¿Cuántos escombros caerán al suelo del Long March 5B en comparación con los escombros de una etapa superior GTO?

Se comentó que actualmente hay 22 etapas superiores de SpaceX en órbita que eventualmente volverán a ingresar de manera descontrolada. PcMan señaló eso cuando le pregunté por qué el Gran Marcha 5B no fue desorbitado intencionalmente , y es un buen punto. Si sumas todas esas etapas, eso es más masa que el 5B, supongo. No revisé las otras etapas de lanzamiento de GTO también en órbitas decrecientes.

Estoy omitiendo la discusión de cómo la dificultad de sacar de órbita muchas etapas superiores que operan en sus límites en los lanzamientos a la órbita de transferencia geoestacionaria, se compara con sacar de órbita una etapa central que fue empujada al límite para poner algo en una órbita baja. Probablemente preguntaré sobre la dificultad de salir de órbita más tarde.

Solo estoy tratando de entender cómo se compara la cantidad de escombros. Las etapas superiores del Falcon 9 llegarán con más velocidad y son objetos mucho más pequeños. ¿Cómo se compara la cantidad de escombros que resultarán del reingreso de la 5B con los escombros de una de esas etapas?

Respuestas (2)

Es muy difícil predecir qué puede sobrevivir al reingreso, pero encontré esto en Mir (una salida de órbita controlada):

La gran masa de Mir, más de 143 toneladas (incluida la nave espacial Progress M1-5 acoplada) [...] Se espera que una parte considerable [sic] de Mir, quizás 20 toneladas o más , sobreviva al reingreso (énfasis mío).

de The Aerospace Corporation , se vinculó en la página de Wikipedia de Deorbit of Mir , referencia 13.

Una séptima parte o ~14 % (~3000 kg para el propulsor de ~20 000 kg) podría ser una buena suposición, aunque probablemente sea mayor para las etapas de los cohetes que para las estaciones espaciales debido a que los motores tienen tolerancias térmicas más altas que los módulos de las estaciones espaciales.

Creo que las etapas GTO no ingresan necesariamente con velocidades más altas porque el arrastre es más fuerte en el periapsis y, por lo tanto, reduce el apoapsis en órbitas repetidas hasta que es básicamente comparable a una reentrada en órbita terrestre baja como se ve en la etapa central LM-5:

Y más dramáticamente en estos otros desechos en una órbita más alta:

Decaimiento de la órbita terrestre alta

Superficie a volumen significa que los objetos más grandes tienen muchas más probabilidades de sobrevivir, por lo que asumir una proporción constante de escombros sobrevivientes a la masa que vuelve a entrar es incorrecto.
De lo contrario. Proporciona un límite superior.
@tfb ¿Qué pasa con los efectos materiales? Creo que el hardware de plomería del motor (acero, otras aleaciones de alta temperatura) tiene más probabilidades de sobrevivir que un módulo de estación espacial (aluminio).
@SE-stopfiringthegoodguys: solo, quizás, para alguna configuración fija que escale. El Apollo CSM sobrevivió al reingreso con algo más del 80% de su masa y era mucho menos masivo que Mir. Así que hay un límite superior que es aún más inútil...
@ BrendanLuke15 Sí, exactamente. Creo que no puedes escalar las cosas ni generalizar de manera confiable (¡lo que dices en la respuesta!)

En condiciones de órbita similar, los materiales definitivamente juegan un papel importante. Se entiende que los tanques presurizantes envueltos compuestos tienen más probabilidades de sobrevivir.

Observar la etapa superior del LM 5B frente al Falcon 9 y usar esta línea de razonamiento obviamente depende de para qué se usen tales envolturas compuestas, por ejemplo, si los tanques principales de combustible/buey se autopresurizan, entonces hay menos razones para 5B tendría tanques más grandes/más.

Si los compuestos no son el problema principal, supongo que los próximos elementos grandes/densos serían las turbinas del motor.

¿Cuántos escombros caerán al suelo del Long March 5B en comparación con los escombros de una etapa superior GTO?
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