§ 5.03. Сила сопротивления атмосферы

При построении теории поступательного движения спутника обычно принимают во внимание лишь ту компоненту аэродинамических сил, направление которой противоположно вектору относительной скорости. Выражение для записывают в виде

где — плотность воздуха, V — скорость спутника относительно атмосферы, А — площадь поперечного миделевого сечения, а — аэродинамический коэффициент лобового сопротивления (безразмерный).

Если средняя длина свободного пробега молекул воздуха значительно превосходит геометрические размеры спутника, то коэффициент близок к 2. Если же мы имеем обратную картину, то мало отличается от единицы. Средняя длина

свободного пробега молекул на высотах свыше 160 км составляет около 50 м. Поэтому для большинства спутников можно принять

Для сферических спутников, движущихся по орбитам с высотой перигея от 180 до 500 км и эксцентриситетом от 0 до 0,2, значение оказалось равным 2,1-2,2 [73]. Для цилиндрических спутников, движущихся по тем же орбитам, может принимать значения между 2,1 и 2,25. Поэтому с ошибкой, не превосходящей 5%, можно принять, что среднее значение равно 2,2.

Площадь поперечного сечения А для несферических спутников является величиной переменной. Поэтому при точном изучении поступательного движения спутника необходимо знать его вращательное движение. Однако, если предположить, что при вращении спутника вокруг центра масс различные его положения равновероятны, то для А можно взять среднее значение, равное 0,25 площади внешней поверхности спутника.

Из предыдущего следует, что мы не можем с высокой степенью точности знать величины Но для построения теории самым важным моментом является то, чтобы произведение было постоянным, а эта характеристика может определяться непосредственно из наблюдений.