Tiempo de salida de órbita de los satélites en LEO

De acuerdo con los antecedentes de la patente de la invención de Sistemas y métodos para un dispositivo de arrastre de vehículos de despliegue automático (US 8616496 B2):

La Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) de los Estados Unidos requiere que los CubeSats y otros picosatélites estén diseñados para volver a ingresar a la atmósfera dentro de los 25 años posteriores al final de su vida útil. Sin asistencia, se estima que un CubeSat puede tardar más de 150 años en salir de órbita desde una altitud de 800 km.

El propósito de los dispositivos de desorbitación es hacer que el satélite desorbite dentro del límite de vida útil posterior a la misión de 25 años, como también lo recomiendan el Comité de coordinación interinstitucional de desechos espaciales (IADC) y los requisitos y el cumplimiento de la mitigación de desechos de ISO 24113 :

(e) La vida orbital de los objetos que pasan por LEO (menos de 2.000 km) será inferior a 25 años después del final de la operación.

¿Por qué un satélite CubeSat tarda 150 años en una órbita terrestre baja (LEO) de 800 km en salir de órbita de forma natural, sin el uso de dispositivos de salida de órbita?

Vea esta posible pregunta duplicada sobre por qué los satélites vuelven a entrar . La explicación de por qué vuelven a entrar a bajas altitudes describe por el contrario por qué tardan tanto en llegar a altitudes elevadas.
Entonces, ¿cuánto tiempo necesita para salir de órbita de 800 km para un satélite como el Hubble?
Wikipedia: las naves espaciales con un perigeo por debajo de unos 2000 km (1200 millas) están sujetas a la resistencia de la atmósfera terrestre - en.m.wikipedia.org/wiki/Geocentric_orbit - eso significa que por encima de eso no recibes resistencia

Respuestas (2)

Si está preguntando por qué el límite de tiempo se establece en 25 años, entonces es más por razones legales que por cualquier cosa relacionada con la astrodinámica. La elección de 25 años fue en este punto que los propietarios del satélite no son culpables en caso de que vuelva a entrar, se estrelle contra otro satélite, etc. Por lo tanto, lo racional era darles a las personas el mayor tiempo posible, sin que sea tanto tiempo que no sean responsables. por sus acciones.

Desafortunadamente, no puedo dar una referencia vinculada para esto, ya que fue una respuesta a una pregunta en la conferencia Space Debris de la ESA en 2013.

Si se pregunta por qué un satélite puede tardar 25 años en salir de órbita, se debe a la velocidad muy alta del objeto en órbita (~7 km/s) y, por lo tanto, a que los objetos tienen una energía cinética alta. Para órbitas terrestres bajas, la salida de órbita solo ocurre pasivamente debido al arrastre. Para reducir su energía cinética muy alta, debe chocar y perder esa energía cinética con la atmósfera de gas enrarecido. Lleva tanto tiempo porque la atmósfera es extremadamente delgada. Si está interesado en saber cuánto tardará un objeto en salir de órbita debido al arrastre, las variables clave son la altitud y el coeficiente balístico.

Esa es una entrada interesante: la razón de la elección de 25 años. Me sorprende porque la idea de culpabilidad suena como si fuera específica de un sistema legal nacional en particular, en lugar de haber sido adoptada por el estándar IADC e ISO como señala Romean. Que yo sepa, no hay conexión con 25 años en la Convención de Responsabilidad del Tratado del Espacio Exterior. ¿Puedes recordar más del contexto en el que lo escuchaste?
@Puffin manera de resucitar! La pregunta se hizo en la sexta conferencia de la UE sobre basura espacial (en 2013); la persona que respondió fue uno de los autores de la norma. Fue bastante sincero en que las razones no tenían nada que ver con la ciencia.
Curioso. Ahora que lo pienso, recuerdo que hace unos diez años hubo cierto desacuerdo entre los representantes nacionales en el IADC sobre si 25 o 50 años era apropiado. Sospecho que los 25 años no fueron unánimes. Parece que esto no ha desaparecido ya que revisé la actualización reciente de las pautas, 2014, y todavía presenta los 25 años en términos muy generales. Ahora tiene más sentido que quizás el origen "legal" de 25 años, como usted ha sugerido, provenga simplemente de un estatuto de limitaciones existente en uno de los países miembros de la IADC.

Hay más historia en el sitio web del Programa de Desechos Orbitales de la NASA .

En 1995, la NASA fue la primera agencia espacial del mundo en emitir un conjunto completo de pautas de mitigación de desechos orbitales. Dos años más tarde, el gobierno de EE. UU. desarrolló un conjunto de prácticas estándar de mitigación de desechos orbitales basadas en las pautas de la NASA. Otros países y organizaciones, incluidos Japón, Francia, Rusia y la Agencia Espacial Europea (ESA), han seguido el ejemplo con sus propias pautas de mitigación de desechos orbitales. En 2002, después de un esfuerzo de varios años, el Comité Interinstitucional de Coordinación de Desechos Espaciales (IADC), integrado por las agencias espaciales de 10 países y la ESA, adoptó un conjunto de directrices por consenso diseñadas para mitigar el crecimiento de los desechos orbitales. población. En febrero de 2007, el Subcomité Científico y Técnico (STSC) de las Naciones Unidas' El Comité sobre la Utilización del Espacio Ultraterrestre con Fines Pacíficos (COPUOS) completó un plan de trabajo plurianual con la adopción de un conjunto de directrices consensuadas para la mitigación de los desechos espaciales muy similares a las directrices de la IADC. Las directrices fueron aceptadas por la COPUOS en junio de 2007 y aprobadas por las Naciones Unidas en enero de 2008.

El documento de Prácticas Estándar de 1997 ya hablaba de una expectativa de 25 años.

Más formalmente, la IADC dice :

El IADC ha realizado un estudio sobre el efecto de la limitación de la vida útil orbital posterior a la misión en la tasa de colisión y el crecimiento de la población de desechos. Este IADC y algunos otros estudios y una serie de pautas nacionales existentes han encontrado que 25 años es un límite de vida razonable y apropiado".

Desafortunadamente, no he podido encontrar esos estudios originales. Hay estudios posteriores del IADC disponibles que abordan la cuestión, pero no he encontrado ninguno que sea lo suficientemente temprano como para haber motivado la formulación de 1995.