Digamos que tengo un pequeño satélite del tamaño de un CubeSat. ¿Cuál debería ser la velocidad mínima de despliegue para que el satélite permanezca en órbita terrestre baja durante al menos 100 años?

Tendrá más éxito con esto si pregunta “¿Qué órbita necesito para mantener un satélite en alto durante 100 años?” Y luego trabaja hacia atrás para determinar la velocidad orbital requerida.

Fuera del camino, 100 años es mucho tiempo para una órbita terrestre baja. Hubble se lanzó a una órbita casi circular de 540 km en 1990, y solo le quedan una o dos décadas antes de que caiga del cielo. Para permanecer 100 años, necesitará estar en una órbita más alta (> 600 km) fuera de la termosfera de la Tierra. Por encima de esta altura, el arrastre atmosférico cae exponencialmente y la vida útil de la órbita aumenta de manera similar. El problema es que no obtendrá un número exacto de cuánto tiempo permanecerá despierto el satélite porque el clima espacial puede estirar la termosfera y crear cierta incertidumbre.

Como estimación de la bola de saliva, una órbita circular a ~ 850Km debería acercarte bastante a un siglo. Esa estimación se basa en una nave espacial del tamaño de un autobús escolar, no en un cubesat, así que tómalo con un grano de sal muy grande. Si desea calcular la vida útil orbital de su satélite específicamente, la herramienta gratuita GMAT le permitirá simular esto. Con GMAT puede proyectar con precisión la órbita y tener en cuenta la masa del satélite, su forma / arrastre, y hacer estimaciones para el clima espacial. Si su misión no depende de una órbita circular, no se limite a eso. Una órbita elíptica como la Telstar 1 de 50 años (¡se ve como R2-D2!) (952Kmx5933Km) también puede permanecer levantada durante mucho tiempo.

Eso responde a la pregunta “¿puedes?”. Vale la pena mirar la pregunta “debería”. Mira tu vida diaria. ¿Cuántas cosas ves que tienen 100 años? De ellos, ¿cuántos siguen siendo funcionales? Es poco probable que la electrónica a bordo de la nave sobreviva incluso la décima parte de la vida útil proyectada del satélite a esta altura. ¿Es esto un satélite algo que no es un problema? por ejemplo, una cápsula del tiempo o un monumento lleno de cenizas?

La órbita terrestre baja es valiosa en parte porque está cerca de la tierra, lo que facilita la observación de la tierra. También se necesita menos combustible para alcanzar una órbita terrestre baja. Sin embargo, todavía hay una pequeña cantidad de aire desde los bordes de la atmósfera terrestre a esa altitud. Esto significa que hay una pequeña cantidad de fricción y, por lo tanto, el combustible de cohete debe usarse para contrarrestarlo ocasionalmente. Para una órbita de 100 años, eso significa mucho combustible. También debe haber un control activo de este cohete ya que la cantidad de fricción del aire varía con el calentamiento y el enfriamiento de la atmósfera terrestre debido a una variedad de factores.

Podría poner su satélite en una órbita mucho más alta donde ya no hay fricción de aire medible. Esto requeriría mucho más combustible y estaría más lejos de la Tierra (si esto es importante para su satélite). Y, como otros han mencionado, todavía hay que preocuparse por el daño de los micro meteoritos.

No es cuestión de velocidad. La velocidad se fija cuando elige la órbita que desea. Estar en órbita terrestre baja requiere un rango específico de velocidades, y ir más rápido no significa que podrá permanecer en esa órbita por más tiempo; significa que estará en una órbita diferente, a una altitud diferente .

No es la velocidad lo que importa. Es la altitud. Pero existe el requisito de salir de la órbita dentro de los 25 años para ayudar a reducir los desechos orbitales en LEO.

Puede descargar das.exe desde el sitio web de JSC sobre desechos orbitales de forma gratuita. Ingrese los parámetros de su nave espacial y calculará su órbita en descomposición. Das = software de evaluación de escombros.

Necesitaría una altitud cercana a 1000 km para durar 100 años.