„Muss“ die ISS noch bei etwa 400 km sein?

Das Video Warum befindet sich die Internationale Raumstation 400 km über der Erde? erwähnt zunächst, dass es bei 300 km (aufgrund des bevorstehenden Wiedereintritts) und 700 km (Verlust des Schutzes vor Strahlung im Zusammenhang mit dem unteren Van-Allen-Strahlungsgürtel) ziemlich harte Grenzwerte gibt, also einen Wert von 400 km, der nahe an der unteren Grenze liegt wurde basierend auf den Kosten ausgewählt; Space-Shuttle-Starts sind teuer.

Ich vermute, dass das Kostenargument auf der Notwendigkeit zusätzlicher Shuttle-Starts beruhte, da diese oft auf das maximale Gewicht ausgelegt waren, und nicht auf den Kosten für zusätzliche LOX.

Frage: Jetzt, da die ISS gebaut ist und unbemannte Raketen den Großteil des Nachschubgewichts auf sie bringen, sind diese im Allgemeinen oder zumindest häufig immer noch an Nutzlastgewicht ausgereizt, so dass eine signifikante Erhöhung der ISS-Höhe bedeutend mehr Starts erfordern würde und daher höher kosten? Oder würde eine Verschiebung von 400 km auf sagen wir 500 oder 600 km die Anzahl der Starts pro Jahr für die gleiche Versorgung und den gleichen Besatzungstransport nicht wesentlich verringern?

Gibt es noch andere Gründe, warum 400 km besser wären als 500 oder 600 km?

Nehmen Sie für die Zwecke dieser Frage an, dass die ISS mit einem Solar- / Elektroionenantrieb ausgestattet war, sodass das Hebemanöver selbst keine erheblichen Kosten aufgrund des Transports von viel Treibstoff verursachte und dass es einen Grund gab, warum beispielsweise 600 km in Betracht gezogen wurden Vorteile bis 400 km.

Auch wenn die Transportkosten aufgrund von Entwicklungen wie der Wiederverwendbarkeit sinken können, ignorieren Sie dies, da eine Einsparquelle eine andere Einsparquelle nicht überflüssig machen würde.

Ein häufiger Nachschubplan bedeutet, dass sie zwei Starts hintereinander verlieren können und immer noch in Ordnung sind
Zu Beginn des ISS-Betriebs im Jahr 2000 war die Tragfähigkeit des Sojus-Raumfahrzeugs am Limit, um 3 Personen in eine Umlaufbahn von 400 km zu bringen. Die aktuelle Version Sojus-MS kann sie wahrscheinlich in eine Umlaufbahn von 600 km bringen. Wenn nicht, würde dies eine Reduzierung der Besatzung auf 2 Personen bedeuten und alle Vorteile zunichte machen. Auch die zukünftigen Raumschiffe von SpaceX und Boeing sollen 4 Astronauten und 200 kg Fracht in eine Umlaufbahn von 400 km befördern. Für eine 600-km-Umlaufbahn würde das eine 4-Mann-Besatzung ohne Fracht bedeuten, nehme ich an.
Niedrigere Umlaufbahnen bedeuten auch kürzere; für Beobachtungen (eine der ISS-Missionen) ist es von Vorteil. Es hat auch kürzere Nachtzeiten (dh kleinere Batterien) ...
Sehr verwandt (vielleicht doppelt) space.stackexchange.com/questions/10494/…
@Antzi Weltraumschrott ist ein gutes Argument, aber ich würde gerne sehen, wie die tatsächliche Mathematik für die Dauer der Sonnenfinsternis funktioniert (und auch von Interesse ist die Häufigkeit und der Anteil der Zeit, die in der Sonnenfinsternis verbracht wird). In Bezug auf Duplikate frage ich hier speziell nach den Kosten für die Nachlieferung , und ich sehe das dort nicht. Ich glaube nicht, dass Sie Ihr "vielleicht Dummkopf" sehr sorgfältig durchdacht haben. Ich denke nicht, dass „Betrüger“ beiläufig herumgeworfen werden sollte, entschuldigt durch ein „vielleicht“.
@Antzi Ich habe es jetzt gerade beantwortet . Ich denke, dass das unter etwa 1400 km einfach nicht richtig ist, aber bitte korrigiere mich, wenn ich falsch liege!

Antworten (1)

Die Umlaufbahnen der ISS während des Shuttles wurden oft niedrig gehalten, um die Nutzlast des Shuttles zu erhöhen. Es hatte viele Verluste, die weit über 360 km hinausgingen. Nachdem das Shuttle ausgemustert wurde, wurde die ISS-Umlaufbahn etwas auf über 415 km angehoben, um die Luftwiderstandsverluste weiter zu reduzieren.

Die Hauptprobleme, die Sie bekommen, wenn Sie höher gehen, sind:

  • Reduzierte Nutzlast auf Versorgungsfahrzeugen
  • Erhöhte Sonnenlichtzeit (benötigt mehr Kühlung)
  • Erhöhte Strahlung
  • Erhöhtes Kollisionsrisiko mit Trümmern (Objektverweildauer ist über 400 km viel höher, sodass die Trümmerdichte mit der Höhe schnell ansteigt)

Im Jahr 2014 wurde die Höhe von 415-420 km auf unter 405 km verringert. Im Jahr 2015, obwohl die Höhe viel geringer war als in den letzten Jahren, wurde entschieden, dass eine normale Phasenverbrennung die Station „zu hoch“ bringen könnte, und sie senkten die Umlaufbahn tatsächlich propusiv , damit sie näher an 405 km bleiben konnte . Dieses Manöver macht keinen Sinn, wenn größere Höhen vorzuziehen wären. Die Pressemitteilung deutet darauf hin, dass dies hauptsächlich auf das Risiko von Trümmern zurückzuführen war.

Zumindest in Zeiten reduzierten Sonnenstresses scheint die Bedrohung durch MMOD so groß zu sein, dass sie nicht viel höher gehen wollen. Es scheint seit 2015 nicht mehr als 410 km angehoben worden zu sein.

ISS-Höhe von http://calsky.com

Höhe von calsky.com

Exzellent! Ich hatte überhaupt nicht daran gedacht, das Sonnenlicht zu reduzieren, aber jetzt, wo Sie es erwähnen, ja, diese Kühler auf Ammoniakbasis waren im Laufe der Jahre die Quelle für viel Drama. Ich schätze auch die Erklärung der Höhengeschichte sehr.
Ich bin ein wenig verwirrt von Ihrer Grafik, die die Abmessungen der Umlaufbahn zeigt. Wie kann das Perigäum höher sein als das Apogäum (zB 2005)?
Sie verwenden unterschiedliche Achsen. Perigäum links, Apogäum rechts. Verwirrender als es sein muss, aber ich habe keine bessere Quelle gefunden.
Einige Arbeiten, die wir mit dem ISS-Orbital-Trümmer-Team durchgeführt haben, zeigten, dass eine Erhöhung der ISS-Höhe um 10 km den orbitalen Trümmerfluss um 20 % erhöhte, eine enorme Menge für eine so kleine Höhenänderung
„Muss“ die ISS noch bei etwa 400 km sein?
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