Wenn ein Satellit zerstört und in mehrere kleine Trümmerteile gesprengt wird, hat jedes dieser Teile eine winzige Wahrscheinlichkeit, einen anderen Satelliten zu zerstören, wodurch mehr Trümmer entstehen, die nun eine noch höhere Wahrscheinlichkeit haben, einen anderen Satelliten zu zerstören und so weiter (Kessler-Syndrom ) .
Ich frage mich, wie viele Satelliten die Menschheit zu LEO stationieren müsste (sagen wir 350-600 km Höhe, wo sich wahrscheinlich in naher Zukunft eine große Anzahl von Internet-Satelliten befinden wird), bevor die Wahrscheinlichkeit einer Kettenreaktion nach selbst einem einzigen katastrophalen Ausfall nicht mehr besteht. trivial?
Nun, ich bin eigentlich hierher gekommen, weil ich eine sehr ähnliche Frage hatte. Aber ich habe mir ein paar Gedanken darüber gemacht und dies ist meine Antwort auf die Frage "Was ist die kritische Satellitendichte, um ein schweres Kessler-Syndrom zu verursachen?". Es ist nicht vollständig, nicht die direkte Antwort auf Ihre Frage und nicht unbedingt richtig.
Wenn Sie also die Satellitendichte in einer bestimmten Orbitalschicht bestimmen möchten, müssen Sie zuerst die verfügbare Fläche kennen. Die Erde hat einen mittleren Radius von 6371 km, zu dem wir die Bahnhöhe von 500 km addieren. Das würde uns eine Kugel mit einer Oberfläche von 593 266 412 km² geben .
Selbst wenn Sie ein Satellitennetzwerk mit 1 Million Satelliten haben, die gleichmäßig über diese Fläche verteilt sind, hat jeder Satellit über 593 km² Fläche für sich.
Als nächstes können Sie die Kapazität einer bestimmten Umlaufbahn bestimmen. Da alle Objekte, die sich auf einer bestimmten Höhe im Orbit befinden, die gleiche Geschwindigkeit haben, gibt es keine Kollisionen, wenn alle Satelliten in einem bestimmten Orbit in die gleiche Richtung fliegen (dh alle mit 0° Neigung ) .
Wenn Ihre Satelliten also eine durchschnittliche Länge von 30 m haben (was für einen Satelliten eigentlich viel ist) und Sie den gleichen Abstand zwischen den Satelliten haben möchten, können Sie etwa 720 000 Satelliten in einer Umlaufbahn von 500 km mit einem Umfang von 43 200 km unterbringen .
Da sich die Satelliten aber tatsächlich in unterschiedliche Richtungen bewegen, überschneiden sich ihre Umlaufbahnen manchmal. Hier wird es schwierig. Mein Ansatz besteht darin, zu prüfen, wie viele Satelliten einen bestimmten Punkt passieren können, ohne miteinander zu kollidieren.
Wir müssen also die Orbitalgeschwindigkeit kennen :
Bei dieser Geschwindigkeit passiert ein 30-m-Satellit mit einem Sicherheitspuffer von weiteren 30 m einen bestimmten Punkt in etwa 8 Millisekunden . Bei einer Umlaufzeit von etwa 90 Minuten bedeutet das, dass etwa 675.000 Satelliten denselben Fleck passieren können, bevor der erste Satellit den Fleck wieder erreicht.
Nun, das sind alles sehr abstrakte Zahlen, und es werden keine exzentrischen Umlaufbahnen, unterschiedliche Umlaufbahnrichtungen oder sogar Umlaufbahnmanöver berücksichtigt, aber bedenken Sie, dass dies nur für die einzelne Umlaufbahnschicht bei 500 km gilt. Wenn Sie jede 100-m-Höhenzunahme als eine neue orbitale Schicht betrachten, die den Satelliten enorm viel Platz bietet. Andererseits müssen Sie natürlich Schnittpunkte zwischen diesen Schichten usw. berücksichtigen. An dieser Stelle habe ich aufgehört, weil zu diesem Zeitpunkt alle Berechnungen viel zu komplex werden, um sie von Hand oder vielleicht sogar von meinem Computer durchzuführen.
Meine bisherige Schlussfolgerung ist, dass der Platz in LEO (~200 - 1000 km) sicherlich ausreichen wird, um mindestens 100 000 Satelliten zu handhaben , wenn die Umlaufbahnen relativ zueinander geplant sind und die meisten Satelliten Manövrierfähigkeiten haben, um Abstürze zu vermeiden der seltene Fall eines direkten Kollisionskurses. Auch nur der "kleine" Raum direkt um die Erde herum ist doch wahnsinnig groß.
Benutzer10509
Slarty