Rientro incontrollato della Tiangong-1

[andreaconsole]

Interessante discussione! Penso che un'orbita circolare non controllata degeneri naturalmente in una ellittica anche in presenza di un modesto drag atmosferico

CEO

[CristiaPi]

Dalla simulazione che faccio, accade esattamente il contrario, cioè un'orbita lievemente ellittica (come nel nostro caso) tende a diventare circolare, ma è anche vero che la simulazione purtroppo non sta riproducendo la stessa evoluzione dell'orbita che vedo scaricando i dati reali. Per cui è possibilissimo che sia come dici tu; solo non mi è chiaro il perché.

[CristiaPi]

Questi cinesi potrebbero fare una gran brutta sorpresa ad un bel po' di gente, [...]

Ma potrebbero anche salvare la faccia utilizzando uno dei loro missili anti-satellite contro la Tiangong-1:
https://en.wikipedia.org/wiki/Anti-s...e_weapon#China
https://en.wikipedia.org/wiki/ASAT_p...E2.80.93_SC-19

Si potrebbe ipotizzare che se le ultime orbite prima del rientro finale risultassero "pericolose", qualcuno possa lanciare un missile anti-satellite contro la Tiangong-1 durante un passaggio sul mare, crepi l'avarizia!
Se i costi sono simili allo statunitense SM-3 (poco più di 11 milioni di dollari), i cinesi farebbero un bel gesto con una piccola spesa (per un programma spaziale).

[andreaconsole]

Si', hai ragione tu, ho ragionato male. Un orbita ellittica viene frenata maggiormente nel momento in cui e' piu' vicina alla Terra, e quindi viene tendenzialmente circolarizzata. D'altronde se il satellite non e' piu' controllato non puo' essere una manovra voluta... boh

Se volessero colpire la stazione prima che colpisca la Terra, bisognerebbe comunque evitare di farlo finche' sta orbitando: gia' nel '07 hanno creato un casino di debris!
https://www.space.com/3415-china-ant...les-earth.html
https://www.mercatus.org/sites/defau...mary-chart.png

[CristiaPi]

[...] D'altronde se il satellite non e' piu' controllato non puo' essere una manovra voluta... boh

Boh anche per me. Raccogliendo i dati per ulteriori 40/50 giorni si dovrebbe riuscire a capire cosa sta succedendo.

Se volessero colpire la stazione prima che colpisca la Terra, bisognerebbe comunque evitare di farlo finche' sta orbitando: gia' nel '07 hanno creato un casino di debris!
https://www.space.com/3415-china-ant...les-earth.html
https://www.mercatus.org/sites/defau...mary-chart.png

E' vero! Il rimedio è peggiore del danno. L'unica soluzione, allora, è aspettare proprio le ultime 2 o 3 orbite, quando ormai il rientro è evidente, ma non credo che qualcuno sprecherà un missile. Tanto io sto al di fuori della fascia a rischio.

[andreaconsole]

Purtroppo non sarebbe sprecato. Sarebbe una dimostrazione di capacità tecnica e militare abbastanza interessante per chi si cimentasse nell'impresa

CEO

[Cleaning Doctor]

Non so se è già stata fatta una cosa del genere, anche se immagino di si. Ad ogni modo lanciare un missile contro un satellite lo trovo molto pericoloso in quanto genera migliaia di detriti incontrollabili.

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[CristiaPi]

In questo (lungo) messaggio vorrei postare qualche curiosità emersa dalla simulazione di cui parlo in questo thread, forse può interessare gli appassionati di astronautica e astrodinamica … Almeno lo spero.

Ricapitolando brevemente, lo scopo della simulazione è stimare la data del rientro della Tiangong-1, senza alcuna pretesa di stimare il punto d’impatto sulla Terra dei frammenti che dovessero sopravvivere all’attrito atmosferico (sarebbe una previsione priva di qualunque senso).

