Einschlagwinkel von Meteoriten und Trümmern auf der ISS

Ist es wahrscheinlicher, dass eine Raumstation wie die ISS Mikrometeor- und Weltraumschrotteinschläge auf der Vorderseite erleidet als andere? (Es scheint sicherlich weniger wahrscheinlich, dass sie auf die Unterseite gelangen.) Die Implikation davon liegt im Layout eines Raumstationsdesigns. Wäre es sinnvoll, weniger wichtige Komponenten (wie Speicher) auf der Vorderseite anzuordnen, um kritischere Komponenten dahinter zu schützen?

„Vorwärts“ im Sinne seiner Umlaufbahn um die Erde oder im Sinne seiner Bewegung um die Sonne?
Zur Klarstellung beziehe ich mich auf die auf der ISS bezeichneten Orientierungen. Vorne und hinten auf der X-Achse, Backbord und Steuerbord auf der Y-Achse und Overhead und Deck auf der Z-Achse. (Deck ist in Richtung Erde) Dies ist alles in Ausrichtung auf die Erdumlaufbahn. Sie machen einen guten Punkt. Die Geschwindigkeit der niedrigen Erdumlaufbahn der ISS ist so viel größer als die Geschwindigkeit der Erde um die Sonne, ich würde denken, dass dies einen größeren Effekt haben würde. Aber vielleicht gibt es dort eine Sortierung zwischen Weltraumschrott und natürlichen Meteoren.
"Größer"? Umlaufgeschwindigkeit der ISS = 7,66 km/s; Umlaufgeschwindigkeit der Erde um die Sonne = 30 km/s
Nun, dann schätze ich, dass ich korrigiert stehe.
Es scheint dann, dass, soweit Meteore betroffen sind, alle Seiten außer der der Erde zugewandten Seite gleichermaßen exponiert sind. Ich denke, dann würde sich meine Frage eher auf Weltraumschrott beziehen. Wäre es eher ein Problem auf der führenden Seite?
Die Fachbegriffe, die in der Welt der orbitalen Trümmer verwendet werden, sind „ram“ für vorwärts, „wake“ für achtern, „zenith“ für über Kopf und „nadir“ für Deck. Diese Terme gehören zum Geschwindigkeitsvektor und zum Erdvektor, im Gegensatz zu den anderen Termen, die zu den Fahrzeugkarosserieachsen gehören.

Antworten (2)

Die Trümmergefahr in der Umlaufbahn der ISS ist etwa dreißig Grad links und rechts des Geschwindigkeitsvektors in der lokalen horizontalen Ebene am schlimmsten (siehe Seite 9 des hier verlinkten PDF ). Auf der Umlaufbahn der ISS sind so ziemlich alle Kollisionsbahnen auf Unterschiede in der Umlaufbahnebene zurückzuführen.

Die Meteoritenumgebung der ISS ist in Richtung des Nadirs fast vollständig abgeschattet, mit einer leichten Neigung zum Geschwindigkeitsvektor (siehe Seite 4 dieser PDF -Datei ). Es ist wichtig zu beachten, dass die nahezu Homogenität der meteoroiden Umgebung hauptsächlich darauf zurückzuführen ist, dass die Umgebung in einem erdzentrierten LVLH-Koordinatensystem ausgedrückt wird. Tatsächlich ist die meteoroide Umgebung in einem sonnenzentrierten Koordinatensystem stark gerichtet, aber die Umlaufbahn um die Erde, gekoppelt mit der stetigen Präzession der Umlaufbahnebene, neigt dazu, die Variationen mit "Erdnussbutter" auszugleichen.

Meteroide befinden sich auf hyperbolischen Bahnen relativ zur Erde. Es ist unwahrscheinlich, dass ein solches Objekt von der Deckseite kommt, da die Erde die meisten möglichen Einflugbahnen maskiert, und selbst wenn sie den Boden verfehlt, würde die Atmosphäre es verlangsamen und wahrscheinlich in Stücke brechen.

Weltraummüll bewegt sich auf elliptischen Bahnen. Da die meisten Missionen in östlicher Richtung starten, um die Erdrotation auszunutzen, wandern die Trümmer auch eher bei geringer bis mittlerer Neigung (sprich: Winkel relativ zum Äquator) nach Osten.

Trümmer, die die vordere Seite treffen, wären langsamer als die ISS. Das Perigäum muss also unterhalb der ISS-Umlaufbahn liegen. Da das Perigäum der ISS nur 401 km beträgt und der atmosphärische Widerstand bei 300 km beginnt, gibt es nicht viel Platz für solche Objekte und sie werden tendenziell eine geringere Relativgeschwindigkeit zur ISS haben.

Trümmer, die auf die Achterseite treffen, sind schneller als die ISS. Es gibt keine Begrenzung für das Apogäum, da oben nichts ist, um solche Trümmer zu bremsen oder aufzufangen. Höhere relative Geschwindigkeiten zur ISS sind jedoch weniger wahrscheinlich (je höher die Exzentrizität, desto mehr Zeit verbringen die Trümmer weiter von der Erde entfernt, so dass es weniger wahrscheinlich ist, dass sie auf ein solches Objekt treffen).

Die gefährlichste und wahrscheinlichste Begegnung ist die mit einem Objekt auf einer nahezu kreisförmigen Umlaufbahn, aber mit einem anderen (am schlimmsten ist der entgegengesetzte) aufsteigenden Knoten. Das heißt, ISS und Trümmer bewegen sich in verschiedenen Ebenen, solche Trümmer nähern sich von Stern oder Backbord und werden wahrscheinlich eine hohe Relativgeschwindigkeit haben.

Einschlagwinkel von Meteoriten und Trümmern auf der ISS
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