¿Todavía "necesita" la ISS estar a unos 400 km?

El video ¿Por qué la Estación Espacial Internacional está a 400 km sobre la Tierra? primero menciona que hay límites bastante duros a 300 km (debido a la inminencia de la reentrada) y 700 km (pérdida de protección contra la radiación asociada con el cinturón de radiación inferior de Van Allen), por lo que un valor de 400 km, cerca del límite inferior fue elegido en base al costo; Los lanzamientos de transbordadores espaciales son caros.

Supongo que el argumento del costo se basó en la necesidad de lanzamientos adicionales de transbordadores porque a menudo tenían el peso máximo, en lugar del costo de LOX adicional.

Pregunta: Ahora que la ISS está construida y los cohetes no tripulados le aportan la mayor parte del peso de reabastecimiento, ¿están estos generalmente o al menos con frecuencia todavía al máximo en el peso de la carga útil para que un aumento significativo en la altitud de la ISS requiera significativamente más lanzamientos y por lo tanto más alto? ¿costo? ¿O un cambio de 400 km a 500 o 600 km no reduciría significativamente el número de lanzamientos por año para el mismo reabastecimiento y transporte de tripulación?

¿Alguna otra razón por la que 400 km sería mejor que 500 o 600 km?

A los efectos de esta pregunta, suponga que la ISS estaba equipada con propulsión de iones solares/eléctricos para que la maniobra de elevación en sí misma no incurriera en costos sustanciales debido al transporte de una gran cantidad de combustible, y que había alguna razón por la cual se consideraron, digamos, 600 km. ventajas a 400 km.

Además, si bien el costo del transporte puede estar disminuyendo debido a desarrollos como la reutilización, ignórelo, ya que una fuente de ahorro no haría obsoleta otra fuente de ahorro.

tener un programa de reabastecimiento frecuente significa que pueden perder dos lanzamientos seguidos y seguir estando bien
Al comienzo de las operaciones de la ISS en 2000, la capacidad de elevación de la nave espacial Soyuz estaba en el límite para lanzar a 3 personas a una órbita de 400 km. La versión actual Soyuz-MS probablemente pueda lanzarlos a una órbita de 600 km. De lo contrario, significaría la reducción de la tripulación a 2 personas y la anulación de todos los beneficios. También se planea que las futuras naves de SpaceX y Boeing transporten 4 astronautas y 200 kg de carga a una órbita de 400 km. Para una órbita de 600 km significaría 4 tripulantes sin carga, supongo.
Las órbitas más bajas también significan órbitas más cortas; para observaciones (una de las misiones de la ISS) es una ventaja. También tiene tiempos nocturnos más cortos (es decir, baterías más pequeñas)...
Muy relacionado (quizás duplicado) space.stackexchange.com/questions/10494/…
@Antzi Los desechos espaciales son un buen argumento, pero me gustaría ver las matemáticas reales resueltas para la duración del eclipse (y también de interés es la frecuencia y la fracción de tiempo que se pasa en el eclipse). En cuanto al duplicado, estoy preguntando específicamente sobre el costo de reabastecimiento aquí y no veo eso allí. No creo que hayas pensado en tu "tal vez tonto" con mucho cuidado. No creo que "engañado" deba lanzarse casualmente, excusado por un "tal vez".
@Antzi Ahora lo acabo de responder . Creo que por debajo de unos 1400 km eso no es correcto, ¡pero corrígeme si me equivoco!

Respuestas (1)

Las órbitas de la ISS durante el transbordador a menudo se mantuvieron bajas para aumentar la carga útil del transbordador. Tuvo muchas pérdidas yendo muy por encima de los 360 km. Después de que se retiró el transbordador, la órbita de la ISS se impulsó un poco a 415 km o más para reducir aún más las pérdidas por arrastre.

Los principales problemas que tienes subiendo son:

  • Carga útil reducida en vehículos de reabastecimiento
  • Mayor tiempo de luz solar (necesita más enfriamiento)
  • Aumento de la radiación
  • Mayor riesgo de colisión de escombros (el tiempo de permanencia del objeto es mucho mayor por encima de los 400 km, por lo que la densidad de escombros aumenta rápidamente con la altitud)

En 2014, la altitud se redujo de 415-420 km a menos de 405 km. En 2015, aunque la altitud era mucho más baja de lo que había sido en los últimos años, se decidió que hacer un encendido por fases normal podría llevar a la estación "demasiado alta" y, de hecho , bajaron la órbita de manera propositiva para permitir que se mantuviera más cerca de 405 km. . Esta maniobra no tiene ningún sentido si se prefieren altitudes más altas. El comunicado de prensa sugiere que esto se debió principalmente al riesgo de escombros.

Entonces, al menos en tiempos de estrés solar reducido, la amenaza de MMOD parece ser tal que no quieren ir mucho más alto. No parece haberse elevado por encima de los 410 km desde 2015.

Altitud de la ISS de http://calsky.com

Altitud de calsky.com

¡Excelente! No había pensado en reducir la luz solar en absoluto, pero ahora que lo mencionas, sí, esos enfriadores a base de amoníaco han sido la fuente de mucho drama a lo largo de los años. Realmente aprecio la explicación de la historia de la altitud también.
Estoy un poco confundido por su gráfico que muestra las dimensiones de la órbita. ¿Cómo puede el perigeo ser más alto que el apogeo (por ejemplo, 2005)?
Usan diferentes ejes. Perigeo a la izquierda, Apogeo a la derecha. Más confuso de lo que tiene que ser, pero no encontré una fuente mejor.
Acabo de darme cuenta de que puede escribir una respuesta corta "bueno, al menos una vez" a la pregunta ¿Con qué frecuencia (o qué tan común es) la órbita de la ISS se ha reducido intencionalmente?
Algunos trabajos que hicimos en el equipo de desechos orbitales de la ISS indicaron que aumentar la altitud de la ISS en 10 km aumentó el flujo de desechos orbitales en un 20%, una cantidad enorme para un cambio de altitud tan pequeño.
¿Todavía "necesita" la ISS estar a unos 400 km?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v