Hat die Größe eines Satelliten Einfluss auf die Umlaufbahn?

Absolut! Der anzuwendende Parameter ist der ballistische Koeffizient, die Masse des Objekts dividiert durch seine projizierte Fläche, modifiziert durch den Luftwiderstandsbeiwert. Die Widerstandskraft ist gegeben durch

$$F_{\text{drag}}=-\frac{1}{2} C_{\text{drag}} A \rho V^2 \,,$$ wo:

• $C_{\text{drag}}$ist der Luftwiderstandsbeiwert (bei Orbitalgeschwindigkeiten und atmosphärischen Dichten ist dies normalerweise sehr nahe daran$2$);

• $A$ist die projizierte Fläche;

• $\rho$ist die atmosphärische Massendichte; und

• $V$ist die Geschwindigkeit relativ zur umgebenden Atmosphäre.

Das Minuszeichen vorne sagt aus, dass die Widerstandskraft in der Richtung entgegengesetzt zur Geschwindigkeitsrichtung ist. Beschleunigung, in diesem Fall Verzögerung, ist$a_{\text{drag}}=\frac{F_{\text{drag}}}{m}$, wo$m$die Masse des Objekts ist, teilen Sie also den Ausdruck durch$F_{\text{drag}}$von$m$und du bekommst Beschleunigung. Innerhalb dieses neuen Ausdrucks ist$\frac{C_{\text{drag}}A}{m}$, der Kehrwert des ballistischen Koeffizienten,

$$\text{BC} = \frac{m}{C_{\text{drag}}A} \,.$$ Je höher diese Zahl ist, dh je massereicher das Objekt pro Flächeneinheit ist, desto geringer ist die Verzögerung und desto länger dauert es, bis seine Umlaufbahn zerfällt.

Interessanterweise zeigt sich der sehr kleine vertikale Gradient der atmosphärischen Dichte in zerfallenden Objekten, wenn sie nicht durch den Gravitationsgradienten stabilisiert sind ( Papier ).

Die leicht erhöhte Dichte auf der unteren Seite des Raumfahrzeugs erzeugt dort mehr Widerstandskraft pro Flächeneinheit, und das Raumfahrzeug beginnt sich zu drehen!