¿Nieva en LEO?

¿Cómo se comporta el rocío de agua en la órbita terrestre baja (LEO), desde el lado expuesto al Sol hasta el lado en la sombra de la Tierra? ¿Podría usarse como un medio para aumentar la resistencia atmosférica y sacar de órbita naves espaciales desaparecidas y desechos de LEO más rápido de lo que sus órbitas decaerían naturalmente?

La única mención del aumento de arrastre como medio de eliminación activa de desechos que parece estar bajo consideración por el momento es el uso de estructuras de aumento de arrastre de telaraña y velas desplegables, o espumas expansivas, por ejemplo, como se menciona en la Eliminación activa de desechos espaciales de la ESA: espuma expansiva Solicitud de eliminación activa de escombros (PDF):

La idea central de este método es aumentar la relación área-masa de estos objetos de modo que la resistencia atmosférica pueda provocar su reingreso natural, "limpiando" así diferentes regiones en el espacio cercano a la Tierra. El sistema de aumento de arrastre propuesto no requiere ningún sistema de atraque y solo puede seguir un reingreso incontrolado, por lo que parece una aplicación a corto plazo libre de los problemas tecnológicos habituales de estos sistemas de eliminación de escombros.

Venerable idea, pero ¿y al revés? En lugar de aumentar la relación área-masa de la basura espacial, ¿sería factible aumentar la densidad atmosférica local rociando agua por delante de sus órbitas, y quizás al mismo tiempo usar tal rociado como medio para mantener la órbita (propulsión para reinicio orbital) del "dispositivo de aumento de arrastre"?

¿La baja presión de la atmósfera no haría que el punto de ebullición del agua fuera muy bajo? Creo que incluso a temperaturas frías, la presión de vapor sería más alta que la presión atmosférica (por lo tanto, cualquier agua herviría). Creo que esto descarta la "nieve", pero creo que el resto de tu idea tiene mérito. Fuente que encontre
@Jack Depende de la temperatura y la densidad del escape (presión interna de masa). La presión externa estaría por debajo del punto triple del agua, pero no necesariamente para toda la masa. Aún así, descuide esa "nieve" en el título, es solo un título divertido que me gustó, pero el punto es aumentar la presión atmosférica local (donde local está en órbita, por lo que no es local en algún punto sobre la superficie de la Tierra). Por eso, dudo que importe tanto en qué estado se encuentra el agua, incluso si se divide en hidrógeno atómico y gas oxígeno por UV. La nube aún debería estar en órbita, expandiéndose con el tiempo, perdiendo densidad.
Hubo un experimento con agua de lastre lanzada a una altura de unos 100 a 167 km. Hace más de 50 años usando una prueba del cohete Saturno I. Ver Wikipedia y un informe del proyecto .

Respuestas (3)

Edgar Andreas hizo un buen gráfico para la sublimación del agua en el vacío a varias temperaturas:

ingrese la descripción de la imagen aquí

A 270 K parece que un centímetro cuadrado de superficie de hielo de agua se sublima a 100 gramos por hora. Un copo de nieve típico pesa 3 miligramos . A menos que los copos de nieve fueran criogénicos, se sublimarían rápidamente

La velocidad media de la raíz cuadrada de las moléculas de agua a 270 K sería ~.618 km/s (si mi aritmética es correcta). La nube de vapor de agua se disiparía rápidamente.

El O2 tiene un peso molar mayor que el H20. A 270 K, su velocidad media de raíz cuadrada sería de aproximadamente 0,46 km/s

Mejor aún sería el CO2. La velocidad media de la raíz cuadrada a 270 K sería de 0,4 km/s.

Pero me parece que todo esto se disiparía demasiado rápido para interceptar y derribar muchos desechos orbitales.

Según su comentario que indica que su pregunta es independiente de si el agua es líquida / nieve, etc. Sugiero leer sobre el polvo de tungsteno.

El polvo de tungsteno se ha propuesto como una solución a este problema, de hecho, incluso puedes leer la patente al respecto . El concepto general es liberar una colección de polvo de tungsteno en una órbita específica para sacar de órbita más rápidamente a las naves en esa región del espacio. Sin embargo, las desventajas son bastante importantes, ya que el polvo en sí mismo saldrá de órbita y potencialmente pasará a través de otras regiones del espacio; también causará un aumento significativo en la resistencia de TODOS los objetos que lo atraviesen, por lo que podrías terminar sacando de órbita una nave espacial que no debería ser sacada de órbita. Sin embargo, en el lado positivo, dado que las partículas son muy pequeñas, tienen un coeficiente balístico razonablemente bajo, por lo que solo permanecerán en órbita durante un corto período de tiempo. Recuerdo haber discutido esto con un colega y para Envisats.en órbita, la vida útil del polvo fue de solo unos 8 años.

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El agua se enfría rápidamente en el vacío hasta su punto de ebullición a la presión ambiental. STS-1 intentó eliminar las aguas residuales venteándolas al espacio. Se congeló, formando una masa de buen tamaño en el costado del transbordador.

El agua lanzada al vacío formará gránulos con un tamaño que depende del diámetro del chorro, la velocidad y probablemente también la temperatura del agua formando una nube de "aguanieve". Se sublimaría, pero podría durar lo suficiente como para interactuar con desechos sólidos.

¿Tiene una referencia para respaldar su afirmación de que el vertedero de aguas residuales en STS-1 "se congeló, formando una masa de tamaño considerable en el costado del transbordador"? Porque no se menciona en el informe de la misión posterior al vuelo, que dice "El suministro y los vertederos de aguas residuales se realizaron sin problemas".
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