Güneş yelkeni yörünge bozulmasını önleyebilir mi?

[Mandıra Filozofu]

Güneş yelkenli bir uydunun, Dünya'nın gece tarafında yuvarlandığını, ardından "öğleden sonra"ya doğru açıldığını, yolculuğunun "gün batımı" tarafının her bir geçişinde hareket ettiğini hayal edebiliyorum. Böyle bir sistem, uyduyu süresiz olarak (veya aktüatörler arızalanana kadar) yörüngede tutmak için geçerli bir yöntem olabilir mi, yoksa başka bazı faktörler (örneğin atmosferik sürükleme) bunu imkansız hale getirir mi?

 

[Kemal Ayhan]

Birincisi, bir yelkenli gemiye etki eden birçok kuvvet vardır.

• Aerodinamik sürükleme
• Güneş radyasyonu basıncı
• Yerçekimi alanının küresel olmaması
• Elektrodinamik sürükleme

770 km'nin altına inerseniz, atmosferik sürükleme, apoapsis'inizi aşağıya çeken en büyük kuvvettir.

Vulpetti'den (2008) alıntı :

LEO'da açıldığında, bu artık atmosfer boyunca uçuşunun yelken üzerinde yarattığı direnç çok yüksek olabilir; yelkenin güneş ışığını yansıtarak maruz kaldığı itme kuvvetinden daha büyük. Basitçe söylemek gerekirse, LEO'da uçan bir yelken, iyonosferle etkileşime girerek (yansıyan güneş ışığı tarafından hızlanmasına rağmen) çok hızlı bir şekilde enerji kaybedecek ve kendisini yeniden giriş yörüngesinde bulacaktır. Bir yelkenin (nominal olarak) 700 km'nin ötesinde çalışacağını hesaplamak kolaydır; Üst atmosferdeki değişiklikler dikkate alındığında önceki alt sınır 750 ila 770 km'ye çıkıyor.

İkincisi, yelken açmak riskli ve tam olarak anlaşılamayan bir manevradır. Tekrar tekrar istiflemek ve dağıtmak istemezsiniz.

Üçüncüsü, güneş basıncı olmadığında yelkeni kaldırmanıza gerek yoktur. 770 km sınırının üzerinde çalışmanız durumunda yapmanız gereken tek şey yelkenliyi döndürmek. Şimdi, tüm yelkenli aracın güneş radyasyonu basıncına dayanmak için çok hafif olması gerektiğini hesaba katarsanız, gerekli dönüş hızlarını (tutum kontrol otoritesi) sağlamak bir sorundur.