Wie oft muss die ISS in eine höhere Umlaufbahn befördert werden?

Ich weiß, dass die ISS, die sich in einer niedrigen Erdumlaufbahn befindet, regelmäßige Boosts benötigt. Aber ich kann keine Informationen darüber finden, wie oft dies vorkommt. Wird es während jeder Versorgungsmission durchgeführt, nur während einiger von ihnen, oder gibt es Missionen, deren einziger Zweck darin besteht, die Umlaufbahn der Station zu verbessern (scheint nicht wahrscheinlich zu sein, aber was weiß ich)? Sind die Boosts groß oder klein und regelmäßig? Wie stark schwankt die Umlaufbahnhöhe im Laufe der Zeit? Ich meine nicht zwischen Apsiden; Sagen wir, wie oszilliert das Apogäum?

Nur das Space Shuttle (im Ruhestand) und dann Progress oder ATV (jetzt im Ruhestand), wenn sie am Heck von Zarya angedockt sind, können die Station neu starten. Die Station kann sich selbst verstärken und wird von Progress betankt.
Sie tun es jetzt seltener, da die Station nicht mehr niedrig genug sein muss, um in Reichweite des Space Shuttles zu sein.
@geoffc Ah, ich wusste nicht, dass es einen eigenen Booster hat, macht natürlich Sinn. Aber trotzdem frage ich mich, wie oft die Boosts passieren. Ich kann mir vorstellen, dass sie einige Experimente stören würden, also können sie nicht zu häufig sein.
Wie oft hängt von der Höhe der Station und der Dichte der oberen Atmosphäre ab. Die Sonne ist bei weitem die größte Ursache für Veränderungen in der Dichte der oberen Atmosphäre. Die Dichte variiert stark mit dem Sonnenzyklus, aber selbst während der Sonnenminuten ist alles, was es braucht, eine anständige Sonneneruption, um die obere Atmosphäre wie einen Ballon anschwellen zu lassen.

Antworten (1)

Am einfachsten zu sehen sind die ISS-Orbital-Reboosts, indem man die Höhe der ISS (wobei mit Höhe die Umlaufbahnhöhe über dem mittleren Meeresspiegel gemeint ist ) bei Heavens Above überprüft. Für das letzte Jahr ist dies beispielsweise die Grafik:

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Dieses Diagramm zeigt die Umlaufbahnhöhe der ISS im letzten Jahr. Deutlich zu erkennen sind die Re-Boosts, die plötzlich die Höhe erhöhen, und das allmähliche Abklingen dazwischen. Die Höhe wird über eine Umlaufbahn gemittelt, und die allmähliche Abnahme wird durch atmosphärischen Luftwiderstand verursacht. Wie aus dem Diagramm ersichtlich ist, ist die Sinkgeschwindigkeit nicht konstant, und diese Schwankung wird durch Änderungen in der Dichte der dünnen äußeren Atmosphäre verursacht, die hauptsächlich auf die Sonnenaktivität zurückzuführen ist. (Quelle und Kredit: Heavens Above )

Wie Sie sehen können, werden Reboosts (plötzliche Höhenspitzen in Diagrammen) im Durchschnitt etwa einmal pro Monat durchgeführt, aber es kann viele aufeinanderfolgende Monate geben, in denen keine Anpassung der Umlaufbahnhöhe zur Station erfolgt. Heutzutage geschieht dies entweder durch den Besuch von Progress-Versorgungsfahrzeugen oder der Schubdüsen der Station auf den Orbitalmodulen Zarya und Zvezda, indem Treibmittel verwendet werden, die von Versorgungsfahrzeugen an die Station geliefert werden.

Die mittlere Umlaufbahnhöhe der ISS ist jedoch jetzt höher als während der Space-Shuttle-Besuche, als sie noch zusammengebaut wurde, um den Zugang der Space Shuttles zu erleichtern und ihre Gesamtnutzlast auf die Umlaufbahnkapazität zu erhöhen. Seit dem Abschluss der Montage im Jahr 2011 und dem Ausscheiden der Space-Shuttle-Flotte wurde ihre Umlaufbahn von etwa 355 km auf jetzt etwa 415 km (Durchschnitt) angehoben:

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Früher wurden Orbital-Reboosts auch durchgeführt, um den Phasenwinkel der Station anzupassen, damit ihre Umlaufbahn für die Space-Shuttle-Flotte zu günstigen lokalen Zeiten häufiger zugänglich war, aber jetzt scheinen diese Phasenwinkel-Reboosts seltener zu sein, werden aber immer noch für einige Orbit-Rendezvous von Besucherfahrzeugen durchgeführt.

