¿Cuál es el efecto de la fricción del aire en la velocidad del satélite? He oído que la velocidad del satélite aumenta con la fricción del aire. Pero estoy confundido, ¿cómo es posible?
La fricción del aire aumenta la velocidad del satélite. algo así como.
Supongamos, por ejemplo, que el satélite se encuentra en una órbita circular con la velocidad adecuada para la altura a la que se encuentra. Ahora toca una pequeña porción de atmósfera, lo que ralentiza un poco al satélite (sí, ralentiza).
El satélite se encuentra ahora en su apogeo en una nueva órbita elíptica. A medida que avanza en el vacío puro, desciende hacia su perigeo y debe, por conservación tanto del movimiento angular como de la energía, aumentar su velocidad.
En el momento del perigeo, el satélite se encuentra con otra pequeña porción de atmósfera, lo que nuevamente lo ralentiza un poco. Simplemente sucede que la desaceleración es suficiente para darle al satélite una órbita circular, a la nueva altura más baja y, por lo tanto, a una velocidad más alta que la que tenía al comienzo de este proceso.
Los tres pasos de desaceleración por fricción, aceleración orbital y desaceleración por fricción se combinan para dar una aceleración orbital.
La dinámica orbital es rara...
Esperaría que la velocidad del satélite disminuya al volver a entrar; no acelerar. La mayoría de los satélites terrestres, incluso los que se encuentran en órbita terrestre baja, no encuentran suficiente resistencia atmosférica o del aire para degradar significativamente sus órbitas y volver a entrar en la atmósfera. Es cierto que los satélites Iridium en LEO a menudo hacen esto. Tienen una vida útil relativamente breve (unos pocos años) antes de que se produzca la reentrada debido a que bordean la atmósfera superior, pero esta es la excepción.
Para que la fricción atmosférica aumente la velocidad de un satélite, la atmósfera del planeta que está orbitando debería ser una que sufra una súper rotación, o en otras palabras, la atmósfera tendría una velocidad mayor que la velocidad del satélite. Esta sería una situación inusual, por decir lo menos, ya que la atmósfera también tendería a escapar del planeta.
La fricción del aire (simplemente una forma de fricción) como observamos en nuestra vida cotidiana se opone al movimiento/estado del cuerpo (en este caso, el movimiento del satélite). Es cierto que la fricción del aire es responsable de la disminución de la velocidad del satélite, lo que disminuye la energía cinética y, en última instancia, la energía total del satélite.
Pero como sabemos, cualquier forma de sistema transita a un estado de menor energía después de perder energía (exactamente el caso de los electrones excitados que regresan al estado fundamental después de perder energía en un átomo).
Como el satélite también comienza a girar en una nueva órbita de radio más pequeño que antes, por la conservación del momento angular debe tener una velocidad angular más alta alrededor del planeta.
Y el aumento de la velocidad angular significa definitivamente un aumento de su velocidad, v=rw.
qmecanico