Schub für die Ableitung der Sonnensegelgleichung

Im neuen SMAD (Kapitel 18 Space Mission Engineering and Analysis) haben sie die Gleichung für den Schub eines Sonnensegels und eine reduzierte Version. Variablen werden in dieser Frage beschrieben .

Ich möchte diese Vereinfachung wiedergeben. Kann jemand erklären, wie sie von der ersten zur vereinfachten Version gekommen sind? Welche Zahlenwerte ( auch die tatsächlichen Werte , nicht nur ihre Beschreibungen) wurden wahrscheinlich verwendet, um den Zahlenwert zu erhalten 9.113 × 10 6 ?

Kapitel 18 Weltraummissionstechnik und -analyse

Können Sie erläutern, was jede der verwendeten Variablen bedeutet?
Hier ist ein Anhaltspunkt für Sie: Holen Sie sich den Wert der Lichtgeschwindigkeit in m/s, den Wert des Sonnenflusses in W/(m*m) bei 1 AE und den Faktor 2 und sehen Sie, ob Sie darauf kommen diese magische Zahl. Dann wette ich, dass du den Rest herausfinden kannst.

Antworten (1)

Einheit

Beim Umgang mit einer magischen Zahl ist es wichtig zu wissen, welche Einheit sie haben soll.

F = 2 R S EIN c Sünde 2 θ = 9.113 × 10 6 R EIN D 2 Sünde 2 θ

  • F ist ein Schub (=Kraft) in Newton.
  • R , 2 und Sünde 2 sind einheitslos.
  • EIN ist ein Gebiet in m 2 .
  • Das bedeutet es S c ist ein Druck in Pascal.

Durch Vereinfachung R , EIN und Sünde , wir bekommen:

2 S c = 9.113 × 10 6 1 D 2

  • D ist ein Abstand in EIN U
  • Das bedeutet es 9.113 × 10 6 ist eine Kraft in einer nichtkonventionellen Einheit: P a s c a l EIN U 2

Wert

Diese Gleichung sollte überall im Sonnensystem gültig sein. Insbesondere sollte es auf der Erde funktionieren ( D = 1 EIN U ), wo S ist die Solarkonstante : 1361 W / m ² .

Verwenden von qcalculate mit 2 S / c :

> 2 * 1361W/m² / c to Pa

  ((2 * (1361 * watt)) / (meter^2)) / speed_of_light = approx. 9.0796147 uPa

Nahe genug! Es scheint, dass 1366 W / m ² verwendet wurde, um zu bekommen 9.113 × 10 6 P a .

Unter Verwendung des Abstandsgesetzes erhalten Sie die gewünschte Gleichung.