Rientro incontrollato della Tiangong-1

[CristiaPi]

Siccome ho trovato soltanto due siti che parlano di questo argomento, ho pensato di fare qualche simulazione per avere qualche informazione in più.
Ma la prima cosa che vorrei chiedere a chi ne sa più di me riguarda lo "strano" andamento dell'eccentricità orbitale della Tiangong-1.
Per ogni TLE che scarico giornalmente da www.celestrak.com, calcolo i vari parametri orbitali per riportarli nel seguente grafico:

Tiangong-1.jpg

spero che non sembri troppo caotico, perché, in realtà la lettura è semplice.
Come si nota dalla legenda a destra, il grafico riporta i valori e l'andamento per: semiasse maggiore, perigeo, apogeo ed eccentricità.
Il tempo è mostrato come anno e giorno dell'anno: 17130 significa il giorno 130 dell'anno 2017 (10 maggio).

Venendo, finalmente, alla domanda, vorrei chiedere se qualcuno sa dirmi per quale motivo l'eccentricità tende ad aumentare con il passar del tempo, perché a me sembra strano che a quote così elevate (dove l'attrito con l'atmosfera è bassissimo) l'eccentricità possa variare in modo così significativo. Il perigeo si sta abbassando in media di ben 340 m/giorno!

[Christopher]

Il grafico è di facile comprensione, e si evince facilmente come il perigeo sia sempre più interno e l'apogeo sempre più esterno; costituendo appunto un'orbita ellittica con eccentricità crescente nel tempo.
Ma non ho idea del perché di questo fenomeno, potresti provare a confrontare i dati della Tiangong con altre sonde in orbita e verificare se è presente un fenomeno analogo...

EDIT: Anche @lucianob esegue calcoli del genere su Excel, prova a confrontarti con lui

[Cleaning Doctor]

Un guasto con una spinta leggera e costante verso una sola direzione?

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[CristiaPi]

Non avevo pensato ad un'eventualità simile, ottima intuizione!

Se ciò sia possibile dipende solo dall'assetto della Tiangong-1; visto che è fuori controllo, essa potrebbe ruotare in modo caotico su se stessa con almeno 2 motori RCS appartenenti a gruppi diversi involontariamente accesi facendo così variare i parametri orbitali in modo imprevedibile e allora addio alle previsioni di rientro.

Credo che si possa escludere, invece, che siano accesi entrambi i motori principali sia perché il carburante sarebbe già esaurito da tempo (anche con solo 1 motore acceso), sia perché i parametri orbitali varierebbero parecchio (con entrambi i motori accesi).

Mah! Bisogna vedere come evolveranno gli elementi orbitali durante i prossimi mesi...
Comunque, se può interessare, potrei già postare i grafici con le attuali previsioni delle possibili date di rientro che ho simulato qualche giorno fa.

Segnalo, infine, questi due siti per le previsioni:
http://www.satflare.com/track.asp?q=37820#TOP
http://www.aerospace.org/cords/reent...ong-1-reentry/

[Cleaning Doctor]

Se gli RCS sono accesi e fuori controllo, può essere che ruotando senza controllo, il totale delle spinte risultanti porti ad un eccentricità

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[CristiaPi]

Allego due grafici che possono essere di qualche interesse.
ISS.jpgTiangong-1.jpg
Rappresentano entrambi la stessa cosa, ma uno si riferisce alla Tiangong-1 e l'altro all'ISS per paragone.
I grafici li ho ottenuti utilizzando 50 TLE per l'ISS (in assenza di reboost) e 60 per la Tiangong-1. Per ogni TLE, ho propagato lo stato iniziale alla data del TLE per 5 orbite usando SGP4. I campioni li ho calcolati spaziati di 0,5 s uno dall'altro.
I grafici mostrano le posizioni e le velocità minime, medie e massime rilevate tra tutti i punti campionati per ogni TLE (ci sono, quindi 50 punti per l'ISS e 60 per la Tiangong-1 per ognuno dei parametri Pmin, Pmed, Pmax, Vmin, Vmed, Vmax).

Facendo il confronto tra i due grafici, la prima cosa che salta all'occhio credo che sia l'andamento "accidentato" della Vmin della Tiangong-1, non giustificato dall'andamento della Pmin.

Poi credo che sia evidente la consistente variazione delle due medie; la distanza diminuisce mediamente di ben 130 m/giorno per la Tiangong-1, contro i soli 15 m/giorno dell'ISS.

Infine, si nota l'andamento oscillatorio in comune ad entrambe le stazioni spaziali. Immagino che possa dipendere da perturbazioni dovute alla forma non sferica della Terra (accelerazione dovuta al cosiddetto coefficiente J2) e forse anche a perturbazioni dovute a variazioni dell'atmosfera.

Sarei molto felice di leggere commenti chiarificatori.

[Christopher]

Beh l'ISS, come si nota dal grafico, possiede un'orbita e una velocità più costanti rispetto alla Tiangong. Del resto la seconda è cinese
A parte gli scherzi potrebbe essere come dici tu, ma deve esserci qualche modifica negli interni stessi della Tiangong, altrimenti anche la ISS si muoverebbe pressoché in modo simile.

[CristiaPi]

Beh l'ISS, come si nota dal grafico, possiede un'orbita e una velocità più costanti rispetto alla Tiangong. Del resto la seconda è cinese

Questi cinesi potrebbero fare una gran brutta sorpresa ad un bel po' di gente, perché non sono per niente convinto che la Tiangong-1 brucerà completamente durante il rientro. Penso soprattutto agli ugelli di scarico dei due motori principali, ma anche altri componenti strutturali potrebbero conservare gran parte della loro massa durante il rientro. Anche il propellente (monometilidrazina) riveste la sua importanza, essendo tossico e cancerogeno. Chi si trova nella fascia +/-42,8° di latitudine potrebbe avere spiacevoli sorprese tra un annetto o giù di lì…

A parte gli scherzi potrebbe essere come dici tu, ma deve esserci qualche modifica negli interni stessi della Tiangong, altrimenti anche la ISS si muoverebbe pressoché in modo simile.

Questo potrebbe avvalorare l’ipotesi di Cleaning Doctor, ma servirà almeno un altro mesetto per sapere cosa sta accadendo realmente.

[Christopher]

Sicuramente i movimenti della Tiangong-1 sono monitorati, io penso che se ci sia un rischio netto e immediato sarebbero già intervenuti.

[CristiaPi]

Il fatto di poter scaricare i TLE una o due volte al giorno implica che un satellite è certamente monitorato (almeno come posizione e velocità), ma è del tutto impossibile prevedere quando e dove la Tiangong-1 ricadrà sulla Terra a mesi di distanza.
Sarà possibile avere una stima sufficientemente accurata (utile per eventuali allerte) della data del rientro solo qualche giorno prima dell'effettiva data di rientro, mentre per una stima utile del punto d'impatto bisognerà "inseguire" con la telemetria i frammenti più grandi (se ci saranno) quando questi saranno già entrati nell'atmosfera, perché incertezze di centinaia di chilometri sul punto d'impatto sono eccessive per lo scopo di cui parli.