Eine aktuelle Antwort über Kommunikationssatelliten in VLEO (≤350 km) schätzt eine nutzbare Umlaufbahnlebensdauer von etwa einem Monat ohne Treibstoff.
Das heißt, sobald das Fahrzeug keinen Treibstoff mehr hat, um die Umlaufbahn aufrechtzuerhalten, DANN hat es eine verkürzte Lebensdauer.
Wie Sie sich vorstellen können, ist eine Konstellation mit 7000 Satelliten, die insgesamt jeweils einen Monat dauern, unmöglich oder bestenfalls unwahrscheinlich. Quelle
Wie viel Treibstoff würde/wird es also brauchen, um sie ein paar Jahre im Orbit zu halten?
Die Antwort ist offensichtlich, dass "es darauf ankommt" , und ich würde sagen, viel .
Ein guter Ausgangspunkt ist die Feststellung, dass der GOCE-Satellit am 17. März 2009 gestartet wurde und am 21. Oktober 2013 zerfiel, wobei er mehr als 4 Jahre in einer Umlaufbahn in 250 km Höhe blieb. Es verwendete einen elektrischen Antrieb und der Treibstoff ging am 21.10.2013 aus. Seine Startmasse betrug 1077 kg, einschließlich bis zu 100 kg Treibmittel (Xenongas).
Denken Sie angesichts des praktischen Beispiels daran, dass im Grunde Kraftstoff vorhanden ist, um den Luftwiderstand zu kompensieren Wirkung vorbei Zeit, die sich grob abschätzen lässt mit:
Beachten Sie nun, dass dies ziemlich einfach ist, Sie tanken immer noch für Orbitalmanöver und Sicherheitsspielraum, aber bei dieser Art von Formel (sehr schlechte Annäherung) kommen ein paar weitere Komponenten ins Spiel:
- die Missionszeit
- der Luftwiderstandsbeiwert
- die Atmosphärendichte (die aufgrund von Sonnenzyklen über Jahre variiert)
- die Umlaufgeschwindigkeit (die möglicherweise nicht konstant ist)
- Dies ist die Abgasgeschwindigkeit Ihres Gases, ist aber eher ein Proxy für bessere technische Referenzen wie die , bringt aber zum Ausdruck, dass der verwendete Kraftstoff und seine Effizienz relevant sind.
- den relevanten Bereich des Raumfahrzeugkörpers
Die Dinge würden auch stark davon abhängen, ob Sie einen ständig eingeschalteten elektrischen Antrieb oder regelmäßige Flüssigbrennstoffverbrennungen verwenden.
Elektroantrieb macht am meisten Sinn. Luftatmender Antrieb ist jetzt möglich - treibstoffbasierte Missionen haben eine sehr begrenzte Lebensdauer und das Gewicht macht sie teuer.
Die Hauptkosten sind dann die elektrische Energie, was ein zweischneidiges Schwert ist. Es wird mehr Strom benötigt, aber mehr Sonnenkollektoren verursachen mehr Luftwiderstand. Irgendwo zwischen diesen beiden gibt es einen Kompromiss.
Bearbeiten: Um den verlinkten Artikel zusammenzufassen: Die ESA hat das erste elektrische Triebwerk entwickelt, das die Atmosphäre als Treibmittel aufnimmt, was VLEO eröffnen würde. GOCE der ESA flog mit einem Xenon-Triebwerk über 4 Jahre in 250 km Entfernung, aber diese Lebensdauer war durch die 40 kg Xenon-Treibmittel begrenzt, die es trug. Wenn dieser Treibstoff an Bord stattdessen Atmosphäre wäre, hätte der Satellit länger durchgehalten.
äh
Saiboogu