Natuurkunde.nl - International Space Station

International Space Station

Willem stelde deze vraag op 25 juli 2017 om 21:01.

Beste Vraagbaker,

Het plan is om het International Space Station over een paar jaar gecontroleerd in de dampkring te laten verbranden. Daar zit dan geen molecuul recycling bij.
Mijn vraag is of het mogelijk is om een deel van ISS in een hogere baan te krijgen door gebruik te maken van de aanwezige massa van ISS zelf.
Stel je ontkoppelt in massa de helft van het station.
Met het ruimteveer bezorg je een module die daar tussen gekoppeld kan worden.
Aan de kant van het recycle-deel (R-ISS) In de module zit een gas onder hoge druk dat met exponentiele kracht in een opgevouwen plastic tunnel wordt gespoten. De delen worden traag uit elkaar gedrukt.
Zou er voldoende snelheidswinst behaald kunnen worden met zo'n project.

De champagne heb ik nog niet in huis gehaald, willem

Reacties

Theo de Klerk op 25 juli 2017 om 21:55

Een stabiele baan is alleen mogelijk als de aarde even snel onder het ISS wegvalt als dat ISS zelf valt. Dwz. zijn baansnelheid moet zo groot zijn dat daardoor mv²/r gelijk is aan de aarde aantrekkingskracht GMm/r². Je bent er dus niet om het ISS of een stuk ervan in een andere baan te brengen: ook de snelheid moet worden aangepast. Johannes Kepler heeft dit ooit eens uitgerekend en kwam zo tot de Keplerbanen: T²/r³ = constant (= 4π/(GM) met M = aardmassa, G = gravitatieconstante = 6,67 x 10^-11 Nm²kg^-2). Dat zijn de enige "stabiele" banen die geen verdere energie nodig hebben. Ga je in zo'n baan sneller of langzamer (waardoor de omloopstijd T verandert) dan moet je via raketten de snelheid continu verwezenlijken.

Wat wil je trouwens recyclen aan (een deel van) het ruimtestation terwijl het nutteloos in de ruimte ronddraait? Dagelijks verbranden schroevendraaiers, uitgeschakelde satellieten, en ander "ruimteafval" in de dampkring. De aarde wordt momenteel omgeven door een dikke riem van rotzooi door de vele lanceringen sinds 1960. Toen was die riem vrijwel leeg. Wat dat betreft is de ruimte net als het water of de grond: "gooi het er maar in, na mij de zondvloed". Of dat wenselijk is, is een heel andere discussie met een kostenplaatje waar niemand het over wil hebben. Zie/zoek op "space debris" en vind o.m. https://en.wikipedia.org/wiki/Space_debris

Die champagne zou ik nog maar even in de winkel laten staan...

Willem op 27 juli 2017 om 15:34

Zoals ik voorstelde wordt de helft van ISS in een hogere baan gebracht door het uit elkaar drijven van de twee massa helften. Dat gaat met snelheid gepaard oplopend tot duizenden km/u, afhankelijk wat er bedacht kan worden. Dan zou het station weer een aantal jaar mee kunnen.
ISS hoeft niet nutteloos te draaien. Het is een prima basis om een trechtervormig sleepnet te monteren om die schroevendraaiers weg te vangen.
ISS zou daarmee een prachtig proefproject voor jonge techneuten kunnen zijn om slimme oplossingen te testen. Rommel opruimen is niets minderwaardigs aan en in deze tijd een van de uitdagingen.
Daarnaast hebben de Elon Musk reizigers dan een mooi ruimtebarretje met die welbekende champage.

Theo de Klerk op 27 juli 2017 om 18:00

De exercitie ontgaat mij. Waarom zou je niet de hele ISS hoger brengen (en verder uit het restje dampkring) - waarbij nodig blijft dat de snelheid wordt aangepast aan wat op de nieuwe hoogte "energievrij" is volgens Kepler.

Zo'n vangnet geeft wel een tegenkracht en daarmee impulsverandering aan ISS. Die moet dus wel via raketten voldoende tegenkracht leveren, anders neemt zijn snelheid af en verandert de baan...

Willem op 27 juli 2017 om 19:20

Heel ISS in een hogere baan brengen kost een bulk energie.
Dat heeft men er blijkbaar niet voor over.
Ik heb geen idee of het mogelijk is om een massa, in het min of meer luchtledige, een impuls te geven. Maar ik heb het vermoeden dat dat een ondoenlijke klus is en financieel onhaalbaar.
De oplossing die nu bedacht is, is verbranden.
Het vervaardigen en in een baan brengen van ISS zal alles bij elkaar wel een astronomisch bedrag zijn. Er hangen zeker een stel zonnepanelen aan die goed bruikbaar zijn voor andere projecten. En een berg metaal waar de ruimteklusser wel raad mee weet. Motertjes, grijparmen, chemicalieflessen, laadruim, koppelstukken noem maar op.

