Em gravidade, a mecânica orbital dos detritos espaciais é plausível? [fechadas]

Não é muito plausível, na verdade. As órbitas dos vários satélites que temos lá em cima são muito diferentes. Se um satélite explodisse, não mudaria muito sua órbita, então não seria um perigo muito grande para os outros satélites. Lembro-me de ler um artigo depois que vi o filme, é bem interessante.

Aqui é.

De qualquer forma, citarei o que é relevante para sua pergunta:

Phil Plait: Debris will move away from an explosion and each little piece will stay more or less on the same orbit. You get a cloud of debris, but over time, it expands. Usually it’s not that bad right away because satellites are specifically put on orbits that are different from other satellites.

Além disso:

Phil Plait: The three objects — the Hubble, the ISS, the Chinese station — are in three completely different orbits. It’s not just that they’re in different heights, the orbits are in different shapes. It’s tilted, like two hula hoops, one inside the other and then tipped at an angle.
Leroy Chiao: The orbital planes are probably not even co-aligned, so they’re in totally different orbits and totally different altitudes.

No entanto, você deseja ignorar isso. Bem, então, nesse caso, é perfeitamente plausível que dois corpos estejam na mesma órbita com um período de "reunião" de 90 minutos. O que determina sua altura orbital é basicamente apenas sua velocidade . O raio orbital é inversamente proporcional à velocidade ao quadrado.

Então, basicamente, se dois corpos estão na mesma órbita (velocidade angular oposta), eles terão a mesma velocidade. O que significa que eles se encontrarão a cada meia rotação e que seu período de tempo de revolução é de 180 minutos. De qualquer forma, sim, é plausível.
Não pense que temos corpos na mesma órbita em direções opostas agora. Isso seria muito propenso a acidentes, certo? O cenário real é mencionado no artigo, no entanto. :)

tl; dr - é possível , mas não com a localização provável dos satélites atuais.

Você pode ter duas formas de interagir regularmente em órbitas: diferentes inclinações e diferentes excentricidades.

• A inclinação é o ângulo vertical fora do plano de referência:

Imagem

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Você pode ver o "nó ascendente" nesta imagem - e seu "nó descendente" complementar são os dois pontos em que as órbitas estão alinhadas. Se as altitudes das órbitas forem as mesmas nesses nós, e a estação e os detritos chegarem ao nó ao mesmo tempo, eles interagirão regularmente. Qualquer órbita que tenha as mesmas altitudes nesses dois pontos terá altitudes quase idênticas em qualquer ponto do tempo, portanto suas órbitas terão o mesmo período de tempo e permanecerão sincronizadas.

No entanto, mesmo que isso acontecesse com a ISS, o tempo está desligado, já que a ISS orbita a Terra a cada ~ 93 minutos, então as colisões de detritos acontecem a cada 46 minutos (uma vez em cada nó).

• A excentricidade é como uma órbita circular ou elíptica é uma órbita. Órbitas com excentricidade próxima a 0 são muito circulares, órbitas com excentricidade menor que uma são elípticas e órbitas com excentricidade > = 1 são parabólicas ou hiperbólicas, o que significa que o corpo em órbita irá escapar e nunca mais retornar.

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Se duas órbitas se alinham em algum ponto, e sua excentricidade faz com que seu período orbital seja um múltiplo (vamos chamá-lo de n ) do período orbital do outro, então eles se encontrarão em cada n orbit. Por exemplo, o ISS está em uma órbita muito circular com um período de órbita de ~ 93 minutos. Se os detritos estivessem em uma órbita menor e excêntrica com um período de (por exemplo), 1/2 da ISS, eles se encontrariam a cada 93 minutos, porque cada segunda órbita dos detritos os colocaria no mesmo nível. lugar ao mesmo tempo que a ISS.

