Az aerobraking / drag hatására bekövetkező orbitális bomlás általában úgy jár el, hogy először kering egy pályát, majd lassan spirálba sodorja a műholdat.

Ennek egy fő oka van: nagyobb visszahúzódást ér el a perigején. Ha egy erő a sebességvektorral kollináris pályára hat, a műholdak jelenlegi magassága változatlan marad, a pálya összes többi része megváltozik. Tehát a szóban forgó műhold természetes haladása a következő: a pálya körkörössé alakítása, a félmagasságú tengely lassú csökkentése (gyakorlatilag állandó 0 excentricitás alatt); a végső rentry.

Megjegyzendő még a sűrűség exponenciális jellege miatt Az atmoszférához képest sokkal hosszabb ideig tart az 500 km-ről 400 km-re való elmozdulás, mint a 400 km-ről a visszatérésre.

Ha érdekli, a DAS segítségével kiszámíthatja maga a várható dezorbit időt a JPL Orbital segítségével. Törmelék eszköz.

Ebben a kiegészítő válaszban durván feldolgoztam a Vanguard 1 összes TLE-jét, és megrajzoltam a trendeket.

Az átlagmozgást (fordulat / nap) használtam, hogy pontot kapjak, elosztva 0,9975-tel (becslés: ez a válasz) a $ J_2 $ hatásainak visszavonásához, majd használta a $ a ^ 3 = GM (T / 2 \ pi) ^ 2 $ a félig nagy tengely, a periapsis és az apoapsis becsléséhez a TLE excentrikus értéke alapján. Ez nem különösebben pontos, de elég jó ahhoz, hogy lássuk a trendet, és könnyebb, mint 13 000+ TLE terjedése.

Láthatjuk, hogy a periapis 1958 óta nem mozdult, és az apoapsis csak körülbelül 110 kilométert esett vissza. több mint 60 év alatt!

Amint arra a ebben a válaszban rámutattunk:

1. ez az apoapszis csökken, mert a húzás a periapis körül következik be, így a periapszis helyben marad és félig a fő tengely, az időszak és az excentricitás mind csökken.
2. a pálya cseppjei a napaktivitás-maximumok és a napfoltok körüli időszakok körül következnek be
3. határozottan több száz évvel ezelőtt van, mielőtt újra bejutna a légkörbe .

Forrás

  importálja a számot npimport matplotlib.pyplot plt néven # https://space.stackexchange.com/questions/8434/why-has-vanguard-1-not-decayed- rq = 1fnames = ('Vanguard 1 TLE 1950 - 1980.txt', 'Vanguard 1 TLEs 1980 - 2000txt', 'Vanguard 1 TLEs 2000 - 2020.txt' ',' Vanguard 1 TLE 2020-tól 2040.txt ') sorok = [] a fname-hez a fnames-ben: open (fname,' r ') -ként infile-ként: vonalak + = infile.readlines () párok = zip (sorok [0: : 2], sorok [1 :: 2]) finomságok = [] az L1, L2 esetén a p levegő: év = int (L1 [18:20]), ha év < 57: év + = 2000 egyéb: év + = 1900 daynum = úszó (L1 [20:32]) n = úszó (L2 [52:63]) ecc = float ('.' + L2 [26:33]) inc = float (L2 [8:16]) év + = daynum / 365,25 goodies.append ([év, n, ecc, inc]) GM = 3.986E + 14twopi = 2 * np.pi
év, n, ecc, inc = np.array (finomságok). TT = 24 * 3600 / nT / = 0,9975 # fudge factor a J2 hozzájárulásához https://space.stackexchange.com/a/25906/12102a = (GM * (T / twopi) ** 2) ** (1./3)peri, apo = a * (1-ecc), a * (1 + ecc) peri = (peri-6378137.) / 1000.apo = ( apo -6378137.) / 1000.if Igaz: plt.figure () names = ('átlagos mozgás', 'excentricitás', 'hajlás', 'periapsis', 'apoapsis') limitz = (10.7, 10.88), (0.18 , 0,195), (34,1, 34,4), (560, 760), (3800, 4000) i-re, (dolog, név, (L0, L1)) felsorolásban (zip ((n, ecc, inc, peri, apo) ), nevek, limitz)): # plt.subplot (5, 1, i + 1) plt.plot (év, dolog) plt.ylim (L0, L1) plt.title (név, fontméret = 14) plt.xlim (1955, 2025) plt.show ()  

Ez a kiegészítő válasz csak a napenergia aktivitásának a bomlási sebességre gyakorolt ​​hatásának bemutatására szolgál.

A grafikonokat 15279 TLE-ből kaptuk, amelyeket a https://celestrak.com/NORAD/ webhelyről töltöttünk le. a CSpOC SGP4 könyvtárával feldolgozott archívum / request.php szabadon letölthető a www.space-track.org webhelyről.

Az alábbi grafikon az átlagos sugárvektort és az átlagot mutatja légsűrűség (a kifejezések jelentését lásd a bejegyzés végén):

Látjuk, hogy a bomlási ráta drámaian megnő a légsűrűség csúcsainál.

A következő grafikon azt mutatja, hogy az apoapsis körülbelül 125 km-rel csökkent az indulás óta:

A perigee lineáris regressziója átlagosan kb. 140 mm / nap (kb. 50 m / év) bomlási sebességet mutat:

Az utolsó grafikon a minimális, az átlagos, a maximális sugárvektort és a tényleges excentricitást mutatja:

Itt van egy szimuláció a kérdés megválaszolására:

Nem számítanánk, hogy nagyobb romlást tapasztalunk, mint ami eddig történt?

Válasz : nem.

A szimuláció a newtoni és az összes bolygó, a Nap és a Hold relativisztikus gyorsulásait tartalmazza.
A Föld gravitációs mezőjét az SGG-UGM modellezi. -1 gravitációs modell (az EGM2008 levezetett gravitációs anomália és a GOCE megfigyelési adatok felhasználásával számítva) a fokozat és a sorrend 15. pontja szerint megcsonkítva (a futási idő megtakarítása érdekében, miközben jó pontosságot biztosít a teljes modellhez képest.) légsűrűség, az NRLMSISE-00 modellt használom, a nap- és geomágneses indexek frissített adatfájljával együtt: www.celestrak.com/spacedata/SW-All.txt.

Az első lépés a a legjobb ballisztikus együttható egy adott szimulációs paraméter minimalizálása érdekében. 27 perc elteltével a program kb. $ 16 \, kg / m ^ 2 $ ballisztikus együtthatót talál (ez nem rögzített, mert az ellenállási együttható a levegő összetételétől függ) .

Most már elindítható a szimuláció:
1) egy TLE-vel és a CSpOC SGP4 propagátorának kiszámítja a műhold kezdeti állapotát (helyzetét és sebességét) a TLE korszakhoz;
2) terjessze ezt a kezdeti állapotot egy speciálisan kialakított szaporítóval (a szaporítóm a 8 (5,3) Dormand-Prince integrátoron alapul);
3) állítsa le a terjedést az utolsó rendelkezésre álló TLE-nél (20024.79812439).

Itt található a TLE 92001.73795324 eredményei (a szimulációt 1992-től kezdem, mert azelőtt a TLE-k kissé ritkák):

A grafikon mind a "tényleges" (TLE + SGP4), mind a várható (integrált) átlagos sugárvektorot (vagy fél-fő tengelyt) megmutatja 1992 és 2020-01-24 között.
Látjuk, hogy az integrált pálya nagyon követi a TLE + SGP4-ből kapott erősítőt (az erősítő a két parcella magassága eltérő, de átlagosan a bomlási ráta megegyezik).