Si convirtiera la estación espacial en una lanza gigante y la empujara fuera de la órbita a la tierra, ¿cuál sería la fuerza en el impacto?

Answer 1

Supongamos que el proceso de formación de la lanza detiene la EEI donde está y hace que caiga a la tierra. La estación espacial internacional tiene aproximadamente 4.5 * 10 ^ 5 kg de masa y orbita la tierra a una altitud de 413.6 km. Por lo tanto, tiene -4.335 * 10 ^ 14 J de energía potencial gravitacional (este valor es negativo por convención). Suponiendo que pueda negar la resistencia del aire al darle forma a una lanza (esto obviamente no funcionaría realmente, la ISS aún se quemaría al volver a ingresar sin protección térmica), podemos suponer que todo esto se convertirá en Energía Cinética para cuando llegue al superficie. Si todo lo que quieres es la energía del impacto, puedes detenerte aquí. Este impacto sería equivalente a 103.6 kilotones de TNT, o aproximadamente 7 bombas de Hiroshima .

El resto de esta respuesta supone que la fuerza real del impacto es importante para usted (tal vez para juzgar los efectos en la órbita de la Tierra).

Esto le da una velocidad de 31.04 km / s en el momento del impacto y, por lo tanto, un impulso de 1.4 * 10 ^ 10 kg * m / s. La ISS tiene 109 metros de largo, suponiendo que esto no haya cambiado cuando la moldeó en una esfera. Una vez que la punta de la lanza golpea la tierra, el extremo del eje tomará 0.0035116 segundos para hacer lo mismo, esto nos da nuestro tiempo total de colisión (tenga en cuenta que esto supone suposiciones inseguras de que la tierra es un cuerpo rígido y la ISS se derrumbará perfectamente , pero vamos por una estimación aproximada aquí). Dado que nuestro impulso total (cambio en el momento) es 1.4 * 10 ^ 10 kg * m / sy nuestro tiempo de impacto es 0.0035116 segundos, podemos usar F = impulso / tiempo para obtener nuestra fuerza promedio durante el período en que ocurre la colisión.

Esto nos da un total de 3.987 * 10 ^ 12 Newtons . Esto haría que la Tierra se acelerara en 6.676 * 10 ^ -13 m / s ^ 2, o más o menos en absoluto.

Answer 2

Utilizando un cálculo rápido de la envolvente, la EEI tiene una masa de aproximadamente 400,000 kg, una altitud de 400 km y una velocidad de aproximadamente 7,600 m / s

[matemáticas] e = m (\ frac {1} {2} v ^ 2 + gh) [/ matemáticas]

[matemáticas] e = 400,000 (\ frac {7600 ^ 2} {2} + 9.8 * 400,000) J [/ matemáticas]

[matemáticas] e = 13.1TJ [/ matemáticas]

Esta es una liberación de energía equivalente a 3.100 toneladas de TNT, aproximadamente 1/5 de la bomba atómica de Hiroshima

Sin embargo, tendrías problemas para conseguir que tu ‘lanza’ atraviese la atmósfera con toda esa energía. En el pasado se consideró un sistema de bombardeo cinético, pero para que estos proyectiles tuvieran que funcionar tenían que estar hechos de materiales extremadamente densos y de alto punto de fusión (típicamente tungsteno) y soltarse en ángulos altos (solo posible desde órbitas altas, que la ISS no está en) atravesar la atmósfera. El resultado más probable en el caso de la EEI es que se quemaría en la atmósfera con solo pequeños fragmentos que llegarían al suelo a velocidades subsónicas.

La ISS está destinada a ser desmantelada exactamente de esta manera, al ser empujada a la atmósfera, de la misma manera que la estación rusa Mir estaba antes:

Answer 3

Si se refiere a la EEI, el impacto sería insignificante. El área de superficie de la estación haría que se quemara en la atmósfera. Incluso remodelarlo en una lanza sería ineficaz, los materiales carecen de densidad. La idea del arma “varilla de dios” postulaba varillas de acero de tungsteno de alta densidad de aproximadamente 6 pies de largo. El impacto según lo que he leído estaría en el rango de 1 a 5 kilotones. Es decir, el impacto tendría la misma fuerza destructiva que un dispositivo nuclear de 5 kt sin la radiación. Google es una gran fuente de información sobre el concepto de arma.