Sinn, dass der von Ihnen vorgeschlagene "legale" Ursprung von 25 Jahren vielleicht einfach aus einer bestehenden Verjährungsfrist in einem der IADC-Mitgliedsländer stammt.

Auf der Website des NASA Orbital Debris Program gibt es mehr Geschichte .

1995 war die NASA die erste Weltraumbehörde der Welt, die eine umfassende Reihe von Richtlinien zur Eindämmung von Trümmern im Orbit herausgab. Zwei Jahre später entwickelte die US-Regierung auf der Grundlage der NASA-Richtlinien eine Reihe von Standardpraktiken zur Reduzierung von Trümmern in der Umlaufbahn. Andere Länder und Organisationen, darunter Japan, Frankreich, Russland und die Europäische Weltraumorganisation (ESA), sind diesem Beispiel mit ihren eigenen Richtlinien zur Eindämmung von Trümmern im Orbit gefolgt. Im Jahr 2002 verabschiedete das Inter-Agency Space Debris Coordination Committee (IADC), das sich aus den Weltraumagenturen von 10 Ländern sowie der ESA zusammensetzt, nach mehrjähriger Anstrengung einen Konsens-Satz von Richtlinien, die darauf abzielen, das Wachstum des orbitalen Mülls einzudämmen Population. Im Februar 2007 hat der Wissenschaftliche und Technische Unterausschuss (STSC) der Vereinten Nationen Das Komitee für die friedliche Nutzung des Weltraums (COPUOS) hat einen mehrjährigen Arbeitsplan mit der Verabschiedung eines Konsenssatzes von Richtlinien zur Minderung von Weltraumschrott abgeschlossen, die den IADC-Richtlinien sehr ähnlich sind. Die Leitlinien wurden im Juni 2007 von den COPUOS angenommen und im Januar 2008 von den Vereinten Nationen gebilligt.

Das Standard Practices-Dokument von 1997 sprach bereits von einer 25-Jahres-Erwartung.

Formaler sagt die IADC :

Die IADC hat eine Studie über die Auswirkungen der Begrenzung der orbitalen Lebensdauer nach der Mission auf die Kollisionsrate und das Wachstum der Trümmerpopulation durchgeführt. Diese IADC und einige andere Studien sowie eine Reihe bestehender nationaler Richtlinien haben festgestellt, dass 25 Jahre eine vernünftige und angemessene Lebenszeitgrenze sind.

Leider konnte ich diese Originalstudien nicht finden. Es gibt spätere IADC-Studien , die sich mit dieser Frage befassen, aber ich habe keine gefunden, die früh genug sind, um die Formulierung von 1995 zu motivieren.