Für den Fall, dass ab einem bestimmten Zeitpunkt Null-Weltraumstarts stattfinden. Wie lange wird es dauern, bis die Weltraumschrottmasse in LEO halbiert ist?
Die NASA hat auf ihrer Website einen anständigen FAQ-Bereich über orbitale Trümmer.
Wie viele orbitale Trümmer befinden sich derzeit in der Erdumlaufbahn?
Es ist bekannt, dass mehr als 21.000 Trümmer aus der Umlaufbahn existieren, die größer als 10 cm sind. Die geschätzte Population von Partikeln mit einem Durchmesser zwischen 1 und 10 cm beträgt ungefähr 500.000. Die Zahl der Teilchen kleiner als 1 cm übersteigt 100 Millionen.
Wie lange werden orbitale Trümmer in der Erdumlaufbahn verbleiben?
Je höher die Höhe, desto länger verbleiben die Trümmer aus der Umlaufbahn typischerweise in der Erdumlaufbahn. Trümmer, die in Umlaufbahnen unter 600 km zurückgelassen werden, fallen normalerweise innerhalb einiger Jahre auf die Erde zurück. In Höhen von 800 km wird die Zeit für den Zerfall der Umlaufbahn oft in Jahrzehnten gemessen. Oberhalb von 1.000 km umkreisen orbitale Trümmer normalerweise die Erde für ein Jahrhundert oder länger.
Da sich der größte Teil des orbitalen Mülls im Bereich von 750-800 km befindet, würde es mehrere Jahrzehnte dauern, bis der orbitale Zerfall die Menge des von Menschen verursachten Weltraummülls signifikant reduziert.
Alles unter 300 km wird innerhalb eines Monats oder so aus dem Orbit sein, alles über 10.000 km wird im Wesentlichen für immer dort oben sein. Dichte Objekte bleiben länger oben als Objekte mit geringer Dichte (ein Blatt Alufolie verlangsamt sich schneller als dieselbe Folie, die zu einer Kugel aufgerollt ist), und exzentrische Umlaufbahnen zerfallen langsamer als kreisförmige (weil der Luftwiderstand nur am tiefsten Punkt der Umlaufbahn auftritt). und hat keinen großen Einfluss auf die Höhe des Tiefpunkts, es neigt nur dazu, die Umlaufbahn kreisförmiger zu machen).
So ziemlich die meisten Dinge unter 600 km werden in 40 Jahren klar sein.
Wie sich das als Halbwertszeit zusammensetzt, nun, Sie könnten eine Verteilung für die Dichten für die Trümmer erraten und so ausrechnen, oder Sie könnten einfach raten, dh die meisten sind nach fünf Halbwertszeiten (ungefähr 95% weg) und 40/5 verschwunden = eine Halbwertszeit von 8 Jahren für Trümmer unter 600 km. Aber was übrig bleibt, sind Ihre kleinen, dichten, wirklich gefährlichen Objekte, dh Bolzen, keine Farbflecken. Außerdem wird es mehr Zeug geben, das von oben herunterfällt, und Trümmer, die durch Kollisionen entstehen.
Hier gibt es eine kostenlose Software: http://orbitaldebris.jsc.nasa.gov/mitigate/das.html , die die Umlaufzeiten berechnet, falls Sie interessiert sind.
Die Zerfallsrate von Weltraumschrott wird hauptsächlich durch den Widerstand der Erdatmosphäre angetrieben. Der Grad der Verlangsamung der Atmosphäre und des Objekts basiert auf dem ballistischen Koeffizienten des Objekts. Dies liegt daran, dass die kinetische Energie eines Objekts die Hälfte der Masse des Objekts und seiner Geschwindigkeit ^2 ist und die Widerstandskraft proportional zur benetzten Oberfläche oder zur Querschnittsfläche des Trümmergegenstands ist. Dies ist jedoch nur die halbe Wahrheit.
Das Problem des Weltraumschrotts ist ein so lästiges Problem, weil Objekte miteinander kollidieren können. Wenn diese Kollisionen passieren, werden Objekte in kleinere Stücke zerbrochen. Dies wirkt sich im Allgemeinen positiv auf die Zerfallsrate aus, da die gesamte benetzte Fläche der Stücke größer ist als die benetzte Fläche eines intakten Objekts. Allerdings sind nicht alle Teile gleich und daher erhalten Sie einige sehr dichte und einige sehr niedrige Objekte. Dies führt dazu, dass einige Objekte einen hohen ballistischen Koeffizienten und einige einen niedrigen BC haben. Die Teile mit den höheren BC bleiben länger im Orbit als die anderen Teile und möglicherweise länger als das ursprüngliche intakte Raumschiff. Der Nettoeffekt im Laufe der Zeit ist eine Zunahme der Gesamtzahl von Objekten, selbst wenn die Gesamtmasse im Orbit abnimmt.
Da dies ein komplexes Problem ist, werden Monte-Carlo-Simulationen häufig verwendet, um die Zunahmerate des Trümmerflusses (Anzahl der Objekte) vorherzusagen. Die mit diesen Simulationen verbundenen Unsicherheiten lassen jedoch viele unbekannte Faktoren zurück, und verschiedene Modelle sagen unterschiedliche Ergebnisse voraus. Bitte fügen Sie einen Kommentar hinzu, wenn Sie genauere Informationen wünschen - eine Halbwertszeit kann hier nicht genau vorhergesagt werden.
Hirsch Jäger
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