Würde der Poynting-Robertson-Effekt jemals schneller sein als ein Sonnensegel von einer Umlaufbahn von 1 AE zur Sonne?

In dieser Antwort auf Brauchen Sie eine Geschwindigkeit von 0 km/s, um in die Sonne zu krachen? Ich erwähne Sonnensegel für den rückläufigen Schub und den Poynting-Robertson als zwei Möglichkeiten, wie ein Objekt sich so langsam in die Sonne drehen kann.

Unter Verwendung bekannter Materialien mit bescheidenen Extrapolationen ( wie sie es für Sonnensegel tun ) und Ignorieren der Verschlechterung durch Sonnenwind, Strahlungsschäden und Meteoriten gibt es ein Massenregime, in dem eine für den Poynting-Robertson-Effekt optimierte Konfiguration schneller wäre als eine für a optimierte Konfiguration Vanille-Sonnensegel, um von einer 1-AE-Umlaufbahn zur Sonne zu gelangen?

Wenn zum Beispiel zwei Teams die Aufgabe erhalten würden, ein passives Sonnenspiralfahrzeug zu entwerfen, und ihnen die gleiche Massenbeschränkung gegeben würde, würde das SolarSailors-Team immer gewinnen, egal welche Masse gewählt wurde, oder gibt es einige Massen, bei denen die PoyntingRobertsons gewinnen könnten?


Eventuell hilfreich:

Sonnensegel :

Poynting-Robertson-Drag :

Antworten (1)

Nein. Nehmen wir das Szenario „gegen die Sonne wenden“ .

Der optimale Einfallswinkel für ein 100 % reflektierendes Sonnensegel zur Verringerung der Umlaufgeschwindigkeit um die Sonne beträgt 45 Grad, alle reflektierten einfallenden Strahlen werden um 90 Grad prograd reflektiert, maximaler Rückschub. Mehr oder weniger und ein Teil des Schubs hätte eine nutzlose radiale Komponente. Für weniger als 100 % Reflexion kann der Winkel etwas höher sein; Das gesamte absorbierte Licht liefert einen nutzlosen radialen Schub, aber es wird (im Durchschnitt) senkrecht zum Segel zurückgestrahlt, so dass es von Vorteil sein kann, wenn man ihm ein wenig progressive Vorspannung auf Kosten des Verlusts von etwas an der Reflexion gibt; dennoch liefert das reflektierte Licht viel mehr Impuls, so dass das Ziel sein wird, so nahe wie möglich an 100 % Reflexionsvermögen zu kommen.

Andererseits ist der Poynting-Robertson-Effekt äquivalent zu demselben, jedoch bei einem Einfallswinkel von A R C T A N ( C 29.7 k M / S ) , das sind etwa 89,994 Grad. Fast, aber nicht ganz die völlig nutzlosen 90 Grad, bei denen kein Licht einen rückläufigen Schub beitragen und tatsächlich keines die Segeloberfläche treffen würde.

Das ignoriert sogar die unmögliche technische Herausforderung, dass das "Poynting-Robertson-Segel" das reflektierte Licht nicht auf andere Teile des Fahrzeugs treffen lässt; machbar bei spärlichem losen Staub, kein strukturell solides makroskopisches Raumschiff.

Für das Segel besagt diese Antwort , dass es näher an 35 Grad liegt. Können Sie einige unterstützende Quellen für die Arctan-Gleichung zitieren? Danke!
@uhoh Ich habe nur den zweiten Absatz des Abschnitts "Quelle des Effekts" des Wikipedia-Artikels, den Sie verlinkt haben, in Bezug auf Trigonometrie gesetzt.
Oh Mann, ich habe die ganze Zeit über den Yarkovsky-Effekt nachgedacht , wo ich Poynting-Robertson geschrieben habe , meine Güte. Das ist nicht die Frage, von der ich dachte, dass ich sie gestellt hätte, aber dies ist definitiv die Antwort auf das, was ich gefragt habe. (Ich denke ernsthaft darüber nach, das weiter zu untersuchen) Ich werde es ein paar Mal um die Erde gehen lassen und dies wahrscheinlich akzeptieren und in der Zwischenzeit sehen, ob ich eine Yarkovsky-Frage stellen kann, die diese ergänzt (was ich ' wollte fragen). Danke!