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   撰文:赵孔儒     2010年3月

  1. 当卫星的轨道低得足以被地球大气阻力影响时,卫星会减速。一个环绕地球的低轨道卫星,经常要放置在略高于地球大气层的轨道上(图1),那处几乎没有空气阻碍卫星移动和降低它的速度。例如,哈勃太空望远镜(HST)在一个周期为 97分钟和离地面高度610 公里的低空轨道运行。

    satellite drag inactive solar activity
    图1∶  低轨道卫星的轨道(图中物件并不依比例)

    太阳黑子第24个周期已经在2010年1月开始,太阳活动将逐渐增加。当激烈的太阳活动把强烈的太阳风带到地球时,地球的上层大气会变热升温膨胀扩大,将一些在低轨道运行的地球卫星包围住(图2),对卫星的运动产生较大摩擦阻力。 

    satellite drag solar active
    图2∶  激烈的太阳活动使地球的大气膨胀(图中大气层被夸大以便于说明)

    阻力将减低卫星在轨道上的速度,使它离开轨道,并且在地球引力作用下下坠,降低高度,最终在返回地球的旅途中,堕落在大气层内烧掉。如果卫星有足够燃料,可提前重新启动引擎推进,提升高度,以保持它的运行轨道,延长它的工作期限。

    此外,在更低层的大气里,除太阳活动以外,空气密度和组成,也依当地的时间日夜变更。科学家发现在大气层内,高度低于200 公里的大气,密度在夜间较高。因此,运行在非常低轨道的卫星,夜间将会遇到更大的大气摩擦阻力。


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   参考:

  1. "Satellite Drag and the Hubble Space Telescope", NASA.
  2. "An Upper Atmospheric Model for Solar Minimum Conditions", by V.P. Bhatnagar and A.P. Mitra, Journal of the Atmospheric Sciences, Volume 23, Issue 2 (March 1966) pp. 233–244.
  3. "Solar Cycle 24 Begins", NASA.
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最近修订日期: <2014年4月1日>