<div dir="ltr"><div dir="ltr"><div class="gmail_default" style="font-family:arial,helvetica,sans-serif"><span style="font-family:Arial,Helvetica,sans-serif">On Fri, Dec 19, 2025 at 6:47 PM Adrian Tymes via extropy-chat <<a href="mailto:extropy-chat@lists.extropy.org">extropy-chat@lists.extropy.org</a>> wrote:</span></div></div><div class="gmail_quote gmail_quote_container"><br><blockquote class="gmail_quote" style="margin:0px 0px 0px 0.8ex;border-left:1px solid rgb(204,204,204);padding-left:1ex"><blockquote class="gmail_quote" style="margin:0px 0px 0px 0.8ex;border-left:1px solid rgb(204,204,204);padding-left:1ex"><font size="4" face="tahoma, sans-serif"><b>
><span class="gmail_default" style="font-family:arial,helvetica,sans-serif">></span> Over long distances it's much easier to transmit data than power, so if space-based power transmission to earth is economically viable (is it?) then it would make even more sense to have power satellites use their energy to run data centers that are also in space. After all, these days running data centers is the economic sector where energy usage is growing the fastest, so why not build them where energy is the cheapest?</b></font></blockquote>
<br><font size="4" face="georgia, serif"><i>
<span class="gmail_default" style="font-family:arial,helvetica,sans-serif">> </span>Among other reasons: AI hardware calls for refresh (which requires<br>
getting there or launching replacements) far more frequently (1 GW is<br>
still 1 GW 5 years from now, but 2020's AI hardware doesn't compete<br>
nearly as much with today's) much more frequency, and latency (1 GW<br>
delivered in 1 second, every second, is a constant 1 GW stream; an<br>
AI's answer from 1 second ago may be too late).</i></font><br></blockquote><div><br></div><div><font size="4" face="tahoma, sans-serif"><b>To be economically viable<span class="gmail_default" style=""> a</span> data satellite<span class="gmail_default" style=""> would need one of two things: </span></b></font></div><div><span class="gmail_default" style=""><font size="4" face="tahoma, sans-serif"><b><br></b></font></span></div><div><span class="gmail_default" style=""><font size="4" face="tahoma, sans-serif"><b>1) A system, probably automated, that would provide maintenance and allow for hardware upgrades to be made.</b></font></span></div><div><span style="font-size:large"><font face="tahoma, sans-serif"><b>Or</b></font></span></div><div><span style="font-size:large"><font face="tahoma, sans-serif" style=""><b><span class="gmail_default" style="">2) The satellite is able to recoup the costs of construction and of launch </span><span class="gmail_default" style="">in just two or three years.  </span> </b></font></span></div><div><font size="4" face="tahoma, sans-serif"><b><br></b></font></div><div><font size="4" face="tahoma, sans-serif"><b>As for latency<span class="gmail_default" style="">, I don't think that would be a major problem because it doesn't matter much if it takes 3 seconds for an AI to answer your question instead of 2 seconds, although you wouldn't want to use it to operate a car or a robot that's on the Earth. The lower the orbit orbit the cheaper the launch costs, and the less latency you have, but you can't go too low for various reasons, so</span><span class="gmail_default" style=""> I asked Claude the following question: </span></b></font></div><div><br></div><font size="4"><span class="gmail_default" style="font-family:arial,helvetica,sans-serif"></span><font face="tahoma, sans-serif"><b><span class="gmail_default" style="">ME: </span>What would the lowest orbit you could place a satellite if you wanted to avoid space junk and also the intense radiation in the earth's two Van Allen belts?</b></font></font><br></div><div class="gmail_quote gmail_quote_container"><font size="4"><font face="tahoma, sans-serif"><b><span class="gmail_default" style="font-family:arial,helvetica,sans-serif">===</span><br></b></font></font></div><div class="gmail_quote gmail_quote_container"><font face="tahoma, sans-serif" style="font-size:large"><span class="gmail_default" style="font-family:arial,helvetica,sans-serif">CLAUDE: </span></font><span style="font-size:large">The sweet spot for avoiding both space debris and Van Allen belt radiation would be an orbit around</span><u style="font-size:large"> 600-800 km altitude</u><span style="font-size:large">.</span></div>
<p class="gmail-font-claude-response-body gmail-break-words gmail-whitespace-normal gmail-leading-[1.7]"><font size="4">Here's why:</font></p>
