PhilLeafSpace 24-08-09 09:49
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【太空碎片自然衰减再入要多久?】🇨🇳长六甲遥21发射千帆星座/G60星链首批次18星的轨道高度为800km,而末级解体碎片多分布在近地点450~850km、远地点700~1000km的范围内,这些碎片想依靠大气阻力自然衰减再入所需时间少则数十年,多则上百年。

🇺🇸SpaceX星链目前的工作轨道高度则不超过570km,这一高度的失效卫星与碎片再入时间短则数年,长则数十年。

通常,决定近地轨道空间物体高度自然衰减速度主要看大气阻力 (FD) 强度,但细分下去的影响因素有很多。不过就重要性而言,主要可归结为两大点:大气密度 & 弹道系数,这二者的数值越大,高度衰减越快。

其中,大气密度(ρ=~fn(h, F10, Ap))与轨道高度 (h) 呈负相关,与太阳10cm射电流量(F10, 和太阳活动强度正相关)、地磁指数Ap(偶发强地磁时间相对很短,故一般忽略)呈正相关,另外在不同纬度、经度上空及不同季节时间段的ρ也有所差异。

弹道系数 (B=Cd*A/m, ㎡/kg) 则与物体质量 (m) 呈反比,与物体阻尼系数 (Cd)、迎风面有效横截面积 (A) 呈正比。(在轨物体平均m/A约100kg/㎡,多数在50~200kg/㎡之间)

总的来说,影响在轨物体高度衰减率的正相关因素有:FD、ρ、F10、Ap、Cd、A、线速度v,负相关因素有:h、m,具体的衰减率计算公式为:
◆FD/m=1/2(Cd*A*ρ*v²)/m

有关近地空间物体的自然再入时间与h、F10、m/A、偏心率e等的具体关系可参考以下图表,粗略简化的不同高度近圆轨道上的物体留轨时间为:

- 150 km 数小时
- 200 km 1 天~1 周
- 300 km 1 月~数月
- 400 km 数月~数年
- 500 km 数年~数十年
- 700 km 数十年~数百年
- 900 km 数百年~数千年

发布于 福建