Kann sich Staub im Orbit um ein Raumschiff befinden, das die Erde oder den Mond umkreist?

Im obigen Titel: Kann Staub in der Umlaufbahn um ein Raumschiff sein, das die Erde oder den Mond umkreist? Lassen Sie uns "im Orbit" so definieren, dass es lange genug an das Raumschiff gebunden ist, um es ein paar Mal zu umrunden. Es kann starke Störkräfte geben, so dass die Umlaufbahn nicht schön geschlossen oder sogar langlebig sein müsste.

Diese Frage ist inspiriert von dieser Antwort auf Satellit eines Satelliten eines Satelliten , der das große Ende mehr als das kleine Ende der Skala erforscht.

„Bonuspunkte“ für ein bekanntes Beispiel von Staub, Trümmern oder Trümmern, die durch Schwerkraft an ein Raumfahrzeug gebunden sind.

Als Faktoid hat eine enge Umlaufbahn um einen kugelförmigen Körper mit der gleichen durchschnittlichen Dichte die gleiche Periode wie in dieser Antwort ausgearbeitet und hier weiter diskutiert , sodass Staub um ein Raumfahrzeug wahrscheinlich eine Periode von mehreren Stunden und nicht von Minuten hat.

Ich habe die Tags atmospheric-dragund solar-sailin Bezug auf die Auswirkungen von Restmolekülen und Photonendruck auf ein bisschen Staub in der Nähe eines künstlichen Satelliten hinzugefügt.
Zugehöriges Video: youtu.be/Bt54lfOFsDs
@BMFForMonica Das letzte bisschen über die Chandrasekhar-Grenze und warum Supernovae vom Typ Ia immer ungefähr die gleiche Energie haben, war auch hilfreich!

Antworten (1)

Ein Ausgangspunkt für die Überprüfung der Umlaufbahnstabilität ist die Einflusssphäre für Kurzzeitstabilität (oder besser gesagt, um einen geeigneten Rahmen auszuwählen, eine Referenz in der Patched-Conic-Approximation) und die Hill-Sphäre für mehr Langzeitstabilität (Satelliten).

R S Ö ICH ≈ A ( M S A T e l l ich T e M P A R e N T ) 2 / 5

Als Referenzraumschiff wähle ich ein sperriges mit 60 Tonnen, weil das praktisch ist 10 22 Mal leichter als die Erde.

  • LÖWE: R S Ö ICH ≈ 7 C M
  • GEO: R S Ö ICH ≈ 40 C M
  • In Mondentfernung: R S Ö ICH ≈ 4 M
  • 500 km über dem Mond: R S Ö ICH ≈ 3 C M

Da sich das SOI meistens gut innerhalb des Raumfahrzeugs befindet, sollte sicher sein, dass jeder umlaufende Staub sehr nicht-keplersche und instabile Umlaufbahnen hat, noch bevor die unregelmäßige Form der meisten Raumfahrzeuge berücksichtigt wird.

Der Strahlungsdruck ist für Staub signifikant. Nehmen wir als relativ großes Teilchen einen Kubikmillimeterblock Aluminium. 2.7 ⋅ 10 − 6 k G , jedes Gesicht 10 − 6 M 2 . Der Sonnenstrahlungsdruck ist 9 ⋅ 10 − 6 N / M ² für eine reflektierende Oberfläche, also über sagen wir fünf Stunden, wurde sie auf etwa 5 cm/s beschleunigt (vergleichbar mit dem, was die Schwerkraft des Raumfahrzeugs über die gleiche Zeitspanne getan hat, indem sie den Geschwindigkeitsvektor des umkreisenden Staubs herumdrehte). Das ist eine Positionsänderung in der Größenordnung von Dutzenden von Metern über die gleiche Zeit, wodurch es für die Anziehungskraft des Raumfahrzeugs außer Reichweite geblasen wird.

Ich bin versucht zu schließen, dass "nein" aufgrund des Strahlungsdrucks (selbst nur dieses) und des schwachen Einflusses des Raumfahrzeugs Staub ein Raumfahrzeug nicht um den Mond oder die Erde kreisen kann, nicht einmal für ein paar Umläufe (die Strahlung Druck bläst das Teilchen in der gleichen Größenordnung weg, wie das Raumschiff es herumzieht, also was soll es zurückbringen, um eine Umlaufbahn zu beenden?). Es kann einige Ausnahmen geben, wenn man sich in einer sehr hohen Umlaufbahn befindet und der Staub im ständigen Schatten liegt.

Wie groß ist die Anziehungskraft, die der 60-Tonner in diesen Entfernungen ausübt? Ich bin gespannt, ob diese Schwerkraft mit Sonnenwind und leichtem Druck konkurrenzfähig ist.
+1Ich frage mich, ob die Coulomb-Kräfte zwischen den beiden auch ähnlich groß sein könnten. Es gibt Möglichkeiten, wie jeder von ihnen eine gewisse Restladung haben könnte und dass sie die gleichen oder entgegengesetzten Vorzeichen haben könnten.
Kann sich Staub im Orbit um ein Raumschiff befinden, das die Erde oder den Mond umkreist?
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