Weitere Informationen zu jedem spezifischen Neustart finden Sie im ISS On-Orbit Status Report . Der letzte Neustart (zum Zeitpunkt des Schreibens dieser Antwort) wurde am 6. Mai von Progress M-26M durchgeführt, trotz des Verlusts des Progress M-27M-Fahrzeugs:

Täglicher ISS-Zusammenfassungsbericht – 05.06.15

ISS-Neustart: Heute Morgen führte die ISS einen Neustart mit 58P-Triebwerken durch, um die Phasenanforderungen für die am 13. Mai geplante Landung von 41S festzulegen. Die Brenndauer betrug 12 Minuten und 17 Sekunden mit einem Delta-V von 1,34 Metern/Sekunde.

Während der Space-Shuttle-Jahre wurden kleine Reboosts auch von den Shuttle Orbitern ( laut Wikipedia hatten sie dafür 232 kg Treibstoff zur Verfügung) und in den letzten Jahren auch von den ATV-Versorgungsfahrzeugen durchgeführt , wobei der letzte der fünf von ihnen abgedockt wurde von der Station im Februar 2015. Der letzte ATV-Neustart wurde von diesem ATV-5 von Georges Lemaître am 10. August 2014 durchgeführt . In Zukunft könnte die Station auch eine Testversion des VASIMR-Triebwerks erhalten , das solche Reboosts in Bezug auf den Reaktionsmassenverbrauch effizienter durchführen könnte.

Ein weiteres Diagramm aus Wikipedia: en.wikipedia.org/wiki/… . Dies ist vor der Fertigstellung der Station, aber Sie können den Effekt des Sonnenzyklus leicht erkennen. Die Segmente zwischen den Wiederaufladungen sind zwischen Ende 1999 und Mitte 2002 viel steiler als zu anderen Zeitpunkten. Das stimmt gut mit dem Höhepunkt des Sonnenzyklus 23 überein.
@DavidHammen Danke! Ja, dazu gibt es viel zu sagen, ich hatte eigentlich auf mehr Antworten als Kommentare gehofft. :) Hier ist ein netter Blogbeitrag von jemandem über ISS-Reboosts , den ich gefunden habe. Habe es gerade gelesen, bisher scheint es gut zu sein. Ein zusätzlicher Punkt, den wir noch nicht angesprochen haben, ist, dass die Station auch eigene Triebwerke für Trümmervermeidungsmanöver benötigt und solche Manöver (wie durch Weltraumwetter und nachfolgende atmosphärische Gezeiten verursachte Manöver), wenn auch selten, unvorhersehbar wären, wann sie durchgeführt werden müssen .
Hier ist eine weitere Grafik von November 1998 bis Januar 2006. Diese wurden in den vergangenen ISS On-Orbit Status Reports veröffentlicht, aber archivierte PDF-Dateien sind schrecklich lang und umständlich zu durchsuchen, und ich habe keine einzige Quelle mit einer Liste oder gefunden ein Diagramm aller jemals durchgeführten ISS-Reboosts (obwohl es möglich sein sollte, eines zu erstellen).
Wissen Sie ungefähr, welche Schubkraft das auf Dauer benötigen würde?
@DougMcClean Ich glaube, das wurde schon einmal irgendwo auf der Website erwähnt. Ich erinnere mich nicht an die genaue Zahl, aber in der Größenordnung von 1 m / s pro Woche (in der aktuellen Höhe, vor Abschluss der Montage wären es mehr) klingt es ungefähr richtig. Suchen Sie nach „ISS-Zerfallsrate“ oder etwas Ähnlichem.
Kühl. Nach meiner Mathematik sind das ungefähr 0,7 N, basierend auf dem, was Google für die Masse der ISS angibt, 420 Mg.
Das Höhendiagramm zeigt eine geradlinige lineare Deklination eines Objekts mit Vorwärtsflugbahn und Abwärtskraft, dies kann kein Objekt im Orbit sein. Umlaufbahn ist ein Name für Objekte im parabolischen freien Fall zum Erdmittelpunkt, parabolisch muss die Form der Höhendeklination sein, nicht linear. Es besagt, dass der Luftwiderstand die Umlaufbahn zerfällt. Der primäre Zerfall wird durch die Kraft der Erde auf die 100000-Tonnen-Raumstation und die Zunahme der Geschwindigkeit in Richtung Erde in ihrem parabolischen Umlaufbahnzerfall verursacht. Die Menge an Schub, die benötigt wird, um die Richtung von unten nach oben zu ändern, ist
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