Kann ein Satellit eine Achse horizontal zu seinem Host haben und sich um diese Achse drehen?

Entschuldigung, wenn ich bei dieser Frage die Terminologie nicht ganz richtig verstehe. Bei einigen natürlichen Satelliten (z. B. den meisten Planeten) sind Orbitalposition und axiale Neigung voneinander getrennt; Das heißt, sie drehen sich um eine Achse, und diese Achse ist im Raum fixiert und zeigt je nach Position in seiner Umlaufbahn näher oder weiter vom Stern weg. Andere Satelliten (z. B. die meisten Monde) sind gezeitenabhängig; Das heißt, ihre Umlaufbahn und Rotation sind synchronisiert, sodass dieselbe Fläche immer auf ihren Planeten zeigt (was eine Drehachse erfordert, die meiner Meinung nach nahezu senkrecht ist).

In ähnlicher Weise hält die ISS im normalen Betrieb eine konstante Ausrichtung zur Erde, aber dies erfordert einige Steuermechanismen (meistens Kreisel), um die Station kontinuierlich zu drehen/zu neigen und diese Haltung beizubehalten. Ich glaube, es gibt einige künstliche Satelliten, die ihre Rotationsachse in einer stabilen Konfiguration zur Erde zeigen lassen.

Meine Frage ist folgende: Könnte es einen Satelliten geben, der eine lange Achse horizontal zum Wirtskörper hält, sich in Richtung dieser Achse bewegt und sich um diese Achse dreht?

Nehmen Sie dieses Bild der ISS als Vergleich: Wenn die Verlängerungen in der y-Achse entfernt würden (die Sonnenkollektoren und Kühlkörper), könnte die x-Achse während der Drehung horizontal zur Erde gehalten werden (wie es der normale Modus ist). /um diese x-Achse rollen (was sich vom normalen Modus unterscheidet)?

ISS-Achsendiagramm

Teilfragen:

  • Wäre eine solche Konfiguration stabil oder nahezu stabil?
  • Wäre es möglich oder wahrscheinlich, dass es auf natürliche Weise passiert?

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Ich denke hauptsächlich an so etwas wie einen asymmetrischen Asteroiden oder eine kleine Pflanze, die einen Stern umkreist, falls das einen Unterschied macht.

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Antworten (1)

Könnte es einen Satelliten geben, der eine lange Achse horizontal zum Wirtskörper hält, während er sich um diese Achse dreht?

Ja. Bei der ISS ist das zwar genau so, aber es kommt auf die Ausrichtung an (die Rotationsachse steht senkrecht zur Fahrtrichtung). In Ihrem obigen Diagramm zeigt die ISS den Geschwindigkeitsvektor entlang der x-Achse, und die Drehung erfolgt um die y-Achse (die lange Achse). Diese Achse ist horizontal zur Erde und dreht sich einmal pro Umlaufbahn.

Aber wenn Sie möchten, dass der Geschwindigkeitsvektor mit der Rotation übereinstimmt, dann ist die Antwort nein. Der Geschwindigkeitsvektor ändert sich ständig für ein Objekt, das die Erde umkreist, aber die Rotationsachse muss ungefähr konstant bleiben.

Im einfachen Fall muss die Achse, um die Sie sich drehen, fixiert werden, oder Sie müssen ein enormes Drehmoment aufbringen. Um die Rotationsachse so zu präzedieren, dass sie mit dem Geschwindigkeitsvektor ausgerichtet bleibt, wären enorme Drehmomente erforderlich.

die ISS behält im Normalbetrieb eine konstante Ausrichtung zur Erde

Ja. Zu Beginn des Baus gab es einige Perioden, in denen es sich während der Umlaufbahn nicht drehte (aufgrund der Ausrichtung des Solarpanels), aber die aktuelle Konfiguration dreht sich einmal pro Umlaufbahn, sodass die z-Achse in Ihrem Diagramm immer auf die Erde zeigt.

Dies erfordert jedoch einige Steuermechanismen (meistens Kreisel), um die Station kontinuierlich zu drehen / zu neigen und diese Einstellung beizubehalten.

Art von. Wenn die Ausrichtung unkontrolliert gelassen würde, würde sie anfangen zu wackeln, und die Achsen würden nicht so gut mit der Erde ausgerichtet sein. Aber die Gesamtform der Rotation wird nicht von der Station "angetrieben".

Ich glaube, es gibt einige künstliche Satelliten, die ihre Rotationsachse in einer stabilen Konfiguration zur Erde zeigen lassen.

Nein. Es gibt Kommunikationssatelliten, die spinstabilisiert sind, aber ihre Spinachse steht senkrecht sowohl zum Geschwindigkeitsvektor als auch zur Erde.

Leider habe ich speziell nach "Drehen / Rollen um diese x-Achse (die sich vom normalen Modus [der ISS] unterscheidet)" gefragt. Das heißt Drehung um die Achse in Fahrtrichtung. Entschuldigung, wenn ich das nicht deutlich genug gemacht habe. Ich versuche die Frage noch etwas zu präzisieren.
Ja, das habe ich verstanden. Ich denke aber, das ist oben beantwortet. Eine stabile Rotation ist eine, bei der die Rotationsachse (im Wesentlichen) in eine Richtung zeigt. Sie können die Rotationsachse nicht ohne große Drehmomente ändern, und es gibt nur wenige Möglichkeiten, große Drehmomente zu erzeugen.
Betreff: Im letzten Absatz lese ich zB hier , dass "spinstabilisierte Satelliten" verwendet werden können, "damit die Antenne auf die Erde gerichtet bleibt". Ist die Seite falsch oder habe ich das falsch gelesen?
Also scheint Ihre Antwort auf meine Hauptfrage nicht "ja", sondern wirklich "nein" zu sein, richtig?
Mit der zusätzlichen Anforderung, dass die Rotationsachse mit dem Geschwindigkeitsvektor ausgerichtet bleibt, wäre die Antwort nein.
Dieses Dokument bezieht sich auf ältere Kommunikationssatelliten. Ja, sie verwendeten Spinstabilisierung, aber nicht mit einer Achse zur Erde. Wie das Dokument erwähnt, mussten die Antennen auf einem rotierenden Teil montiert werden, das angetrieben wurde, um auf die Erde zu zeigen. Die Antennen waren nicht auf den Spinvektor ausgerichtet und der Spinvektor zeigte nicht auf die Erde.
"Welche Achse auch immer Sie drehen, sie muss fixiert sein, oder Sie müssen ein enormes Drehmoment aufbringen" - irgendwie nicht wahr. Ein asymmetrischer Körper, der sich frei um eine beliebige Nicht-Hauptachse dreht, hat eine nicht feste Rotationsachse (obwohl der Drehimpulsvektor gleich bleibt). Denken Sie jedoch nicht, dass dies verwendet werden kann, um das zu erreichen, wonach die Frage verlangt.
Danke, "Mit der zusätzlichen Anforderung, dass die Rotationsachse mit dem Geschwindigkeitsvektor ausgerichtet bleibt, wäre die Antwort nein." - empfehlen, die Antwort zu bearbeiten, um dies zu verdeutlichen.
Kann ein Satellit eine Achse horizontal zu seinem Host haben und sich um diese Achse drehen?
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