Wie stark drückt der Luftwiderstand auf die ISS? Ist es mehr als ein Pfund?

Hier ist eine grobe Schätzung. Die Höhe der ISS sinkt mit einer Rate von etwa 10 Metern pro Tag. Die Energie eines Massenkörpers$m$in einer Kreisbahn mit Radius$r$Ist$E=-\frac{\mu m}{2r}$, So

Edit: 10 Meter pro Tag ist die aktuelle Rate, entnommen aus dem Bild (Quelle und Credit: Heavens-Above ). Es kann ungewöhnlich niedrig sein, siehe die Kommentare.

Während die Antwort von Litho den ersten Schritt in der Frage anspricht, wie viel Luftwiderstand die ISS erfährt, geht sie nicht direkt darauf ein, warum es sich lohnt, sich über diesen Luftwiderstand Gedanken zu machen oder Geld auszugeben, um eine Technik zu entwickeln, um den Winkel des Solarmoduls entsprechend anzupassen für.

Selbst wenn der durch das tägliche Drehen der Solarmodule eingesparte Luftwiderstand unbedeutend wäre, hätte das Entwerfen dieser Funktion bei der Entwicklung des IIS aus Sicht des Projektmanagements dennoch Sinn machen können, da die ISS massiv und lang ist -fristiges Bemühen.

Zum einen ist der Transport von Treibstoff in den Weltraum sehr teuer! Um 2010 kostete es etwa 210 Millionen Dollar pro Jahr, die ISS im Orbit zu halten. Das ist ein riesiger Anreiz, in „kleine Effizienzen“ zu investieren. Daraus folgt, dass die NASA bereit wäre, etwas weniger als 1 Million Dollar pro Jahr auszugeben, um auch nur ein halbes Prozent dieses Treibstoffs einzusparen. ¹ Und in Anbetracht der Langlebigkeit der ISS wären sie bereit gewesen, deutlich mehr im Voraus auszugeben.

_{^{1 Sie könnten bereit sein,} mehr als den eingesparten Dollarbetrag an Kraftstoff auszugeben ; Das „Startgewicht“-Budget jeder Mission ist weitaus eingeschränkter als das „Startkosten“-Budget.}

Ich bin mir nicht sicher, wie lange die NASA ursprünglich geplant hatte, dieses Ding im Weltraum zu behalten; aber diese NASA-RSA-Vereinbarung von 1998 verwendet Ausdrücke wie permanente menschliche Präsenz ; ausgereifter Betrieb ; und Wartungspläne fünf Jahre im Voraus bereitstellen .

Da die ISS außerdem bereits ein System benötigte, um die Sonnenkollektoren zu drehen, um die Sonne zu verfolgen, wäre das Hinzufügen zusätzlicher Funktionen zu dieser großen, unvermeidlichen Anforderung vergleichsweise billig gewesen.

Bis zu einem gewissen Punkt hätte das Hinzufügen einer ausgefeilteren Logik zum Controller die Entwicklungskosten nicht wesentlich erhöht, da der Controller sowieso gebaut und codiert werden musste. Vielleicht war ein Upgrade der Hardware erforderlich, um einen besseren Bewegungsbereich zu erhalten, der für die Verfolgung der Sonne unbedingt erforderlich war.

Das könnte sich auf das Startgewicht auswirken, was normalerweise ein No-Go ist; aber wenn es bei zukünftigen Markteinführungen Gewicht spart, könnte es sich trotzdem lohnen. "Eine zusätzliche Funktion" hätte das Gesamtbudget für den Bau um kleine zusätzliche Kosten erhöht.

Die Überprüfung, ob das Feature funktioniert und nicht mit anderen Designanforderungen kollidiert, könnte leicht teurer sein als das Feature selbst; Sie müssen sicherstellen, dass alles andere noch funktioniert, wenn Sie die Stromverfügbarkeit optimieren. Die Gesamtkosten aus Sicht der Arbeitsstunden hätten sich jedoch über Hunderte anderer Merkmale amortisiert, die bereits dem Design innewohnten und bereits auf gegenseitige Kompatibilität abgeglichen werden mussten.

Darüber hinaus bestand der ganze Sinn der ISS darin, ein langlebiges, aufrüstbares System zu sein. Sie hätten ein ausgefeilteres (aber weniger kritisches) Update für das Panel-Steuerungssystem weit nach dem Startdatum 1998 veröffentlichen können – zu einer Zeit, als Zeitpläne, Budgets und Aufsichtsbeschränkungen sich alle etwas gelockert hatten. Ich bin mir sicher, dass sie heute Over-the-Air-Updates für einige reine Software-Upgrades durchführen, obwohl ich nicht erraten würde, wie es 1998 funktioniert hat.