<p class="gmail-font-claude-response-body gmail-break-words gmail-whitespace-normal gmail-leading-[1.7]"><font size="4">Van Allen Belt Boundaries:</font></p>
<ul class="gmail-[li_&]:mb-0 gmail-[li_&]:mt-1.5 gmail-[li_&]:gap-1.5 gmail-[&:not(:last-child)_ul]:pb-1 gmail-[&:not(:last-child)_ol]:pb-1 gmail-list-disc gmail-flex gmail-flex-col gmail-gap-2 gmail-pl-8 gmail-mb-3">
<li class="gmail-whitespace-normal gmail-break-words gmail-pl-2"><font size="4">The inner Van Allen belt typically extends from about 1,000-6,000 km altitude  though it can dip as low as 200 km in certain areas like the South Atlantic Anomaly </font></li>
<li class="gmail-whitespace-normal gmail-break-words gmail-pl-2"><font size="4">The outer belt covers approximately 25,000-45,000 km altitude </font></li>
<li class="gmail-whitespace-normal gmail-break-words gmail-pl-2"><font size="4">There's a "slot region" of reduced radiation between the two belts</font></li>
</ul>
<p class="gmail-font-claude-response-body gmail-break-words gmail-whitespace-normal gmail-leading-[1.7]"><font size="4">Space Debris Distribution:</font></p>
<ul class="gmail-[li_&]:mb-0 gmail-[li_&]:mt-1.5 gmail-[li_&]:gap-1.5 gmail-[&:not(:last-child)_ul]:pb-1 gmail-[&:not(:last-child)_ol]:pb-1 gmail-list-disc gmail-flex gmail-flex-col gmail-gap-2 gmail-pl-8 gmail-mb-3">
<li class="gmail-whitespace-normal gmail-break-words gmail-pl-2"><font size="4">Maximum debris concentrations occur at altitudes of 800-1,000 km and near 1,400 km </font></li>
<li class="gmail-whitespace-normal gmail-break-words gmail-pl-2"><font size="4">Over 70% of debris is distributed between 500 km and 1,000 km </font></li>
<li class="gmail-whitespace-normal gmail-break-words gmail-pl-2"><font size="4">Below 600 km, debris normally falls back to Earth within several years  due to atmospheric drag, while at 800 km altitude, orbital decay takes centuries </font></li>
</ul>
<p class="gmail-font-claude-response-body gmail-break-words gmail-whitespace-normal gmail-leading-[1.7]"><font size="4">The Optimal Zone:
The 600-800 km range offers a compromise: you're high enough to avoid the very low altitude debris that decays quickly, but low enough to stay below the inner Van Allen belt's main concentration. You'd also be just below the 800-1,000 km zone where both debris density and radiation exposure increase significantly.</font></p>
<p class="gmail-font-claude-response-body gmail-break-words gmail-whitespace-normal gmail-leading-[1.7]"><font size="4">That said, there's no perfect answer—you're trading off between different hazards at any altitude. Below 600 km gives you less radiation exposure but higher atmospheric drag, while above 800 km increases both radiation and debris risks.</font></p><p class="gmail-font-claude-response-body gmail-break-words gmail-whitespace-normal gmail-leading-[1.7]"><span style="font-size:large"><b style=""><font face="tahoma, sans-serif">===</font></b></span></p><p class="gmail-font-claude-response-body gmail-break-words gmail-whitespace-normal gmail-leading-[1.7]"><b style=""><font size="4" style="" face="tahoma, sans-serif">But then I realized I had forgotten to mention avoiding significant atmospheric drag in my first question<span class="gmail_default" style="">,</span> so I need<span class="gmail_default" style="">ed</span> to ask another question:</font></b></p><font size="4" face="tahoma, sans-serif"><b>M<span class="gmail_default" style="font-family:arial,helvetica,sans-serif">E</span>: At 800 km would atmospheric drag be a problem for something as large as a power satellite?</b></font><div><font face="tahoma, sans-serif" size="4"><b><span class="gmail_default" style="font-family:arial,helvetica,sans-serif">===</span></b></font></div><div><p class="gmail-font-claude-response-body gmail-break-words gmail-whitespace-normal gmail-leading-[1.7]"><font size="4"><span style="font-family:arial,helvetica,sans-serif">CLAUDE:<span class="gmail_default" style="font-family:arial,helvetica,sans-serif"> </span></span>Yes, atmospheric drag would be a <strong>significant problem</strong> for a power satellite at 800 km, and here's why the scale matters:</font></p><div class="gmail-flex-1 gmail-flex gmail-flex-col gmail-px-4 gmail-max-w-3xl gmail-mx-auto gmail-w-full gmail-pt-1"><div class="gmail-group" style="height:auto;opacity:1"><div class="gmail-group gmail-relative gmail-pb-3" style="opacity:1"><div class="gmail-font-claude-response gmail-relative gmail-leading-[1.65rem] gmail-[&_pre>div]:bg-bg-000/50 gmail-[&_pre>div]:border-0.5 gmail-[&_pre>div]:border-border-400 gmail-[&_.ignore-pre-bg>div]:bg-transparent gmail-[&_.standard-markdown_:is(p,blockquote,h1,h2,h3,h4,h5,h6)]:pl-2 gmail-[&_.standard-markdown_:is(p,blockquote,ul,ol,h1,h2,h3,h4,h5,h6)]:pr-8 gmail-[&_.progressive-markdown_:is(p,blockquote,h1,h2,h3,h4,h5,h6)]:pl-2 gmail-[&_.progressive-markdown_:is(p,blockquote,ul,ol,h1,h2,h3,h4,h5,h6)]:pr-8"><div class="gmail-standard-markdown gmail-grid-cols-1 gmail-grid gmail-gap-4 gmail-[&_>_*]:min-w-0 gmail-standard-markdown">
