Warum können CubeSats keine Schwerkraftunterstützung von Weltraumschrott im erdnahen Orbit erhalten?

Ich habe eine einfache Frage: Warum wird Weltraumschrott, der die Erde umkreist, nicht für Schwerkraftverstärkungen verwendet, um kleine CubeSats in höhere Umlaufbahnen oder zu anderen Planeten zu bringen?

Ich weiß, dass die aktuelle Mathematik für Schwerkraftverstärkung und Schwerkraftbremsung aus numerischen Lösungen für das 3- und 4-Körper-Problem in der Astrodynamik aufgebaut ist, aber im erdnahen Orbit zwischen Weltraumschrott und einem kleinen Satelliten (vielleicht einem Cubesat oder Kicksat) konnte nichts Ähnliches getan werden )?

Wenn der CubeSat in die Umlaufbahn gegen den Weltraumschrott geschossen wird und er nahe genug am Weltraumschrott vorbeikommt, kann der CubeSat meines Wissens nach einen massiven Geschwindigkeitsschub (fast 8 km / s) erhalten, wenn seine Umlaufbahn durch den geändert wird Weltraumschrott. Übersehe ich hier etwas? (Vielleicht überschätzen Sie den Gravitationseinfluss des Weltraumschrotts?)

Die Schwerkraft dieser kleinen Weltraumschrottstücke ist schrecklich gering, nur der Schwerkraftgradient von leicht unterschiedlichen Umlaufhöhen über der Höhe wäre um Größenordnungen größer als die Schwerkraft, zwischen ein paar Kilogramm und ein paar hundert Kilogramm Müll, die Millimeter an jedem vorbeifliegen andere. Ein typisches Beispiel: Schwerkraft von 1 Tonne, Objekt mit 1 Meter Durchmesser bei 1 mm Vorbeiflug und Schwerkraftgradient entlang desselben Objekts in ISS-Höhe . Hatten Sie stattdessen vielleicht so etwas im Sinn?
Ich habe 5500 Tonnen (die geschätzte Masse von All The Space Junk) und einen Radius von 5,5 m (~ eine massive Stahlkugel von 5500 Tonnen) eingesteckt und 1,2 × 10 ^ -5 m / s ^ 2 herausbekommen.

Antworten (2)

In einer kürzlich gestellten Frage zu New Horizons wurde gezeigt, dass der Planet Pluto NH eine Schwerkraftunterstützung im Wert von etwa 21 km/h gab. Jetzt wiegt Pluto 10 22 kg. Wenn Ihr Weltraumschrott 10 Tonnen wiegt ( 10 4 kg) (ungefähr das größte Stück Müll, das es heute gibt), sein Gravitationseinfluss wäre 22-4 = 10 − 18 mal die Größe von Pluto, dh Minute.
10 − 18 km/h ist ein Femtometer pro Stunde oder 1/10000 Mal der Durchmesser eines Atoms.

New Horizons hat sich sehr weit von Pluto entfernt, daher könnte diese Zahl um einiges besser sein. Wenn Sie beispielsweise einen Unterschied von 100 m annehmen, könnte die Gravitationswirkung 5e9-mal stärker sein. Immer noch nicht viel, aber etwas...
Das müsste innerhalb von 100 m vom Massenschwerpunkt des Assistenten liegen, nicht 100 m von der Oberfläche entfernt. Für jedes massive Objekt bedeutet das darin .
Aber 5e9 profitiert stark von 10e-18.
@PearsonArtPhoto Hätte NH die Oberfläche von Pluto gebürstet, wäre es 11,5-mal näher am Zentrum von Pluto gewesen. Ich weiß nicht, wie viel stärkere Gravitationsunterstützung ihm das gegeben hätte.

Es wäre theoretisch möglich, aber es wäre sehr schwierig, es richtig auszurichten, mit sehr hohen Folgen für Fehler (Kollision der beiden Objekte) und würde nicht viel tun, wenn überhaupt, um die Geschwindigkeit zu ändern. Die Masse des Weltraumschrotts ist so gering, dass sie wirklich keinen großen Einfluss auf die Umlaufgeschwindigkeit des Weltraumschrotts haben würde.

Damit dies funktioniert, wäre im Grunde ein viel dichterer Satellit erforderlich, als normalerweise gefunden wird, einer, der wahrscheinlich den Wiedereintritt überleben würde. Dieser Satellit müsste dann perfekt auf den Empfangssatelliten ausgerichtet sein. Da von einem so kleinen Objekt fast keine Schwerkraft ausgeht, wäre jede Krafteinwirkung minimal.

Selbst wenn Sie ein massiv dichtes Objekt hätten, müssten Sie Kraftstoff verwenden, um die beiden Objekte auszurichten. Selbst der kleinste Schub, um dies zu erreichen, wäre mit ziemlicher Sicherheit mehr, als Sie aus dem Manöver gewinnen würden.

Gravitationshilfen funktionieren nur mit wirklich massiven Objekten. Planeten haben normalerweise die erforderliche Größe, damit es funktioniert. Große Monde funktionieren auch, aber nur geringfügig. Weltraumschrott, nun ja, jeder Effekt wäre extrem minimal.

Es ist nicht einmal theoretisch möglich. Wenn Sie einem Stück Weltraumschrott nahe genug kommen, um Gravitationseffekte messbar zu machen, würde die Anziehungskraft der Schwerkraft durch die elektromagnetische Abstoßung massiv überwältigt werden.
Wenn Sie ein ausreichend massives Stück eines Objekts hätten, könnte es getan werden. Elektromagnetische Abstoßung würde wirklich nicht zutreffen, würde ich denken ...
Die elektromagnetische Abstoßung wird ziemlich beträchtlich, wenn Sie versuchen, zwei Objekte dazu zu zwingen, denselben Raum einzunehmen . Abgesehen davon werden atmosphärische Spureneffekte in LEO, Sonnenwind und mehrere andere kleine Effekte immer noch die Gravitation dominieren.
Sicher, wenn Sie sie aufeinandertreffen, werden sie einige deutlich negative Auswirkungen haben. Theoretisch wäre dies nur möglich, wenn Sie ein wirklich massives, dichtes Objekt hätten und sehr nahe an der Oberfläche vorbeifahren würden. Wie dicht ist ein Objekt? Es müsste die dichteste Substanz sein, die der Mensch kennt, und zwar eine ganze Menge davon. Aber ja, ich stimme zu, es ist im Grunde vernachlässigbar und würde im praktischen Sinne nicht wirklich funktionieren. Ich habe ein paar Details hinzugefügt, um dies klarer zu machen.
Ich denke, das OP hatte echte Weltraumschrott im Sinn. Das heißt, Dinge, die jetzt tatsächlich dort oben sind. Keine Neutroniumkerne, die von Verstärkerstufen des Higgs-Antriebs übrig geblieben sind.
Warum können CubeSats keine Schwerkraftunterstützung von Weltraumschrott im erdnahen Orbit erhalten?
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