Könnte ich zwei Satelliten in unterschiedlichen Höhen miteinander verbinden?

Technisch wird das, was Sie beschreiben, als gefesselter Formationsflug bezeichnet . Die Dynamik solcher Systeme ist ziemlich komplex, aber es ist einfach zu sagen, wie Sie es in Ihrem Beispiel vorgeschlagen haben, würde ohne konstanten Antrieb nicht funktionieren, um die unterschiedliche Zerfallsrate der Umlaufbahn und die Lagekontrolle zu berücksichtigen, um ihre Rotationsrate entlang des Geschwindigkeitsvektors konstant so ausgerichtet zu halten es ist entlang der Leine aufeinander ausgerichtet.

Dies müsste an beiden Enden und ständig erfolgen, so dass Sie durch die Wartung eines solchen Systems nichts gewinnen, es sei denn, Sie benötigen die beiden Satelliten wirklich physisch verbunden. Sagen wir, um die Notwendigkeit für sie zu beseitigen, drahtlos miteinander zu kommunizieren, was angezapft oder die nicht angebundene Konstellation durch kompromittierende elektromagnetische Emanationen ihrer Mitglieder erkannt werden könnte. Oder das Ende in niedrigerer Höhe dient als Ankermasse für elektrodynamische Halteseile und erzeugt ausreichend Strom, damit ihre Lage beispielsweise über Magnetorquers aufrechterhalten werden kann .

Das auffälligste Hindernis Ihres eigenen Beispiels ist jedoch, dass der atmosphärische Widerstand auf dem Satelliten in niedrigerer Höhe erheblich größer sein wird als auf dem Satelliten in größerer Höhe. Für das gesamte angebundene System bedeutet dies, dass seine Umlaufbahn erheblich schneller abfallen würde, wobei der Satellit in geringerer Höhe beide in eine noch niedrigere Umlaufbahn ziehen würde, wodurch die spezifische Umlaufbahnenergie des gesamten Systems entfernt würde .

Einfacher ausgedrückt, würde das Ziehen des Satelliten mit niedrigerer Höhe auf dem höher gelegenen über Tether und entlang der Geschwindigkeitsvektorachse oder V-Bar und das Zurückbleiben des niedrigeren Satelliten, wenn sie nicht angebunden wären, die Umlaufbahn des Systems schneller zerfallen lassen. Ständiges Ziehen an der Leine würde das höher gelegene Ende unweigerlich tiefer ziehen als das, was früher unser unteres Ende des Systems war, indem einfach seine orbitale Exzentrizität bis zu dem Punkt erhöht wird, an dem sich seine Periapsis eine halbe Umlaufbahn um die Erde später unter der Erdoberfläche befindet. In gewisser Weise würde es auf Grund laufen, vorausgesetzt, es würde nicht zuerst in der unteren Atmosphäre verglühen.

Angebundenes Formationsfliegen in kleinerem Maßstab ist jedoch möglich, und wenn sie nahe genug beieinander liegen, kann der Abstand zwischen den Mitgliedern einer solchen Formation auch allein durch elektromagnetische Kraft aufrechterhalten werden. Siehe z. B. das SPHERES-Resonant Inductive Near-field Generation System des US-Verteidigungsministeriums (DoD), auch bekannt als SPHERES-RINGS-Experiment, das ebenfalls während einer Raumstation live demonstriert wurde (YouTube-Video). Das Experiment soll die drahtlose Energieübertragung und den Formationsflug mit elektromagnetischen Feldern testen. Bevor Sie die Verbindung jedoch enttäuscht, sprechen wir hier von Armstreckenentfernungen , nicht annähernd zweitausend Kilometer zwischen ihnen.