No entanto, todas essas situações são altamente improváveis. Órbitas - sua altitude, inclinação e excentricidade - são escolhidas com muito cuidado com base em seu propósito. O objetivo da ISS é ser aproveitável no maior número possível de países do espaço, exigindo que ela seja baixa o suficiente para se mover rapidamente para dar a todos muitas janelas de lançamento. A maioria dos satélites está tentando tirar fotos ou medições muito precisas e, portanto, estará em uma órbita de altitude muito maior para ter uma velocidade radial mais lenta (se estiver olhando para baixo) ou ficar mais isolada da órbita. nossa atmosfera e, portanto, duram mais (bom em geral). É muito improvável que houvesse uma estação perto o suficiente da ISS para causar os efeitos vistos no filme, mas é possível.

Eu estive pensando sobre isso e lendo também. Eu achei útil comparar diferentes cenários. 1º, os "fatos" apresentados no filme:

1. Os destroços estão atingindo o site Hubble / Shuttle, ISS e Tiangong ("os três orbitadores" daqui em diante), em sequência (minha impressão dos ângulos da câmera é que eles também são atingidos nessa ordem)
2. Acerta a cada 90 minutos.
3. O Hubble / Shuttle, o ISS e o Tiangong estão no mesmo caminho orbital e parecem praticamente estacionários em relação um ao outro.

Ok? Cenários:

1. Os detritos estão seguindo o mesmo caminho orbital dos três orbitadores, mas mais rápido. [Impossible: Se orbitar mais rápido, seria em uma órbita mais alta, final de. O mesmo para órbita mais lenta - menor]
2. Os detritos são (de alguma forma) estacionários, ou seja, não orbitam e os três orbitadores estão chegando ao campo de detritos em cada órbita. [Impossível: se não estiver em órbita, os detritos seriam puxados para a Terra em cerca de 1G e estariam longe pela próxima viagem ao redor pelos três orbitadores]
3. Os destroços estão orbitando o mesmo caminho, mas na direção oposta aos três orbitadores. [Mental: seria um pouco insensato fazer isso em primeiro lugar, assumindo que o campo de destroços tenha aproximadamente o mesmo momento que o satélite que o gerou. Além disso, o ISS tem um período orbital de aproximadamente 90 minutos, então o campo atingiria a cada 45 minutos neste cenário. Também teria uma velocidade de fechamento de cerca de 32.000 mph - eles literalmente não saberiam o que os atingiu. Eles certamente não estariam "vendo" a abordagem do campo de destroços]
4. Uma versão semi-plausível dos eventos que eu posso alcançar é que os destroços estão em uma órbita elíptica levemente esotérica, que é sintonizada apenas para que seu perigeu cruze com os três orbitadores. No perigeu, ele estaria se movimentando mais rápido, de modo que seria capaz de "alcançá-los" e violar seus barcos.
5. Caso contrário, uma órbita inclinada que cruza com a deles, ou isto em combinação com um leve elíptico, a fim de evitar o problema de encontrar duas vezes cada órbita. O problema com isso é o fato de que ele atinge todos os três orbitadores, portanto, teria que ser muito largo, mas denso o suficiente para parecer que causou estragos.

Gravidade.

O cenário no filme Gravity não é plausível. Qualquer objeto atingido por um míssil explosivo se espalharia vertical e horizontalmente muito rapidamente. O impulso e a força explosiva do míssil causariam isso dentro de alguns segundos de impacto. Também a física orbital poderia prever que as quantidades efetivamente aleatórias de momento transmitidas a cada pedaço de detritos pelo míssil faria com que essas peças mudassem radicalmente de órbita da órbita original do satélite destruído. O filme retrata os destroços viajando na mesma órbita da estação espacial em uma formação próxima, e isso deve estar na direção exatamente oposta para a física funcionar. Se algo fosse destruído por explosivos na superfície da Terra e os pedaços voassem exatamente na mesma direção, na mesma velocidade, seria surpreendente dizer o mínimo.