¿Cuál es la elevación más cercana a la Tierra que puede esperar de una vela solar?

No hay duda de que una vela solar te puede mover por todo el Sistema Solar, e incluso interestelar, si no tienes prisa. Pero no te sacará del planeta.

Suponiendo que su nave/satélite esté en órbita, ¿cuál es la órbita más baja desde la que podría elevarse una vela solar? ¿Puedes usar un cohete para llegar a LEO y usar una vela para llegar más alto?

¿Le preocupa el escudo electromagnético de la Tierra?
No solo puedes, DEBES. Vea esto para más referencias (advertencia de autopromoción desvergonzada). En cuanto a la órbita donde la resistencia atmosférica se vuelve menor que el empuje de la vela, 500-600 km serán un buen punto de partida (aunque depende del número de ligereza de la vela). NOTA: el arrastre atmosférico depende del índice de actividad solar, por lo que no se fija de una vez por todas.
@Deshacer, ¿debería serlo?
@DeerHunter es una buena respuesta para esa pregunta y parte de una respuesta para esta pregunta.

Respuestas (1)

Hay un documento sobre cómo se ve el arrastre orbital en función de la órbita. Para determinar si la vela solar funcionaría para elevar la órbita, hagamos algunas suposiciones.

  1. Aproximadamente 1/4 de la órbita, la vela proporcionará energía útil. Probablemente sea una gran suposición, pero lo expondré.
  2. El arrastre es un efecto constante.
  3. La órbita es aproximadamente circular.
  4. La actitud es manejable, es decir, no hay problemas de actitud como resultado de estar bajo en la atmósfera.
  5. El único obstáculo para la nave espacial se debe a la Vela Solar.

Bien, entonces, una vela solar produce alrededor de 4.67e-6 N/m^2 (De How Stuff Works ). Dada la eficiencia del 25 % en una órbita terrestre, eso significa que el arrastre causado por la vela solar debe ser inferior a 1,16 uN para obtener algún beneficio. Dada la tabla mencionada anteriormente, eso requiere que la vela se despliegue al menos 900 km, o de lo contrario causará más resistencia de la que puede superar a través de la vela.

Puede haber algún alivio de esto dependiendo de la orientación de la vela con respecto a la Tierra, pero al menos debería darte una idea. También dependerá un poco de los niveles de flujo solar, que cambian según el Ciclo Solar. Pero esto debería darle al menos un punto de primer orden para hacer más análisis.