Почему орбитальный спутник теряет высоту
Орбита — не место, где воздуха совсем нет. На низких высотах вокруг Земли остаются отдельные молекулы газа. Спутник движется сквозь них с большой скоростью, и столкновения создают сопротивление: аппарат постепенно теряет орбитальную энергию.
Из-за этого его путь меняется. Спутник не опускается прямо вниз, как предмет, сброшенный с высоты: он продолжает лететь вокруг Земли, но его орбита становится ниже. Воздух там плотнее, поэтому столкновения происходят чаще и сопротивление усиливается.
Как возникает ускоряющееся снижение
Получается самоподкручивающийся процесс: потеря энергии ведёт на более низкую орбиту, а на ней аппарат встречает больше молекул и быстрее теряет энергию. Скорость снижения зависит от высоты, формы и площади спутника, а также от состояния верхних слоёв атмосферы. Например, их плотность меняется вместе с солнечной активностью.
Поэтому орбита не обязательно исчезает заметно и равномерно: иногда спутнику долго удаётся сохранять высоту, а затем распад орбиты ускоряется. Аппараты, которым нужно оставаться на низкой орбите, могут время от времени включать двигатели и компенсировать торможение.
Что происходит в конце
Когда аппарат входит в плотные слои атмосферы, сопротивление становится огромным: спутник сильно нагревается, и многие аппараты разрушаются до достижения поверхности. Некоторые фрагменты могут пережить вход и упасть на Землю. Иными словами, воздух сначала действует как почти незаметный тормоз, а в конце превращает орбитальное движение в быстрое падение через атмосферу.
