Distribuzione pesi satellite.

andreaandrea

Ciao a tutti!
Qualche giorno fa un Prof. ha detto che nello spazio, anche se su di un satellite metto un'antenna di 100 Kg su un lato e niente peso sul lato opposto, il satellite non inizia a ruotare su se stesso.
Quando però ho chiesto il perchè, nessuno mi ha saputo fornire una qualche spiegazione.
Intuitivamente, io mi sarei aspettato che il satellite avesse cominciato a girare su se stesso, intorno al suo baricentro....
Qualche spiegazione?

Grazie
Andrea

f(sants)

Mi sa che non è la sezione giusta

Comunque se un satellite ha 100kg da un lato e nulla dall'altro il baricentro è nell'antenna.

tuvok

perchè dovrebbe ruotare?
avrà il suo baricentro molto "spostato" nella zona in cui c'è il peso ma non c'è motivo per cui si metta a ruotare.

p.s.: sposto in scienze astronomiche

Lead Expression

La cosa è certamente vera. Del resto non mancano satelliti che, per alimentarsi, hanno bisogno di un enorme pannello che, magari, viaggia lateralmente. Del resto l'orbita del satellite si basa sull'equilibrio tra la forza centrifuga e quella gravitazionale e non c'è motivo per cui debba mettersi a ruotare, nonostante "intuitivamente" venga da pensare:"pesa di più da una parte, quindi inizia a ruotare". In generale, simmetrico o non simmetrico, nello spazio prima o poi un satellite perde il suo assetto per vari motivi (vengo solare, piccola inerzia iniziale etc).
Però

Avere un peso distribuito in maniera non omogenea fa sì che il centro di massa sia spostato e può anche cadere al di fuori del satellite. Questo complica tutte le manovre (esecuzione e previsione) e soprattutto il mantenimento dell'orbita e dell'assetto, per non parlare del lancio (non è bene mettere sul lanciatore qualcosa che "pende" su un lato). E' ovvio quindi che uno schema simmetrico rende le cose molto più semplici, ma non mancano nella storia casi di satelliti "strani". Uno per tutti il tedesco TerraSarX, che ha quel lungo braccio che vedete sulla destra, oppure EO-1 della NASA. Prima di "dispiegarsi" appena lasciati dal lanciatore, però, sono quasi sempre messi in modo da non creare problemi.

andrea63

Se il centro di massa è spostato rispetto al centro geometrico il satellite non inizia a ruotare, ma in assenza di altre forze finisce con la parte "più pesante" puntata in direzione della Terra.

E' un sistema utilizzato proprio per stabilizzare l'assetto di un satellite senza ricorrere ad attuatori più complicati, è detto a gradiente di gravità

f(sants)

Stanotte effettivamente ho risposto in modo un po troppo sbrigativo

Per baricentro intendevo centro di massa. Il satellite (in orbita terrestre o in viaggio al di fuori della stessa) è sempre soggetto a forze gravitazionali. Il centro di massa deve essere "il più vicino possibile" alla sorgente di queste forze. Se ciò non succede e se non viene corretto nulla il satellite tende a ruotare ed entra in moto armonico, quindi come dice andrea la parte più pesante va verso la sorgente della forza (aka il pianeta su cui sta orbitando o verso il quale si sta dirigendo).
E' ovvio che questo si deve evitare altrimenti sarebbe impossibile allineare l'antenna e i vari strumenti con la Terra compromettendo la missione, e una volta che un oggetto nello spazio entra in moto armonico va avanti in (quasi) in eterno se non lo si ferma inqualche modo. Mi pareva di avere letto qualche anno fa di un satellite americano degli anni '60 che era entrato in rotazione (non ricordo se moto armonico o ratazione su se stesso) e ricevevano i segnali periodicamente ogni volta che l'antenna puntava la Terra per poi perderli subito dopo... ovviamente non è che la missione possa essere stata considerata un successo

