Domanda su velocità orbita iss

Salve a tutti, intanto buone feste a tutti, poi avrei una domanda, leggevo che la iss viaggia ad una velocita’ media di 27 724 km all’ora, ipotizzando orbite circolari e quindi sempre questa velocita’ media costante, e sapendo che per avere un corpo in orbita intorno ad un altro corpo ci deve essere un equilibrio perfetto tra la forza di attrazione del corpo orbitato e la forza centrifuga(centripeta) prodotta dal corpo orbitante, volevo sapere se alla iss basterebbe gia’ diminuire la velocita’(per l’attrito) di un solo km orario ed andare quindi a 27723 km/h per iniziare a scendere di quota ed inevitabilmente poi, per una logica reazione a catena, finire al suolo in pochi mesi, grazie. So gia’ che succede proprio questo alla iss, cioe’ l’attrito dell’aria la rallenta e ogni 2-3 mesi riaccendono i motori e da quota 270km circa la riportano ad oltre 400 km di quota, pero’ a me interessava prima conoscere la risposta alla mia domanda e poi volevo anche sapere se possibile, a che velocita’ va la iss quando dopo 2-3 mesi di perdita di velocita’ si ritrova a circa 270km di quota, grazie ancora.

Sono di fretta, ti rispondo un po’ al volo, volevo solo dirti che quando un satellite gira in orbita a quota inferiore il modulo della sua velocità aumenta, non diminuisce.

Puoi trovare una spiegazione semplice di quanto affermato da Vespiacic in questa appendice di un manuale scolastico:

https://online.scuola.zanichelli.it/amaldi-files/Cap_11/MotoSatelliti_Cap11_Par5_Amaldi.pdf

La forumula per calcolare la velocità di un satellite che ruota attorno alla Terra è:
immagine
Dove G è la costante gravitazionale, M la massa della Terra e R la distanza del satellite dal centro della Terra.

E’ evidente che al crescere di R, v diminuisce.

(Edit: il file linkato è liberamente e non abusivamente accessibile)

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Ciao, perdonami ma forse non hai capito la domanda, lo so che per mantenere l’equilibrio di cui ho parlato sopra, piu’ il satellite è basso come quota e piu’ dovra’ girare veloce per mantenere questo equilibrio, invece la mia domanda era la seguente : se VOLUTAMENTE abbassiamo la velocita’ di un km/h alla iss, essa incomincera’ a perdere quota gia’ con questa piccola diminuzione di velocita’ ?

Se impartisci per un istante una spinta in modo che in quell’istante la velocità diminuisca di un chilometro orario, l’orbita diventerà ellittica, la ISS inizierà ad accelerare fino al perigeo, superando la velocità iniziale e abbassandosi di quota, poi riprenderà quota e perderà velocità fino a ritornare all’apogeo esattamente nel punto in cui hai effettuato questo cambio di velocità.

Se vuoi rallentare gradualmente la ISS di un chilometro orario, la stai solamente alzando di quota.

Se vuoi considerare cosa avviene con l’attrito presente in piccolissima parte in quello che effettivamente è l’esosfera terrestre, guardala come una perdita di quota e non di velocità. Di fatto l’attrito la fa cadere verso la Terra, aumentandone la velocità e trasferendola in un’orbita più bassa.

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Alexander, tutte queste cose ti appariranno chiare ed elementari dopo 50 ore di Kerbal Space Program! :wink:

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Credo che la ISS non sia mai stata così bassa di quota, ma abbia sempre oscillato tra i 350 e i 450 km di altitudine. E sempre a memoria (che potrebbe ingannarmi) la discesa della ISS è molto più lenta di quello che hai indicato: stando ai tuoi dati la ISS avrebbe un rateo di discesa di circa 40 km al mese, secondo il grafico appena mostrato da @LuckyFive puoi vedere che invece in un mese mediamente il rateo di discesa è di circa mezzo km.

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Cavolo questa non la sapevo ti ringrazio, pero’ non capisco una cosa, allora : hai detto che se rallentiamo la iss, alla fine ci ritroviamo ad una quota piu’ alta, ma l’attrito infatti rallenta la iss e poi pero’ essa, invece che ritrovarsi ad una quota piu’ alta come dici tu, si ritrova ad una quota piu’ bassa, dove sto sbagliando? PER VITTORIO : Ciao, io su wikipedia ho trovato questo : Controllo dell’assetto e dell’altitudine
La ISS è mantenuta in un’ orbita quasi circolare, con un’altitudine minima media di 278 e una massima di 460 km. Viaggia a una velocità media di 27 724 km all’ora e completa 15,7 orbite al giorno. La massima altitudine normale è 425 km per consentire l’aggancio con le navette

Sbagli a considerare la velocità una grandezza scalare.

L’attrito non rallenta la tua velocità ma solo la componente tangenziale all’orbita di partenza. Quella componente diminuisce ma le altre componenti aumentano ed il modulo aumenta complessivamente.

Secondo me avete un pò confuso le idee ad @Alexander

Questa frase:

e questa :

non sono chiare nemmeno a me… :sweat_smile:
C’è qualcosa che non funziona nei vostri ragionamenti oppure li avete espressi non esaustivamente…

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Qui hai interpretato male wiki. Quei valori sono relativi ai minimi e massimi che ha toccato la ISS durante tutta la sua vita.
Adesso la sua orbita è 421x415 km

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non ho capito la tua risposta, perdonami. Io vorrei solo semplicemente capire, a questo punto, perche’ , diminuendo la velocita’ orbitale, mi dicono che alla fine ci si ritrova ad una quota piu’ alta, quando vedo che invece la iss quando diminuisce la velocita’ si ritrova piu’ in basso, ora ho piu’ confusione di prima, potreste spiegarmi questa cosa?

ah ok grazie non avevo capito, pensavo fosse la sua variazione standard perche’ parlava di altitudine minima MEDIA e non altitudine minima STORICA, cmq ok sarai sicuramente piu’ informato di me.

