Время жизни на низких и очень низких орбитах.

[Андрей Суворов]

Сейчас у нас аномально спокойное солнце. Следовательно, верхняя атмосфера редка и хорошо предсказуема. Где можно взять или как можно посчитать вероятные времена баллистического существования объектов на орбитах
150х175 км
170х195 км
190х215 км
над эллипсоидом. Считая объект сферой диаметром 150 мм и массой 2 кг.

Как известно, во время испытаний Р-36орб, ГЧ выводились на орбиты с перигеем около 150 км, но апогей при этом был довольно высокий, если мне не изменяет мой склероз, до 500 км доходило, а при этом можно перигей и ещё ниже опустить... А вот интересно для почти круговых орбит (апогей выше перигея ровно настолько, насколько нужно для компенсации ошибок выведения).

Помнится, пару раз или даже больше, Шаттлы выводились на орбиты с перигеем около 170 км - и не из-за аварии, а просто для ускорения фазирования.

Какая была орбита у Марс-96 и сколько он на ней провёл? И как бы собрать данные по всем отказам разгонных блоков? там же, как правило, вывод должен был осуществляться после примерно 3/4 витка, и поэтому очень низкая орбита выбиралась, как энергетически наиболее выгодная...

[Дмитрий В.]

Хм...
Для круговых орбит:
tсущ = H/[2*SIGM*ro*(mu*r)^0.5],
где
Н- высота однородной атмосферы (H= R0*T/(g1*M),
SIGM - баллистический коэф-т (Сх*S/m)
mu - гравитационный параметр Земли
r-радиус круговой орбиты
m-масса КА
ro-плотность воздуха
R0-универсальная газовая постоянная
g1-ускорение свободного падения на высоте орбиты
M-молярный вес воздуха на высоте орбиты
T-абсолютная кинематическая температура воздуха на высоте орбиты

Источник: "Динамика полета КА", В.М.Белоконов, КуАИ, 1985 г.

[Андрей Суворов]

Спасибо, конечно, но, эээ... Как я понимаю, активность Солнца учитывается тут через температуру и молярную массу?
В общем, погрешность такого расчёта будет порядочной... И трудоёмкость тоже. Но я попробую...

[Дмитрий В.]

Там еще формула есть для оценки времени существования КА на эллиптических орбитах с малым эксцентриситетом. Вот там, да, трудоемкость! :shock:

[Андрей Суворов]

А чему равно Сх для сферы при М=20?

[Дмитрий В.]

А чему равно Сх для сферы при М=20?

Цитирую тот же источник:
"В свободномолекулярном потоке Сха [коэф-т лобового сопротивления] слабо зависит от формы ИСЗ и определяется в основном характером отражения молекул воздуха от поверхности, Сха=2...2,5.
При полете ориентированного ИСЗ Sм [площадь миделя] известна. При неориентированном полете ИСЗ его движение относительно ЦМ принимают хаотическим и Sм=0,025*Sпов, Sпов - площадь поверхности ЛА.".
Можно полагать что поскольку сфера, независимо от того, ориентирована она или нет, остается сферой, то площадь ее миделевого сечения можно приянять за площадь большого круга.

[чайник17]

При полете ориентированного ИСЗ Sм [площадь миделя] известна. При неориентированном полете ИСЗ его движение относительно ЦМ принимают хаотическим и Sм=0,025*Sпов, Sпов - площадь поверхности ЛА.".

Описка где-то вкралась. Должно быть Sм=0,25*Sпов
Например, для сферы Sм=pi*R^2, Sпов=4*pi*R^2

[Дмитрий В.]

При полете ориентированного ИСЗ Sм [площадь миделя] известна. При неориентированном полете ИСЗ его движение относительно ЦМ принимают хаотическим и Sм=0,025*Sпов, Sпов - площадь поверхности ЛА.".

Описка где-то вкралась.

Не исключено.

[Андрей Суворов]

А ро берётся из стандартной атмосферы? но она же вообще не учитывает солнечную активность!
И температура берётся из стандартной атмосферы, и молекулярная масса?

[Дмитрий В.]

А ро берётся из стандартной атмосферы? но она же вообще не учитывает солнечную активность!
И температура берётся из стандартной атмосферы, и молекулярная масса?

Ну, есть же модели верхних слоев атмосферы, в т.ч. стохастические.

[Reader]

А чему равно Сх для сферы при М=20?

Для всех сфер, что летают выше 130 км - Сх=2,2 (моя экспертная оценка)

[Дмитрий В.]

А ро берётся из стандартной атмосферы? но она же вообще не учитывает солнечную активность!
И температура берётся из стандартной атмосферы, и молекулярная масса?

Например, ГОСТ - 22721-77 или Модель Яккиа.

[Андрей Суворов]

Для нескольких аппаратов, например, Луны-7, параметры опорной орбиты составляли 129 км перигей и 286 км апогей. Вопрос лишь в том, где перигей располагался (видимо, не в точке бросания, она у "семёрки", IMHO, повыше) и пролетала ли через него станция?

Она совершала по опорной орбите лишь 3/4 витка и запускала блок Л в районе над Гвинейским заливом, чтобы апогей транслунной траектории был в плоскости лунной орбиты.

Но были ж и отказавшие, названные "Космосами". Вот их бы срок жизни узнать интересно.

[Андрей Суворов]

И ещё - у меня выходит, что подъём перигея на 1 км требует снижения апогея на 10-12 км при той же энергетике. Понятно, что с точки зрения времени существования перигей не может быть слишком низким, однако, период, при таком опускании перигея и подъёме апогея увеличивается, то есть, время жизни может и возрасти, спутник же лишь часть времени находится  в более плотных слоях, а часть - в более разрежённых...

[Boo]

Чисто теоретически, примите перигей = 0, посмотрите, что оно даст с апогеем в Вашей идее... Точку экстремума идеи просчитать тоже интересно.
Вижу, Вы всё равно считаете неполный виток?

[Андрей Суворов]

Ну, если бы апогей был на высоте хотя бы тыщ 5-6 километров, тогда время существования было бы неплохим и при перигее 0
НО речь идёт о случае, когда и апогей и перигей - оба низкие, но НЕМНОГО понизив перигей можно выиграть в 10 раз больше в высоте апогея, и интересно, где оптимум? Проблема ещё и в том, что это делается с точки зрения использования неточных MEMS гироскопов для разворота по тангажу.
Вот иллюстрация того, что я хочу сказать:
http://balancer.ru/forum/punbb/attachment.php?item=139824&download=1