Empuje para la derivación de la ecuación de la vela solar

En el nuevo SMAD (Capítulo 18 Ingeniería y Análisis de Misión Espacial) tienen la ecuación para el empuje de una vela solar y una versión reducida. Las variables se describen en esta pregunta .

Me gustaría reproducir esta simplificación. ¿Alguien puede explicar cómo llegaron del primero a la versión simplificada? ¿Qué valores numéricos ( también los valores reales , no solo sus descripciones) probablemente se usaron para obtener el valor numérico de 9.113 × 10 6 ?

Capítulo 18 Ingeniería y análisis de misiones espaciales

¿Podría explicar qué significa cada una de las variables utilizadas?
He aquí una pista para usted: Obtenga el valor de la velocidad de la luz en m/s, el valor del flujo solar en W/(m*m) a 1 AU, y el factor de 2, y vea si puede encontrar ese número mágico. Entonces apuesto a que puedes averiguar el resto.

Respuestas (1)

Unidad

Cuando se trata de un número mágico, es importante saber cuál debe ser su unidad.

F = 2 R S A C pecado 2 θ = 9.113 × 10 6 R A D 2 pecado 2 θ

  • F es un empuje (=Fuerza) en Newton.
  • R , 2 y pecado 2 son sin unidad.
  • A es un área en metro 2 .
  • Esto significa que S C es una presión en Pascal.

simplificando R , A y pecado , obtenemos:

2 S C = 9.113 × 10 6 1 D 2

  • D es una distancia en A tu
  • Esto significa que 9.113 × 10 6 es una fuerza en una unidad no convencional: PAGS a s C a yo A tu 2

Valor

Esta ecuación debería ser válida en cualquier parte del sistema solar. En particular, debería funcionar en la Tierra ( D = 1 A tu ), dónde S es la constante solar : 1361 W / metro ² .

Usando qalculate con 2 S / C :

> 2 * 1361W/m² / c to Pa

  ((2 * (1361 * watt)) / (meter^2)) / speed_of_light = approx. 9.0796147 uPa

¡Suficientemente cerca! Parece que 1366 W / metro ² se ha usado para conseguir 9.113 × 10 6 PAGS a .

Usando la ley del cuadrado inverso , obtienes la ecuación deseada.