Pensa di essere in una traiettoria perfettamente circolare attorno ad un corpo celeste , con velocità v costante.

Se esegui una frenata (accelerazione deltav negativa) nella direzione di moto avrai una variazione locale istantanea della velocità nel punto in cui ti trovi, che chiamiamo apogeo.

L’orbita non sarà più circolare ma ellittica, e comincerai a ‘cadere’ verso il corpo celeste accelerando fino al perigeo, il punto più basso della tua orbita, in cui toccherai la velocità più alta.

Successivamente comincerai a ‘risalire’ dinuovo fino all’apogeo (edit typo error) rallentando mano a mano fino a raggiungere la velocità iniziale (quella della frenata).

Viceversa, se al tempo iniziale ‘acceleri’ istantanemente, comincerai a salire dal perigeo all’apogeo decelerando mano a mano lungo il semiellisse…

Il bassissimo attrito atmosferico invece, va considerato come una forza minima ma costantemente presente che agisce sui satelliti terrestri in LEO.

Ipotizzando un’orbita perfettamente circolare attorno al nostro pianeta, ed una distribuzione omogenea dell’atmosfera, un satellite percepirebbe questa forza molto debole di resistenza all’avanzamento.

Ipotizzando la massa costante ed essendo F=m*a, il risultato è una accelerazione (negativa) a che costantemente e lentissimamente abbassa il perigeo dell’orbita facendola diventare, da un cerchio, una spirale e facendo quindi ‘cadere’ l’oggetto nel pozzo gravitazionale

furdisufit e Alexander saro’ più prolisso.

La mia era una risposta alla specifica domanda di Alexander che mi sembra che in sintesi abbia chiesto “perché se rallento finisce che vado più veloce?”

In questa spiegazione indicherò con lettere grassette corsive le grandezze vettoriali.

Immaginate di essere sulla ISS in orbita attorno alla Terra. Facciamo che sia un orbita abbastanza circolare.
Ora fermiamo il tempo e consideriamo il fotogramma di un istante. In questo fotogramma abbiamo la ISS che attraversa una tenue atmosfera con un vettore direzione d.
In quell’istante la direzione d è orizzontale rispetto al suolo. Avremmo una forza d’attrito - chiamiamola a - e come sarà? avrà la stessa direzione e verso opposto rispetto a d, quindi sempre parallela al suolo (sarà un vettore molto corto perché abbiamo detto che l’atmosfera è tenue e a risulterà una forza piccola).

Bene, ora viene il nocciolo della questione! Applico la forza d’attrito alla ISS con la nota formula f = ma ma si vede a occhio che la ISS nel fotogramma successivo rallenterà di un po’ ma… attenzione! rallenterà nella direzione d. Questo perché state sottraendo due vettori paralleli.

Ad un osservatore posto per comodità al centro della Terra, la ISS sembrerà rallentare perché percorrerà una distanza angolare minore nel cielo per unità di tempo. Ma il fatto è che essa avrà anche diminuito la sua quota e il suo vettore direzione punterà verso il basso. Ora credo abbiate capito: il rallentamento lungo la componente orizzontale è più che compensato dall’aumento di velocità verso il basso.

Questo vale solo subito dopo il primo “fotogramma”, perché l’orbita, che è diventata ellittica, verrà percorsa con velocità crescente fino al perigeo. Presto anche la “velocità angolare di attraversamento del cielo” tornerà ad aumentare. Se applicate lo stesso ragionamento anche al punto opposto dell’orbita (dove la ISS avrà velocità massima) allora abbassate l’apogeo e tornate ad un orbita circolare e a velocità costante.

perdonami ma la mia domanda è perche’ se rallento salgo di quota? almeno cosi’ mi è stato detto, ma forse non voleva dire quota, perche’ la iss non sale di quota quando rallenta per l’attrito, poi quando dici " Successivamente comincerai a ‘risalire’ fino al perigeo rallentando mano a mano fino a raggiungere la velocità iniziale (quella della frenata)" quindi se ho capito, in sostanza, una volta abbassata la velocita’ anche di poco, non si puo’ piu’ tornare all’orbita iniziale che avevamo a velocita’ piena, giusto?

Non l’ho detto io! Non si risale mai fino al perigeo, neanche tra virgolette! credo che furdisufit volesse dire apogeo.

Qui è stato fatto un po’ di casino. Si sono confusi velocità tangenziale, velocità angolare e ∆v . Un oggetto posto su un orbita più alta ha una velocità orbitale minore ma ho bisogno di più ∆v per raggiungere quell’orbita.

Qualcuno potrebbe dire: “un satellite geostazionario è fermo rispetto alla Terra” non è vero, solo la velocità angolare nel suo tragitto nel cielo è uguale (per un osservatore sulla Terra), in realtà ci vuole un bel ∆v per raggiungere quell’orbita dal suolo.

Per comprendere quest’ultimo fatto basta che pensate di provare a raggiungere l’orbita geostazionaria andando su sempre in verticale. All’inizio vi sembrerà che la base di lancio resti sotto di voi ma man mano che salite vi accorgete che rimane indietro, sempre più a est. Questo perché la velocità tangenziale che vi fornisce la Terra con la sua rotazione non e sufficiente per nessuna orbita (almeno al di sopra della superficie terrestre).

Può essere, infatti ho messo le mani avanti all’inizio:

:slight_smile:

Si, scusa, era apogeo… Grazie @sinucep