In mijn voorstel maak je gebruik van de massa van het station zelf om de impuls te leveren. De door mij voorgestelde module wordt gekoppeld op een plek waar maximaal profijt bereikt kan worden. Maar laten we voor het gemak zeggen rond de helft. In de module zit een opgevouwen plastic tunnel, die ontvouwt op het moment dat het gekozen gas onder druk ingespoten wordt.
Het inspuiten verloopt exponentieel.
Of de module bevat een schaarconstruktie die de delen met kracht uit elkaar duwt. Eén deel terug richting dampkring, het ándere deel in een hogere baan.

Mijn vraag is: zou er voldoende snelheidswinst behaald kunnen worden om een dergelijke uitvoering te overwegen.

Ik heb niet de opleiding om daar een zinnig antwoord op te formuleren. Daarom stel ik hem in de natuurkunde gemeenschap. De belastingbetaler wil wel eens wat terug zien, bij wijze van spreken :)

*Draait ISS momenteel nutteloos in de ruimte?
*Heeft men dus die enorme hoeveelheid aardse moleculen in de ruimte gebracht om ze na zo een korte tijd weer te verbranden.
*Waarom zou je natuurkunde/ruimtevaarttechniek gaan studeren als je ziet wat voor een puinhoop men er van maakt.

Jan van de Velde op 27 juli 2017 om 21:06

Willem van Maren plaatste:

Mijn vraag is of het mogelijk is om een deel van ISS in een hogere baan te krijgen

Ja, maar waarom zou je? Dat ding hangt met goede redenen in low earth orbit en hangt daar prima.

uitleg:

https://www.quora.com/Why-is-the-ISS-in-such-a-low-orbit

Robert Frost, Instructor and Flight Controller at NASA
Oct 17, 2015 ·

There are multiple limitations that force us to put the ISS where it is.

The ISS was assembled in large by the Space Shuttle. The Space Shuttle Orbiter had to deliver each of the modules on the U.S. Segment. Those were big payloads. For example, the U.S. Lab is 14,515 kilograms (32,000 lb). It just isn't possible for the Orbiter to deliver such payloads to an orbit much higher than where the ISS is located. The highest the Space Shuttle Orbiter ever flew was on a Hubble servicing mission. During that flight it reached 620 km (385 miles). It carried very little payload to get there.

The Soyuz is our lifeboat and the Progress is a primary cargo vessel. Those vehicles are certified to fly to an altitude of 460 km (285 miles). Lift the ISS to a higher altitude and we lose our lifeboat and cargo.

Above 500 km (310 miles), the radiation levels increase to dangerous levels, particularly over the South Atlantic, making it hazardous for both crew and equipment.

Money. Every kilometer increase in altitude means increased costs to get there. We just don't have the money. The ISS is an expensive project. Space exploration is not well supported by the public and thus not well supported by politicians that approve the funding. Every space project you read about is less than it could be. Much of design is not figuring out what can be, it is figuring out what can be removed to meet the budgetary requirements. Almost every question that asks why we don't do [X] in space can first be answered by saying we don't have the money.

All that said, there also just simply isn't a need to be higher. The mission requirements can all be satisfactorily met between 400-460 km (248-285 miles). The purpose of the ISS is to provide a laboratory in which we can study things in microgravity and the space environment. The biological changes in the crew, the crystals growing in the lab, the plasma experiments - all the things we need to do to meet our objectives can be done in LEO (low Earth orbit).

Er valt stomweg niets te winnen met dat ding hoger te hangen, in zijn geheel of de helft.

Groet, Jan

Theo de Klerk op 20 januari 2019 om 20:46

Een documentaire over ruimte-schroot die ook ISS bedreigt en de kostbare "opruimacties" waarvan elke natie zich bewust is maar niet de kosten wil dragen (lijkt op de klimaatdiscussies) was op 19 januari 2019 om 21.50 h op Arte te zien: "Achtung, Weltraumschrott!". Zal ongetwijfeld nog wel eens herhaald worden.

Verfügbar vom 12/01/2019 bis 17/03/2019
Live verfügbar: ja
Nächste Ausstrahlung am Mittwoch, 6. Februar um 11:20
https://programm.ard.de/TV/arte/achtung--weltraumschrott-/eid_287241098568240

International Space Station

Reacties

Plaats een reactie

Cookie-instellingen