¿Se puede medir la diferencia en la velocidad orbital de las diferentes partes a bordo de la ISS?

Cuando dos objetos están en órbitas diferentes de un mismo cuerpo, por muy cerca que estén, el objeto interior siempre será más rápido, se alejará más del exterior (hasta que se vuelva a acercar, claro).

Sin embargo, cuando conectas los dos objetos mecánicamente, esto obviamente no sucederá: ambos ahora comparten un centro de masa común y ambos lados de la conexión están constantemente bajo alguna tensión (correspondiente a la desconexión y aceleración). Si la diferencia entre velocidades es demasiado alta, el enlace se romperá.

¿Es esto un problema cuando se construyen grandes estructuras orbitales, como la ISS? ¿Necesitamos tener en cuenta estas fuerzas? ¿Son siquiera medibles?

La separación del gradiente de marea de dos objetos separados verticalmente por un metro, en 400 km LEO, es de aproximadamente 2,6 micrómetros por s ^ 2, aproximadamente 1/4 micro-g. La conversión a torque se deja como ejercicio. espacio.stackexchange.com/questions/9048/…
ciencia ficción clásica sobre este tema: en.wikipedia.org/wiki/Neutron_Star_(short_story)

Respuestas (1)

Una nave espacial en órbita de tamaño finito experimenta " torques de gradiente de gravedad ". Estos pares, si no se corrigen, tienden a alinear el eje largo de la nave espacial para que apunte hacia el centro de la tierra. La ISS ciertamente experimenta tales torques debido a su gran tamaño.

Sin embargo, la ISS normalmente vuela en una Actitud de Equilibrio de Torque que se elige para que los pares debidos a efectos externos como el gradiente de gravedad, la aerodinámica, etc., tiendan a equilibrarse. Esto reduce la cantidad de esfuerzo que debe ejercer el sistema de control de actitud.

En cuanto a que los pares de gradientes de gravedad son medibles, un instrumento en la ISS supuestamente puede detectarlos, el MAMS . Sin embargo, la página web vinculada indica que solo funciona durante eventos dinámicos como el acoplamiento.

¿Es este un equilibrio inestable, como el equilibrio en la cima de una colina? Es "¿Qué es lo que realmente impide que la ISS alinee su eje largo hacia el centro de la tierra?" mejor como una pregunta separada, o crees que puedes decir algo aquí? Me pregunto si en realidad hay ajustes de actitud ocasionales para mantener esta actitud, o si sucede de forma natural. ¡Café o no, todas esas matrices me marean! :)
Del segundo enlace: "Si no se controlan, estos pares harían que la posición de la estación espacial oscilara de manera compleja y el movimiento resultante destruiría el entorno de microgravedad y prohibiría que el orbitador se acoplara..."
fyi acabo de ver este comentario
... "Idealmente, los momentos externos positivos y negativos experimentados por una nave espacial en el TEA se cancelarían exactamente entre sí y se requerirían pequeños pares de control cíclico solo para un control de actitud preciso. ... Sin embargo, los pares atmosféricos son proporcionales a la densidad de la atmósfera y la densidad varía con la posición orbital, la hora del día, la época del año y el ciclo solar... Por lo tanto, no existe una actitud constante que equilibre completamente los pares ambientales y la TEA dinámica no puede ser resuelto en forma cerrada".
"Estos pares, si no se corrigen, tienden a alinear el eje largo de la nave espacial para que apunte hacia el centro de la tierra". Esto está mal. El par dará como resultado un movimiento constante que durará prácticamente para siempre a menos que agregue un amortiguador. Es el amortiguador el que estabiliza el movimiento inducido por el gradiente de gravedad. ver esta respuesta
Creo que las respuestas no deberían estar equivocadas. No me quejo, te recomiendo que corrijas el primer párrafo. Siempre me has parecido alguien irritado por cosas malas. ¿Me equivoco? Es una edición simple, solo agregue la amortiguación.
Lo que escribí no está mal "En términos más simples, el principio de estabilización del gradiente de gravedad es que un cuerpo alargado tenderá a alinearse a lo largo de la vertical local" jhuapl.edu/techdigest/views/pdfs/V03_N5_1964/… Puede simplificarse.
Ya veo, la frase "tiende a alinearse" es de hecho compatible con "oscilará sobre la vertical local durante años". "Tend" se puede usar de varias maneras, está bien. Pensaré más sobre esto, pero todavía tengo miedo de que otros hagan lo que hizo RusselBorogove, y vuelvan a citarlo para decir que el telescopio continuaría apuntando a una estrella que está mal sin duda alguna.
Considere el contexto de esta respuesta, que abordaba una pregunta particular sobre las fuerzas/torques que afectan a la ISS. No pretendía ser una discusión canónica de la estabilización del gradiente de gravedad. Preguntaste sobre el movimiento no amortiguado en tu primer comentario y respondí con una cita que dice que oscilaría. Me irritó un poco despertarme y encontrar múltiples comentarios en el sitio quejándose de esta única respuesta. Creo que esta es una buena respuesta a la pregunta que se hizo. Uno siempre debe considerar el contexto.
sí, de hecho lo hiciste. Echaba de menos los comentarios de 2016.
posiblemente demasiado café en la tarde, hará ajustes...