<p class="gmail-font-claude-response-body gmail-break-words gmail-whitespace-normal gmail-leading-[1.7]"><strong><font size="4">The Size Challenge:</font></strong></p>
<p class="gmail-font-claude-response-body gmail-break-words gmail-whitespace-normal gmail-leading-[1.7]"><font size="4">Power satellites are truly massive. Proposed designs have solar reflectors spanning up to 3 km and weighing over 80,000 metric tons  One reference design has a solar panel area of 11.5 km² and mass of 5.9 million kg . A 1.4 GW satellite design weighs 2,000 tonnes and measures 1.4 km in diameter<span class="gmail_default" style="font-family:arial,helvetica,sans-serif">.</span></font></p>
<p class="gmail-font-claude-response-body gmail-break-words gmail-whitespace-normal gmail-leading-[1.7]"><strong><font size="4">Why Size Makes Drag Worse:</font></strong></p>
<p class="gmail-font-claude-response-body gmail-break-words gmail-whitespace-normal gmail-leading-[1.7]"><font size="4">Atmospheric drag force is directly proportional to the cross-sectional area. A power satellite with square kilometers of solar panels presents an enormous surface area to atmospheric friction—thousands of times larger than typical satellites. The drag equation shows that a larger area (A) means proportionally more drag force for the same atmospheric density.</font></p>
<p class="gmail-font-claude-response-body gmail-break-words gmail-whitespace-normal gmail-leading-[1.7]"><strong><font size="4">The Numbers at 800 km:</font></strong></p>
<p class="gmail-font-claude-response-body gmail-break-words gmail-whitespace-normal gmail-leading-[1.7]"><font size="4">Research on small satellites at 800 km shows orbital decay rates ranging from 13-23 meters per day during quiet solar conditions, increasing to 65-120 meters per day during solar storms. But those are for small satellites with ballistic coefficients measured in the range of 2-3×10⁻³ m²/kg.</font></p>
<p class="gmail-font-claude-response-body gmail-break-words gmail-whitespace-normal gmail-leading-[1.7]"><font size="4">A power satellite would have a vastly worse ballistic coefficient due to its enormous area-to-mass ratio (all those lightweight solar panels). This means:</font></p>
<ul class="gmail-[li_&]:mb-0 gmail-[li_&]:mt-1.5 gmail-[li_&]:gap-1.5 gmail-[&:not(:last-child)_ul]:pb-1 gmail-[&:not(:last-child)_ol]:pb-1 gmail-list-disc gmail-flex gmail-flex-col gmail-gap-2 gmail-pl-8 gmail-mb-3">
<li class="gmail-whitespace-normal gmail-break-words gmail-pl-2"><font size="4">Much faster orbital decay</font></li>
<li class="gmail-whitespace-normal gmail-break-words gmail-pl-2"><font size="4">Continuous fuel expenditure for station-keeping</font></li>
<li class="gmail-whitespace-normal gmail-break-words gmail-pl-2"><font size="4">Accelerated decay during solar maximum when the atmosphere expands and density increases at orbital altitudes </font></li>
</ul>
<p class="gmail-font-claude-response-body gmail-break-words gmail-whitespace-normal gmail-leading-[1.7]"><strong><font size="4">The Practical Solution:</font></strong></p>
<p class="gmail-font-claude-response-body gmail-break-words gmail-whitespace-normal gmail-leading-[1.7]"><font size="4">This is precisely why most power satellite designs target <strong>geosynchronous orbit (GEO) at ~36,000 km</strong>, where atmospheric drag becomes negligible . At GEO, you're well above both Van Allen belts and essentially all atmospheric effects. The trade-off is the enormous distance for power transmission and the colossal size needed for the microwave transmitter.</font></p>