Per ognuno dei TLE scaricati da qui: https://www.celestrak.com/NORAD/elements/stations.txt calcolo la posizione e la velocità iniziali della Tiangong-1 e partendo da questi due vettori tridimensionali vado avanti un passetto per volta calcolando le accelerazioni dovute ad alcuni corpi celesti e all’atmosfera, fino a scendere ad una quota di circa 80 km. La simulazione, così come l’ho impostata io, avanza di circa 8 giorni per ogni secondo di calcolo, richiedendo dai 30 ai 40 secondi per ogni traiettoria.
Dai 67 TLE di cui attualmente dispongo, ho ottenuto le 67 traiettorie di rientro riportate nel grafico seguente:

Rientro_Tiangong-1.jpg

Credo che il grafico parli da solo (a parte la strana scritta “NRLMSISE-00” che è il modello atmosferico utilizzato per il calcolo della densità dell’aria), per cui aggiungo soltanto che di tutto quel fascio di traiettorie, circa la metà ricadono nell’intervallo dal 22 marzo al 1° maggio del 2018 che, quindi, potrebbe essere considerato come il più probabile.
Si nota come piccole variazioni degli elementi orbitali comportino grandi escursioni nelle traiettorie.

La prima curiosità di cui vorrei parlare riguarda l’influenza dei vari corpi celesti sulla data del rientro.
Dalle prove fatte, alla fine ho dovuto includere la Luna e il sistema di Giove, oltre, ovviamente, al Sole e alla Terra. Giove sposta la data finale di circa mezza giornata nell’arco dei 300-350 giorni della simulazione, mentre la Luna la sposta di 2 o 3 giorni. Venere e Marte fanno circa un paio di minuti al massimo, per cui li ho esclusi.
L’ho voluto scrivere perché magari uno non penserebbe mai che una pallina come la Luna possa influire così tanto su un oggetto in orbita molto bassa intorno alla Terra.

Altra curiosità riguarda lo stress strutturale che subirà la Tiangong-1 quando inizierà ad attraversare gli strati un po’ più densi dell'atmosfera. Come molti saprete, questo stress viene chiamato “max q” ed è semplicemente la pressione dinamica dovuta alla densità dell’aria e alla velocità dell’oggetto in movimento.

Contrariamente a quanto pensavo, il max q risulta abbastanza basso, in quanto i possibili valori di picco (secondo le 67 simulazioni effettuate) oscilleranno più probabilmente tra 5 e 7 kPa e si avranno a quote dai 45 ai 50 km, quando la Tiangong-1 viaggerà a circa 3,3 km/s. Per paragone, ricordo che il picco che raggiungeva il Saturno V durante le missioni Apollo era circa 35 kPa, mentre lo Shuttle arrivava a circa 28 kPa.

Una pressione dinamica così bassa, probabilmente non sarà sufficiente nemmeno per far distaccare i due pannelli solari; bisognerà quindi confidare nel surriscaldamento per attrito con l’aria (che dovrebbe surriscaldare fino a 2000/2300 °C le parti direttamente esposte alla compressione dell’aria).

Bene, credo di aver detto tutto.
Se qualcuno vorrà apportare chiarimenti o correzioni o vorrà commentare, ne sarò felice.

[andreaconsole]

Studio e risultati incredibilmente interessanti!

CEO

[CristiaPi]

Ti ringrazio molto per l'apprezzamento.

Considerando che qualcuno interessato all'argomento sembra che ci sia, posto subito un aggiornamento che mi ha lasciato a bocca aperta.

Ho sempre ignorato l'accelerazione dovuta allo schiacciamento terrestre, perché pensavo che fosse quasi trascurabile. Guardate, invece, cosa viene fuori prendendola in considerazione:

Rientro_Tiangong-1_J2.jpg

Incredibile! Non so voi, ma io sono rimasto strabiliato. :-)
Le date del rientro ora convergono tutte in un intervallo ristrettissimo (almeno rispetto a prima). L’attuale affidabilità della simulazione mi ha indotto ad includere anche il sistema di Saturno per aumentarne ulteriormente l’attendibilità.

L’unica incognita che rimane è il coefficiente di resistenza della Tiangong-1. Con i dati attualmente a disposizione, le prove fatte in questi ultimi giorni mi hanno fatto ridurre del 12% tale coefficiente rispetto alla simulazione precedente, con la conseguenza che le date del rientro vengono posticipate di circa 3 settimane.

Devo correggere lievemente anche il discorso sul max q, perché pure lui tende a convergere molto di più rispetto alle simulazioni precedenti. Con gli ultimi dati a disposizione, la massima pressione dinamica raggiunge 8,5 kPa a circa 46 km di quota, con velocità rispetto al suolo di circa 3 km/s. Dovremo, quindi, sempre confidare sul riscaldamento aerodinamico per la completa distruzione della cineseria.