Si un satélite está equipado con un sistema de propulsión suficiente para compensar la resistencia local y mantener la órbita, entonces el calentamiento aerodinámico sería el factor limitante para alcanzar la menor altitud posible.
¿Cómo se puede calcular o al menos estimar la altitud límite para un satélite dado? ¿Qué parámetros o aspectos principales del satélite se requieren?
Siguiendo el ejemplo de @JCRM : ¡preguntas sobre caballos de fuerza al rescate! Vea esta respuesta y esta respuesta para derivaciones y explicaciones.
Si asumimos que la mayor parte de la energía cinética de las moléculas de aire que golpean la nave espacial se convierte en calor (tal vez sea más como la mitad o 2/3), entonces podemos usar el concepto de "potencia de cohete", que en realidad es solo la energía cinética de el gas que sale de una nave espacial calculado en el marco de la nave espacial.
sería la masa de aire encontrada por unidad de tiempo y es la densidad por la velocidad por el área .
Si nuestro escudo de arrastre fuera una placa de metal sostenida "hacia el viento" protegida térmicamente y sobre postes aislantes mantenidos a una temperatura de 1000 Kelvin (alrededor de 730C) podría disiparse alrededor por radiación térmica, suponiendo que no se haya formado una onda de choque en el frente que sea tan densa que comience a irradiar hacia atrás y bloquee la radiación. Si ese fuera el caso, deberá absorber el calor en el frente y volver a irradiarlo por la parte posterior usando un líquido circulante para transferir el calor, lo que suena difícil y también parece que alguien pudo haber pensado en esto en el pasado.
Estoy dejando el coeficiente de arrastre igual a uno, de lo contrario, eso es lo que obtiene Wikipedia también . Resolviendo para densidad;
La constante de Stefan Boltzmann es aproximadamente 5.67E-08 W m -2 K -4 .
Ponga 1000 K y 7800 m / s, por ejemplo, y obtenemos aproximadamente 2E-07 kg / m ^ 3 o (también aproximadamente) 2E-07 bar, lo que lo ubica aproximadamente en (encontrado aquí) la línea Karman a 100 km que hace @ El comentario de JCRM acerca de que esta es otra " pregunta del plano de Karman ", ¡ya sea inquietantemente profético o profundamente perspicaz!
Dado que la fuerza es solo potencia dividida por la velocidad, eliminamos una potencia de Llegar
A 2E-07 kg/m ^ 2, eso es 12 Newton, que es mucho más grande de lo que podría hacer fácilmente con energía solar en una nave espacial con una sección transversal de 1 metro cuadrado que orbita a 100 km. Necesitará un propulsor convencional, por lo que se quedará sin combustible rápidamente.
Dejo como ejercicio para el lector el cálculo de los caballos de fuerza del propulsor ;-)
UH oh
+1
He ajustado su pregunta para que no esté cerrada por "necesita detalles o claridad". La gente comentará "Depende del satélite específico", etc. También ajusté su título para que coincida con el cuerpo de su pregunta. Si bien las personas no pueden darle una altitud exacta hasta que les dé un satélite exacto (y aún así no lo harán), escrita de esta manera, una respuesta puede explicar cómo se puede calcular esto y qué factores necesitará saber. A continuación, puede hacer una pregunta de seguimiento. Le invitamos a editar más o retroceder. ¡Bienvenidos al Espacio!Dragongeek
Dragongeek
UH oh
usuario20636
usuario20636
usuario20636
BMF
UH oh
Carlos Witthoft
BMF
samuel bajo
drbunny