Il telescopio spaziale Kepler è entrato in modalità di emergenza

Ok ragazzi, come spesso accade su questo forum ne è venuta fuori una discussione interessantissima. Tuttavia, devo dire, non capisco fino in fondo il nocciolo della questione. Dal baratro profondo della mia ignoranza, mi ero sempre dato una spiegazione molto semplice del perché le ruote di reazione saturassero: perturbazioni esterne. Tipo vento solare, influenze gravitazionali, una parte della sonda che si muove, necessità di cambiare attitudine o manovrare…e ci si ritrova con la ruota che gira troppo velocemente, o troppo lentamente (se non sbaglio per alcuni tipi la velocità nominale non è zero).

Credo che qui si sia andati oltre il normale utilizzo della ruota (che è quello che dici tu) ovvero, se la mia ruota che gira in un sistema non perturbato ha comunque la necessità di essere desaturata a causa degli attriti “interni” :nerd: :nerd:
Ma so le 8:40 del mattino :zzz: :zzz: un pò troppo presto per capire che dice lo zio :stuck_out_tongue_winking_eye: :stuck_out_tongue_winking_eye:

Forse la questione interessante è se il calore generato dall’attrito, che è chiaramente una grandezza scalare, possa effettivamente “distruggere” parte del momento angolare, che è invece una grandezza vettoriale.
Facciamo allora ancora una volta un gedankenexperiment, per fare contento sia il buon Albert che India Kilo.
Prendiamo un satellite che non ruota, acceleriamo una sua ruota di reazione fino che il satellite non acquisisca una certa velocità di rotazione. Interrompiamo ogni intervento sul satellite e lasciamo che il rallentamento della ruota di reazione dovuto all’attrito determini il conseguente rallentamento della velocità di rotazione del satellite.
La questione secondo me è la seguente, visto che il calore dell’attrito è dovuto al movimento relativo della ruota rispetto al satellite, e non dunque solo al movimento della ruota, chi si ferma prima, la ruota o il satellite?

Sempre per rimanere nel campo degli esperimenti mentali, si può anche trasformare la questione in termini più semplici, ossia un satellite a forma di binario ferroviario lungo per esempio un chilometro, con sopra un treno. Chiaramente se accelero il treno in avanti, accelero anche il binario indietro. Se lascio rallentare il treno per attrito, si ferma prima il treno o il binario?

E se treno e binario hanno la stessa massa?

A me tutto questo fa pensare che devono fermarsi sempre insieme, per cui il calore dovuto dall’attrito non dovrebbe distruggere quantità di moto di una parte piuttosto che di un’altra…

Aleph, sono d’accordo intuitivamente con te.

L’attrito non dissipa il momento angolare del sistema rispetto all’universo, perciò non sovraccarica la ruota di reazione.

Momento angolare ruota - momento angolare satellite = momento angolare del sistema rispetto all’universo
Se entrambi, ruota e satellite, perdono un valore “Z” per l’attrito, +Z-Z=0

Se invece si fa così: momento angolare ruota + momento angolare satellite = -Z-Z= -2Z = il valore risulta in diminuzione perché l’attrito lo dissipa.
Però non mi pare sia giusto.

In sostanza: il motore della ruota di reazione compensa l’attrito, ma solo i thruster o i fenomeni di perturbazione dall’esterno che riporta il “buon vecchio blitzed” possono modificare il momento angolare del sistema.

Anche io avevo pensato ad un satellite a forma di binario per “rettificare” il problema del moto!

Ma nei miei pensieri facevo fatica a farlo stare attaccato al treno per cui l’ho trasformato in un satellite a forma di canna di fucile ben oliata in cui la ruota di reazione è sostituita da una pallottola che vi scorre (e rallenta per attrito) al suo interno :smile:

Comunque si fermano prima il treno, la pallottola, la ruota di reazione. Anche se fossero più grandi del resto del satellite.

Questo perché il moto della ruota di reazione (o delle sue versioni rettilinee) è relativo al satellite mentre quando parliamo di satellite fermo intendiamo che sia fermo rispetto per esempio a delle stelle lontane. In tutto questo Gedankenexperiment abbiamo deciso (più o meno tacitamente) di considerare nullo l’attrito viscoso provocato da eventuali atomi vaganti nello spazio che collidono contro il satellite. Nullo o comunque molto minore rispetto a quello dei cuscinetti della ruota di reazione.

Più leggo i vostri interessanti contributi più mi sembra giusta la mia idea: per avere il satellite fermo la ruota di reazione deve accelerare.

ma siete cosi convinti che l’attrito sia il motivo del rallentamento delle ruote di reazione che galleggiano nel vuoto quasi assoluto sospese su cuscinetti magnetici?
A sensazione, chi può più dare fastidio al mantenimento della rotazione sono, come diceva inizialemente Marco, problemi di correnti parassite et simila…

Mi sovviene però un nuovo pensiero: preso un albero che ruota uniformemente attorno al proprio asse principale e mantenuto in posizione da un campo magnetico circolare uniforme che lo avvolge; applicata una forza ortogonale all’asse di cui sopra, cosa succede? si crea dell’attrito? questo rallenta il suo moto uniforme per qualche motivo? :nerd:

Aleph, prendo il tuo esempio sul satellite messo in rotazione (il treno in orbita su binario mi ricorda cartoni animati dell’infanzia, e i sentimenti non devono interferire col pensiero scientifico): secondo il tuo ragionamento, satellite e ruota si fermerebbero insieme (fra di loro), ma il gruppo satellite + ruota continuerebbe a girare, perchè parte del momento angolare generato all’inizio non si recupera con l’attrito ma viene dissipato in energia.
mi son perso?

ps. per amore di discussione penso che qui si possano equiparare correnti parassite che frenino il gruppo rotore/statore ai volgari attriti “da cuscinetto vecchio”.

Come ben detto da paolo_a con attrito ci riferiamo anche alla forza contraria dovuta alle correnti parassite.

Per quanto riguarda l’albero in sospensione magnetica, in base alle ipotesi che hai fatto non si crea nessuna forza che potrebbe rallentare la ruota. Giustappunto i cuscinetti magnetici lavorano in questa condizione: forze ortogonali all’asse di rotazione e centripete tengono centrato l’asse della ruota e forze che spingono in opposizione parallelamente all’albero evitano che la ruota si muova lungo l’asse.

Giusta osservazione sul mescolare sentimenti e pensiero scientifico. A questo punto mi sento in dovere di precisare che, nonostante mi sia trovato completamente a mio agio immaginado un satellite a forma di canna di fucile, personalmente mi sono sempre schierato (e continueroò a farlo) dalla parte del dialogo pacifico e decisamente contro la guerra :stuck_out_tongue_winking_eye: