¿Qué fracción del arrastre de Terminator Tape™ proviene de la interacción con el campo magnético de la Tierra en función de la altitud? ¿Alguna vez es importante?

Esta respuesta establece que Terminator Tape™ usa el campo magnético de la Tierra para generar arrastre para acortar el tiempo de salida de órbita de una nave espacial en LEO. Se vincula a https://sst-soa.arc.nasa.gov/12-passive-deorbit-systems que muestra tanto el dispositivo Roll-Out DeOrbiting (RODEO) que es una película metalizada pero usa resistencia aerodinámica, como Terminator Tape™ que es también una película metalizada que actúa como una "atadura electromagnética".

En cuanto al resumen de The Terminator Tape™: un módulo de salida de órbita rentable para la eliminación al final de su vida útil de los satélites LEO, dice

Esta cinta no solo mejorará significativamente la resistencia aerodinámica experimentada por el sistema, sino que también generará fuerzas de resistencia electrodinámica a través de interacciones pasivas con el campo magnético de la Tierra y la conducción de plasma ionosférico, lo que hará que el satélite salga de órbita dentro de 25 años.

Pregunta: Así que Terminator Tape™ definitivamente proporciona resistencia aerodinámica, pero ¿qué fracción de la resistencia que proporciona proviene de la interacción con el campo magnético de la Tierra? La densidad atmosférica disminuye exponencialmente con la altitud y el campo dipolar de la Tierra varía mucho más lentamente a medida que 1 / r 3 dónde r es la distancia desde el centro de la Tierra, no la superficie, por lo que esta fracción definitivamente dependerá de la altitud y la aerodinámica siempre ganará al final.

"Puntos de bonificación:" Si el dispositivo Roll-Out DeOrbiting (RODEO) no usa corrientes inducidas por el campo magnético de la Tierra, ¿por qué todavía está metalizado? (Esa también podría ser una respuesta complementaria a ¿ Por qué la "cinta Terminator" es eléctricamente conductora? ).

Tenga en cuenta que simplemente arrastrar un conductor largo en un campo que varía muy lentamente no genera mucha resistencia, la cinta debe soportar una corriente eléctrica y eso significa que debe emitir electrones constantemente desde un extremo y recuperar electrones del espacio en el otro para generar resistencia. Obtenga más información en la eliminación rentable al final de la misión de microsatélites LEO de Tethers Unlimited : la cinta Terminator

A modo de comparación, aquí hay una imagen del dispositivo Roll-Out DeOrbiting (RODEO) de aquí.

Dispositivo de desorbitación desplegable (RODEO)

Figura 12.5: RODEO estibado. Imagen cortesía de Composite Technology Development, Inc.

Composite Technology Development, Inc. ha desarrollado el dispositivo Roll-Out DeOrbiting (RODEO) que consiste en una película liviana adherida a una estructura de brazo compuesta simple, ultraligera y desplegable. Se implementó con éxito en el suborbital RocketSat-8 de agosto de 2013.

AAC-Clyde colaboró ​​con la Universidad de Glasglow para construir el sistema Aerodynamic End-of-Life Deorbit para CubeSats (AEOLDOS), donde un "freno aerodinámico" plegable y liviano hecho de una membrana está sostenido por resortes de pluma que abren la vela para generar resistencia aerodinámica contra la atmósfera superior.

Respuestas (1)

En el artículo vinculado de AIAA, la parte inferior de la página 4 (extraído a continuación) estima los números para una cinta de 250 mx 0,28 m. A 700 km de altura, la resistencia electrodinámica y aerodinámica son ambas de unos 15 μN. Más arriba, domina la resistencia electrodinámica.

ecuación 4 y su explicación

Para generalizar esto, en la ecuación (4) inserte valores para el ancho de la cinta w, un montón de números ∆V ​​m e m i que no sé cómo estimar, y busque tablas de densidad de plasma n ∞ e intensidad del campo magnético |B| en función de la altitud. Infiere la velocidad orbital a partir de la altitud.

Sin embargo, eso es una gran cantidad de handwavium entre las entradas y las salidas. Los autores del artículo recurrieron al software de simulación "TEMPEST", que ha sido descrito como

un código continuo girocinético no lineal de cinco dimensiones (3d2v) para estudios de transporte neoclásico de plasma de borde en modo H y turbulencia en geometría de desviador real.

Solía ​​tener uno de esos, pero las ruedas se cayeron.

Gracias por tu respuesta. No puedo encontrar una copia de este documento de pago y la mayoría de los demás lectores tampoco podrán hacerlo, por lo que todo lo que sabremos sobre esto es lo que elija escribir aquí. ¿Es posible al menos incluir la Ecuación 4 aquí y una descripción de sus variables?
si regenerar todo es un desafío, incluso una captura de pantalla de una página sería muy bienvenida, ¡gracias!
La captura de pantalla de la sección correspondiente es suficiente; Creo que veo un problema. Parece que está diciendo que a 700 km el factor limitante no es la fuerza del campo magnético, es la capacidad de soportar el flujo de corriente que induciría debido a la escasez de iones disponibles para aceptar electrones. Están utilizando toda el área de la tira larga como superficie de recolección para estimar la corriente, pero, por supuesto, como señalé en la pregunta, debe emitir los electrones en un extremo y recibir electrones en el otro extremo para hacer un uso completo de la corriente para generar una fuerza de arrastre.
Sin embargo, si al menos recolectan electrones preferentemente en un extremo mientras los emiten uniformemente a lo largo, entonces todavía funciona, solo que la efectividad se reduce aproximadamente a la mitad. ¿El documento indica cómo recolectan electrones y qué tan localizado está?
El documento no dice nada acerca de cómo se recolectan o disipan los electrones o iones, ni acerca de su distribución a lo largo de la tira, por lo que el proceso puede ser completamente un efecto secundario de la corriente inducida. Apuesto a que la corriente varía a lo largo de la tira. ¡Seguro que no hay ningún generador Van de Graaff escondido allí!
Creo que esto es probablemente todo lo que se puede encontrar y decir; aceptado, gracias!
¿Qué fracción del arrastre de Terminator Tape™ proviene de la interacción con el campo magnético de la Tierra en función de la altitud? ¿Alguna vez es importante?
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