Können Sie den Wiedereintrittspunkt durch Deorbiting mit Ionenantrieb genau steuern?

Bei zerfallenden Umlaufbahnen hängt der Punkt des Wiedereintritts stark von der Sonnenaktivität ab und ist sehr schwer vorherzusagen oder zu kontrollieren.
Wenn es Dinge gibt, die den Wiedereintritt überleben und möglicherweise schädlich sein könnten, oder Menschen und Ausrüstung, die Sie bergen möchten, würden Sie warten, bis Sie die richtige Stelle in Ihrer Umlaufbahn erreichen, und dann Ihre Triebwerke gegen Ihre Umlaufbahn feuern, um Sie genug zu verlangsamen, um zurückzukehren auf kontrollierte Weise zur Erde, ungefähr dort, wo Sie sein möchten.

Könnte dies mit Ionenantrieb erreicht werden?
Reicht die typische Menge an auf Satelliten montierten Ionentriebwerken aus, um die Umlaufbahn rechtzeitig zu verlassen?

Was ist mit kontrolliertem Zerfall, könnten Sie ihn verwenden, um einen konstanten atmosphärischen Luftwiderstand zu simulieren, indem Sie die Sonnenaktivität kompensieren?

Wenn es allein durch atmosphärischen Widerstand zerfällt, kann der Zeitpunkt des Wiedereintritts aufgrund der Sonnenaktivität um einige Stunden variieren.

Meine Frage betrifft die Auswahl des allgemeinen Wiedereintrittspunkts (eine bestimmte Region oder Zone) und nicht das Zielen des Raumfahrzeugs auf ein kleines bodengestütztes Ziel.

Antworten (1)

Wahrscheinlich nicht.

Um den Punkt des Wiedereintritts zu kontrollieren, müssen Sie in der Lage sein, sich von einem Perigäum, das hoch genug ist, um nicht sofort wieder einzutreten (z. B. über 200 km), auf ein Perigäum einzustellen, das niedrig genug ist, um sofort wieder einzutreten (z. B. unter 80 km), und zwar in deutlich kürzerer Zeit als für den Abschluss erforderlich ist eine einzelne Umlaufbahn - andernfalls werden die unvorhersehbaren Auswirkungen des Luftwiderstands in der oberen Atmosphäre mit variabler Dichte Ihr Timing durcheinander bringen. Unabhängig davon, ob Sie von einer niedrigen kreisförmigen Umlaufbahn oder von einer exzentrischen Umlaufbahn mit Apogäum in geosynchroner Höhe starten, dauert diese Perigäumsanpassung ungefähr 100 m/s von ∆v, um sie zu erreichen.

Typische stationäre Ionentriebwerke auf Satelliten mit geosynchroner Umlaufbahn erzeugen ein paar hundert Millinewton gegen mehrere Tonnen Satellitenmasse, was etwas in der Größenordnung von 2 × 10 –5 m /s 2 Beschleunigung ergibt.

100 m/s dividiert durch 2 x 10 -5 m/s 2 erfordert wochenlanges konstantes Beschleunigen, also können Sie es nicht in der verfügbaren Zeit schaffen.

Ein Satellit, der von einem Hunderttausende-Kilometer-Apogäum und einem 200-km-Perigäum ausgeht, optimiert für das Verhältnis von Ionenschub zu Masse und sonst nichts, könnte dies wahrscheinlich tun, da seine Umlaufbahn mehrere Tage in großer Höhe verbringen würde, aber ich glaube nicht, dass bestehende oder praktische Satelliten dies könnten.

Unter der Annahme, dass ein GEO-Vogel für diese Art der Demonstration nicht mehrere Tonnen wiegen muss, kann man dann die Größenordnung der Masse abschätzen, in der dies bei einem ∆v von 100 m/s möglich wäre?
Das bisher höchste von einem Ionentriebwerk erreichte Delta-V stammte von der Raumsonde Dawn mit einem Delta-V von 11,5 km/s. Dawn wog beim Start 1217 kg, wovon 425 kg Treibstoff (Xenon) waren. Um das Zehnfache des Delta-V zu erreichen, bräuchten Sie etwas, das 1/10 so schwer ist, oder? Und das würde Ihnen nicht genug Gewicht für Treibstoff lassen. Dies wird also durch die Delta-V-Anforderung strikt ausgeschlossen, egal wie viel Zeit Sie ihm geben. Die Anforderung "schnell schieben" ist völlig separat, und Ionentriebwerke können dies wirklich nicht.
@RossPresser Sie benötigen 100 * Meter * / s, nicht 100 km / s. Das gesamte Delta V ist nicht das Problem, es ist der Schub.
@RussellBorogove D'oh! Tut mir leid, dass ich so einen dummen Fehler gemacht habe.
Können Sie den Wiedereintrittspunkt durch Deorbiting mit Ionenantrieb genau steuern?
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