</div></div></div></div></div><font size="4">At 800 km, you'd be fighting a losing battle against atmospheric drag with something that large.</font></div><div><font size="4">=<span class="gmail_default" style="font-family:arial,helvetica,sans-serif">==</span></font></div><font size="4" face="tahoma, sans-serif"><b><span class="gmail_default" style="font-family:arial,helvetica,sans-serif">ME: </span>Being in synchronous orbit is not as important in a data satellite as it is in a power satellite, so could you go a bit lower than 36,000 km and still avoid significant atmospheric drag and the van Allen radiation belts?</b></font><div><font face="tahoma, sans-serif" size="4"><b><br></b></font></div><div><div><font size="4"><span style="font-family:arial,helvetica,sans-serif">CLAUDE:</span><span class="gmail_default" style="font-family:arial,helvetica,sans-serif"> </span>Yes, absolutely! For a data satellite where you don't need the geosynchronous orbital period, you have some excellent options in <strong>Medium Earth Orbit (MEO)</strong> that avoid both atmospheric drag and the worst of the Van Allen radiation.</font></div>
<p class="gmail-font-claude-response-body gmail-break-words gmail-whitespace-normal gmail-leading-[1.7]"><strong><font size="4">The Sweet Spot: 8,000-20,000 km altitude</font></strong></p>
<p class="gmail-font-claude-response-body gmail-break-words gmail-whitespace-normal gmail-leading-[1.7]"><font size="4">This MEO range is often called the "safe zone" or "safe slot"  because it sits in the gap between the two main Van Allen belts:</font></p>
<ul class="gmail-[li_&]:mb-0 gmail-[li_&]:mt-1.5 gmail-[li_&]:gap-1.5 gmail-[&:not(:last-child)_ul]:pb-1 gmail-[&:not(:last-child)_ol]:pb-1 gmail-list-disc gmail-flex gmail-flex-col gmail-gap-2 gmail-pl-8 gmail-mb-3">
<li class="gmail-whitespace-normal gmail-break-words gmail-pl-2"><font size="4">The inner belt extends from about 600-10,000 km </font></li>
<li class="gmail-whitespace-normal gmail-break-words gmail-pl-2"><font size="4">The outer belt spans approximately 10,000-40,000 km </font></li>
<li class="gmail-whitespace-normal gmail-break-words gmail-pl-2"><font size="4">Between them is a "slot region" where electron flux decreases substantially </font></li>
</ul>
<p class="gmail-font-claude-response-body gmail-break-words gmail-whitespace-normal gmail-leading-[1.7]"><strong><font size="4">Real-World Examples:</font></strong></p>
<p class="gmail-font-claude-response-body gmail-break-words gmail-whitespace-normal gmail-leading-[1.7]"><font size="4">This MEO zone is already heavily used for exactly this reason:</font></p>
<ul class="gmail-[li_&]:mb-0 gmail-[li_&]:mt-1.5 gmail-[li_&]:gap-1.5 gmail-[&:not(:last-child)_ul]:pb-1 gmail-[&:not(:last-child)_ol]:pb-1 gmail-list-disc gmail-flex gmail-flex-col gmail-gap-2 gmail-pl-8 gmail-mb-3">
<li class="gmail-whitespace-normal gmail-break-words gmail-pl-2"><font size="4"><strong>GPS satellites</strong>: orbit at approximately 20,200 km with a 12-hour period</font></li>
<li class="gmail-whitespace-normal gmail-break-words gmail-pl-2"><font size="4"><strong>O3b communications constellation</strong>: operates at 8,000 km altitude  for low-latency data services</font></li>
<li class="gmail-whitespace-normal gmail-break-words gmail-pl-2"><font size="4">Other navigation systems like GLONASS (19,100 km), Galileo (23,222 km), and BeiDou (21,528 km) all use similar MEO altitudes </font></li>
</ul>
<p class="gmail-font-claude-response-body gmail-break-words gmail-whitespace-normal gmail-leading-[1.7]"><strong><font size="4">Why This Works:</font></strong></p>
<p class="gmail-font-claude-response-body gmail-break-words gmail-whitespace-normal gmail-leading-[1.7]"><font size="4">At these altitudes, atmospheric drag becomes negligible , and you only need about six satellites for near-global coverage compared to thousands required in LEO. The radiation environment is dramatically better than either Van Allen belt, and satellites require radiation-hardened components but face much less intense radiation than in the belts themselves .</font></p>
<p class="gmail-font-claude-response-body gmail-break-words gmail-whitespace-normal gmail-leading-[1.7]"><font size="4">So for your data satellite, something around 10,000-20,000 km would be ideal—well above any atmospheric concerns and right in that safer slot between the radiation belts.</font></p><p class="gmail-font-claude-response-body gmail-break-words gmail-whitespace-normal gmail-leading-[1.7]"><font size="4"><br></font></p><div><div><b style="font-family:tahoma,sans-serif;font-size:large"><span class="gmail_default" style="font-family:arial,helvetica,sans-serif">  </span>J<span class="gmail_default">ohn K Clark </span></b></div></div></div></div>