Движение перигея орбиты — это изменение углового расстояния точки перигея ∆ω от восходящего узла, вызванное поворотом большой оси эллипса в плоскости орбиты. За один поворот ИСЗ вокруг Земли перемещение перигея ∆ω вполне известно. Оказывается, что если i < 63,5°, то линяя апсид неизменна, т. е. точка перигея не перемещается. Если же i < 63,5°, то точка перигея совершает движение в направлении полета ИСЗ, а при i > 63,5° — попятное движение (навстречу движению ИСЗ), достигая наибольших величин при наименьших значениях i и при i = 90°. Со временем изменение g> приводит к постоянному смещению областей перигея и апогея от одних географических широт к другим. Например, ИСЗ на круговой орбите высотой Н = 500 км и i = 45° будет иметь за сутки ∆ω = + 6,5° (прямое движение), а на орбите высотой H = 900 км и i = 82° имеет попятное движение и ∆ω ~ —2°.
Итак, сжатие Земли вызывает вековое изменение ориентации орбиты ИСЗ, не вызывая изменения ее формы. Сопротивление же земной атмосферы уменьшает кинетическую энергию ИСЗ, что приводит к изменению формы орбиты, к снижению высоты ИСЗ и вхождению его в более плотные слои атмосферы, где вследствие сильного нагревания он разрушается и сгорает (имеются в виду неуправляемые ИСЗ). В результате столкновения ИСЗ с молекулами воздуха он испытывает торможение, которое тем сильнее, чем больше скорость ИСЗ и плотность воздуха. Кроме того, торможение больше при большей площади поперечного сечения ИСЗ S и меньшей его массе т. Величина m/S называется поперечной нагрузкой и определяется конструкцией ИСЗ. При прочих равных условиях торможение ИСЗ атмосферой тем меньше, чем больше его поперечная нагрузка, и наоборот.
Известно, что чем выше над поверхностью Земли, тем меньше плотность воздуха и, следовательно, меньше торможение. Поэтому, а также в связи с тем, что с увеличением высоты полета ИСЗ скорость его уменьается, ИСЗ, движущийся по эллиптической орбите, тормозится атмосферой в точке апогея значительно меньше, чем в области перигея. Торможение вблизи перигея уменьшает кинетическую энергию движения ИСЗ, его скорость резко уменьшается и каждый раз после прохождения точки перигея ИСЗ поднимается в области апогея на меньшую высоту, чем при предыдущем полете. По этой причине высота апогея быстро уменьшается, снижается и высота перигея, но незначительно, а все вместе приводит к постоянному уменьшению большой полуоси орбиты а.
Наконец, так как высота орбиты в точке апогея убывает в несколько раз быстрее в точке перигея, то со временем уменьшается эксцентриситет орбиты стремясь к нулю, т. е. эллиптическая орбита постепенно со временем превращается в круговую.
Таким образом, сопротивление атмосферы приводит к значительным изменениям размеров и постепенному изменению формы орбит ИСЗ.
Метки: ИСЗ, орбита, скорость, метеор