Frage:
Halbwertszeit von Weltraummüll
horsh
2013-08-06 14:13:28 UTC
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Für den Fall, dass zu einem bestimmten Zeitpunkt keine Leerzeichen mehr gestartet werden. Wie lange dauert es, bis sich die Weltraummüllmasse in LEO halbiert hat?

Unsicherheitsquellen: 1) Sonnenwetter. 2) Kollisionsereignisse (später auftretende Trümmer haben unterschiedliche ballistische Koeffizienten).
Dies ist eigentlich eine wirklich schwierige Frage, die keinen Sinn ergibt. Die Lebensdauer der Trümmer folgt insgesamt keinem exponentiellen Zerfall, weshalb diese Frage nicht sehr sinnvoll ist.
Es gibt Prognosen im Space Debris-Buch von H.Klinkrad (2006), aber diese berücksichtigen nicht einmal das Szenario "Alle Starts stoppen". Um die Frage zu beantworten, benötigt man jedoch eine empirische Verteilung von Trümmern, eine Datenbank vorhandener Sats, eine zuverlässige Propagatorroutine, Annahmen über wiederholtes Sonnenwetter, ein Aufbrech- / Kollisionsereignismodell, einen Monte-Carlo-Wrapper und etwas Computerzeit.
Drei antworten:
#1
+19
Cougar9000
2013-08-06 18:56:41 UTC
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Die NASA hat auf ihrer Website einen anständigen FAQ-Bereich über Trümmer in der Umlaufbahn.

Wie viele Trümmer befinden sich derzeit in der Erdumlaufbahn?

Es sind mehr als 21.000 Trümmer in der Umlaufbahn bekannt, die größer als 10 cm sind. Die geschätzte Population von Partikeln mit einem Durchmesser zwischen 1 und 10 cm beträgt ungefähr 500.000. Die Anzahl der Partikel kleiner als 1 cm übersteigt 100 Millionen.

Wie lange verbleiben Trümmer in der Erdumlaufbahn?

Je höher die Höhe, desto länger sind die Trümmer in der Regel in der Erdumlaufbahn bleiben. In Umlaufbahnen unter 600 km zurückgelassene Trümmer fallen normalerweise innerhalb einiger Jahre auf die Erde zurück. In Höhen von 800 km wird die Zeit für den Zerfall der Umlaufbahn oft in Jahrzehnten gemessen. Oberhalb von 1.000 km umkreisen Trümmer in der Umlaufbahn normalerweise noch ein Jahrhundert oder länger die Erde.

Da sich der größte Teil der für die Umlaufbahn entstehenden Trümmer im Bereich von 750 bis 800 km befindet, würde es mehrere Jahrzehnte dauern, bis der Zerfall der Umlaufbahn die Menge der vom Menschen verursachten Weltraummüllpartikel erheblich reduziert.

FAQ zu Orbitalabfällen

+1 Gute Antwort, aber es scheint immer noch Raum für eine bessere Antwort zu geben
@JamesJenkins Ja auf jeden Fall. Ich habe nicht die Ressourcen, um diesen Zahlen harte Zahlen zu geben
#2
+14
user1546
2014-01-30 12:04:08 UTC
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Alles unter 300 km wird innerhalb eines Monats oder so aus der Umlaufbahn sein, alles über 10.000 km wird im Wesentlichen für immer dort oben sein. Dichte Objekte bleiben länger auf als Objekte mit geringer Dichte (ein Blatt Alufolie verlangsamt sich schneller als dieselbe Folie, die in einer Kugel aufgerollt ist), und exzentrische Bahnen zerfallen langsamer als kreisförmige (da der Luftwiderstand nur am Tiefpunkt der Umlaufbahn auftritt und hat keinen großen Einfluss auf die Höhe des Tiefpunkts, sondern macht die Umlaufbahn nur kreisförmiger.

Fast die meisten Dinge unter 600 km werden in 40 Jahren klar sein.

Wie sich dies als Halbwertszeit stapelt, könnte man eine Verteilung für die Dichte der Trümmer erraten und auf diese Weise berechnen, oder man könnte nur raten, dh meistens nach fünf Halbwertszeiten (95% ungefähr weg) und 40/5 = eine Halbwertszeit von 8 Jahren für Trümmer unter 600 km. Aber was übrig bleibt, sind Ihre kleinen dichten, wirklich gefährlichen Gegenstände, d. H. Bolzen, keine Farbflecken. Außerdem fallen mehr Dinge von oben herunter und es entstehen Trümmer, die durch Kollisionen entstehen.

Hier gibt es eine kostenlose Software: http://orbitaldebris.jsc.nasa.gov/mitigate/das .html, das bei Interesse die Lebensdauer der Umlaufbahn berechnet.

#3
+5
ThePlanMan
2014-02-03 17:16:22 UTC
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Die Zerfallsrate von Weltraummüll wird hauptsächlich durch den Luftwiderstand aus der Erdatmosphäre bestimmt. Der Grad der Verlangsamung der Atmosphäre und des Objekts basiert auf dem ballistischen Koeffizienten des Objekts. Dies liegt daran, dass die kinetische Energie eines Objekts die halbe Objektmasse und seine Geschwindigkeit ^ 2 ist und die Widerstandskraft proportional zur benetzten Oberfläche oder zur Querschnittsfläche des Trümmergegenstands ist. Dies ist jedoch nur die halbe Wahrheit.

Das Problem der Weltraummüll ist ein so problematisches Problem, da Objekte miteinander kollidieren können. Wenn diese Kollisionen auftreten, werden Objekte in kleinere Teile zerbrochen. Im Allgemeinen wirkt sich dies positiv auf die Zerfallsrate aus, da die gesamte benetzte Fläche der Stücke größer ist als die benetzte Fläche eines intakten Objekts. Allerdings sind nicht alle Teile gleich und daher erhalten Sie einige sehr dichte Objekte und Objekte mit sehr geringer Dichte. Dies führt dazu, dass einige Objekte einen hohen ballistischen Koeffizienten und einige niedrige BCs aufweisen. Die Teile mit den höheren BCs bleiben länger im Orbit als die anderen Teile und möglicherweise länger als das ursprüngliche intakte Raumschiff. Der Nettoeffekt über die Zeit ist eine Zunahme der Gesamtzahl von Objekten, selbst wenn die Gesamtmasse in der Umlaufbahn abnimmt.

Da dies ein komplexes Problem ist, werden häufig Monte-Carlo-Simulationen verwendet, um die Steigerungsrate vorherzusagen im Trümmerfluss (Anzahl der Objekte). Die mit diesen Simulationen verbundenen Unsicherheiten lassen jedoch viele unbekannte Faktoren zurück und verschiedene Modelle sagen unterschiedliche Ergebnisse voraus. Bitte fügen Sie einen Kommentar hinzu, wenn Sie genauere Informationen wünschen - eine Halbwertszeit kann hier nicht genau vorhergesagt werden.



Diese Fragen und Antworten wurden automatisch aus der englischen Sprache übersetzt.Der ursprüngliche Inhalt ist auf stackexchange verfügbar. Wir danken ihm für die cc by-sa 3.0-Lizenz, unter der er vertrieben wird.
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