andreaandrea

mmm.... Abbiamo quindi due pareri discordanti....
C'è chi dice che il satellite si dispone con la parte più pesante verso la Terra.
C'è invece chi dice che entra in moto armonico.
C'è chi dice che invece il satellite rimane così com'è.
Riflettendoci, io personalmente ho fatto un piccolo stupido esperimento:

considerando che da faccio cadere due masse di dimensioni differenti dalla stessa altezza,
Galileo insegna che toccheranno terra insieme.
Beh ma la forza che imprima l'accelerazione è proprio quella gravitazionale...
Allora ho preso un tamburello (di quelli per suonare) e l'ho lasciato cadere.
Ovviamente questo ha il peso fortemente sbilanciato verso il tamburello.
Sapete che è successo?
E' caduto esattamente nella posizione come l'ho lasciato!!!

Ed allora secondo me qui dentro è racchiusa la risposta.
Poichè ogni punto del satellite riceve la stessa accelerazione verso la Terra, il Satellite non si muove dalla posizione in cui l'ho lasciato.

Che ne pensate?

(P.S. devo spostare il post altrove?)

Renzo

Se il satellite non è soggetto ad altra forza che l'attrazione gravitazionale verso la Terra e al momento di cessazione della spinta da parte del vettore non ha alcun spin il satellite resterà nella sua posizione relativa.
Ma ciò si verifica solo in teoria.
In pratica dopo che il satellite si è sganciato dal vettore spiegherà i pannelli solari e le antenne (prima ripiegate) e tutto ciò crea perturbazione nella distribuzione delle masse e, spesso, modifica le condizioni stesse del satellite (assetto, spin, ecc.)
Inoltre il satellite non avrà più una coincidenza del baricentro con il suo asse geometrico e di conseguenza le perturbazioni causate, tanto per dire quella più importante, dagli strati estremi dell'atmosfera, agiranno in modo diversificato causando una forza che indurrà il satellite a modificare la propria posizione (per esempio la ISS tende comunque a scendere di orbita come tutti i satelliti in orbita bassa)
Per questo motivo si deve affrontare il discorso specificando se si intende solo da un punto di vista fisico (cioè teorico) o ingegneristico (cioè più pratico e reale).
La realtà non è perfetta come la teoria.
O è la teoria che non è perfetta come la realtà? BOH :roll:

GHISO983

per iniziare una rotazione ci deve essere una coppia di forze.....
mi spiegate dove si forma una coppia di forze non essendoci nessun vincolo?
ogni delta m del satellite è soggetto ad una accelerazione identica (possiamo trascurare le differenze di altezza perchè il raggio dell'orbita è "leggermente" maggiore ma proprio leggermente eh :mrgreen:

)
Quindi ogni pezzetto delta m è attirato verso una terra con una l'accelerazione costatnte ed uguale per ogni pezzo. ovviamente il satellite è un corpo rigido per cui ogni pezzo delta m va a velocità costante che è uguale (per i motivi di prima del raggio dell'orbita consideriamo che la velocità sia costante in tutto il satellite) di coseguenza si ha che visto che è un satellite ogni pezzo di massa delta m compie un moto circolare uniforme o elittico identico perchè è sottoposto alla stessa accelerazione, quindi perchè dovrebbe ruotare?
edit
per rispondere a renzo infatti esistono dei motiri che tendono a correggere delle variazioni nell'orbita del satellite ed anche eventuali rotazioni.....

andrea63

Tu hai fatto una prova che dura meno di un secondo

Su un satellite, il fatto che parti a massa differente siano a distanza diversa dalla terra (anche se di poco) provoca un momento torcente di cui va tenuto conto.

Poi logicamente le rotazioni effettive del satellite risultano dalla somma di tutti i momenti agenti (la resistenza aerodinamica, la pressione della luce solare, l'allineamento dei componenti magnetizzati con il campo naturale terrestre)

Sono tutti momenti in genere molto deboli, ma alla lunga provocano rotazioni che vanno contrastate con attuatori di qualche tipo

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