Siehe auch andere Arten von Momentum Exchange Tethers . Das Skyhook- Konzept könnte dem, was Sie suchen, vielleicht am ähnlichsten sein , und was ich beschreibe, würde damit passieren, wenn es zumindest für einen Moment den Orbitalhöhen Ihres Beispiels folgen würde, wäre dem Rotovator-Konzept ähnlich mit der Ausnahme, dass seine endgültige Periapsis zu niedrig wäre und Sie am Ende 1.840 Kilometer extrem starkes und dünnes Kabel haben würden, das mit seiner Endgeschwindigkeit auf die dicht besiedelten Äquatorialregionen zustürzt.

Ja, du kannst. Es wäre ein durch Schwerkraftgradienten stabilisiertes vertikales Halteseil.

Es spielen zwei Kräfte eine Rolle: die Schwerkraft und die sogenannte Zentrifugalkraft. Zentrifugalkraft ist eigentlich keine Kraft, nur Trägheit in einem rotierenden Rahmen.

Beschleunigung durch die Schwerkraft ist$GM/r^2$und Zentrifugalbeschleunigung ist$\omega^2r$wo$\omega$ist die Winkelgeschwindigkeit in Radiant/Zeit. r ist der Abstand von der Mitte des zentralen Körpers.

Für das untere Objekt$GM/r^2$überwältigt$\omega^2r$. Für den Oberkörper$\omega^2r$dominiert. Dadurch bleibt das Halteband vertikal ausgerichtet.

Sie können diese Art von Stabilisierung in unserem Sonnensystem sehen. Es gibt viele gezeitengesperrte Monde.

Die beiden von Ihnen beschriebenen Massen würden keine exotischen Materialien wie Bucky Tubes benötigen. Mundan Kevlar würde ausreichen.

Wie Tilda Wave erwähnte, ist das untere Ende tief genug in der Atmosphäre, dass atmosphärische Reibung es wahrscheinlich zum Einsturz bringen würde. Orbitale Trümmer sind im erdnahen Orbit relativ dicht. Selbst wenn das Halteseil dünn ist, ergibt die große Höhe eine große Querschnittsfläche – es besteht die Wahrscheinlichkeit, dass das Halteseil durchtrennt wird.

Wenn wir für beide Satelliten regelmäßige Kreisbahnen um die Erde annehmen, dann starten sie mit ganz unterschiedlichen Geschwindigkeiten.

In einer Höhe von 6351 km würde sich ein Satellit auf einer Kreisbahn mit etwa 7,874 km/sec bewegen.
In einer Höhe von 8371 km würde sich ein Satellit auf einer Kreisbahn mit etwa 6.900 km/sec bewegen.

(Verwendete Formel:$v = \sqrt{GM/r}$, und für die Erde ist G mal M gleich 398600,5 km ³ /sec ² ).

Sie hätten einen Geschwindigkeitsunterschied von fast einem Kilometer pro Sekunde. Bei diesen Geschwindigkeiten kann man davon ausgehen, dass ein Seil reißen würde und beide Satelliten einen Ruck bekommen würden.

Wenn Sie das nicht annehmen und die beiden vorsichtig in eine nicht kreisförmige Umlaufbahn bringen oder in eine, in der man vertraut, dann wird es komplexer, als einer schnell antworten kann (und angesichts zweier Beiträge, die bereits erschienen, während ich schrieb, dass andere wahrscheinlich verstehen diese Komplexitäten besser).

Die Zentrifugalkraft hat nichts mit der Satellitenbewegung zu tun, da sie zu gering ist, um der Schwerkraft entgegenzuwirken.

Um zusammen zu bleiben, sollte zumindest einer der Satelliten einen gewissen Vortrieb haben, da sonst seine Umlaufbahn zerfallen würde.

Sie können hier berechnen http://www.csgnetwork.com/satorbdatacalc.html Um in der Umlaufbahn zu bleiben, sollte der 160-km-Satellit eine Umlaufzeit von 87 Minuten haben, und der 2000-km-Satellit - 127 Minuten. Also nein, sie können nicht im gleichen Abstand voneinander bleiben.

Für einen Weltraumaufzug müssen die Satelliten geostationär sein, und das geht (ohne Antrieb) nur bei 35.786 km und einer Geschwindigkeit von 3,07 km/s.