Введение
Процесс, приводящий к постепенному уменьшению расстояния между двумя обращающимися друг вокруг друга телами.
Орбитальный распад – это постепенное уменьшение расстояния между двумя обращающимися друг вокруг друга телами в момент их наибольшего сближения (периапсисе) на протяжении многих орбитальных периодов. Этими телами могут быть планета и её спутник, звезда и любой объект, вращающийся вокруг неё, или компоненты любой двойной системы. Если не предпринимать мер для предотвращения этого процесса, распад в конечном итоге приводит к завершению орбиты, когда меньший объект сталкивается с поверхностью основного; или, для объектов, у которых основной объект имеет атмосферу, меньший объект сгорает, взрывается или иным образом разрушается в атмосфере более крупного объекта; или, для объектов, у которых основной объект является звездой, завершается испепелением под воздействием излучения звезды (например, для комет). Столкновения объектов звездной массы обычно сопровождаются такими явлениями, как вспышки гамма-лучей и обнаружимые гравитационные волны. Орбитальный распад вызывается одним или несколькими механизмами, поглощающими энергию из орбитального движения, такими как сопротивление среды, гравитационные аномалии или электромагнитные эффекты. Для тел на низкой околоземной орбите наиболее значимым фактором является атмосферное торможение. Из-за атмосферного торможения, минимальная высота над Землей, на которой объект на круговой орбите может совершить хотя бы один полный оборот без использования двигателей, составляет приблизительно 150 км (93 мили), а минимальная перигей эллиптической орбиты – приблизительно 90 км (56 миль).
Приливные эффекты
Орбита может также уменьшаться из-за отрицательного приливного ускорения, когда обращающееся тело достаточно велико, чтобы создавать значительный приливный выпячивание на теле, вокруг которого оно вращается, и при этом находится либо на ретроградной орбите, либо ниже синхронной. Это приводит к потере углового момента обращающимся телом и его передаче вращению центрального тела, что снижает высоту орбиты. Примерами спутников, испытывающих приливное уменьшение орбиты, являются луна Марса Фобос, луна Нептуна Тритон и экзопланета TrES 3b.
Свет и тепловое излучение
Малые объекты в Солнечной системе также испытывают снижение орбиты из-за сил, создаваемых асимметричным давлением излучения. В идеале, поглощенная энергия должна равняться энергии теплового излучения, испускаемой в любой данной точке, что привело бы к отсутствию результирующей силы. Однако эффект Ярковского – это явление, при котором, поскольку поглощение и излучение тепла не происходят мгновенно, объекты, не находящиеся в приливной синхронизации, поглощают солнечную энергию на освещенных Солнцем поверхностях, но эти поверхности не излучают большую часть этой энергии до тех пор, пока объект не повернется, так что излучение происходит параллельно орбите. Это приводит к очень малому ускорению, направленному вдоль орбитального пути, но которое может оказаться значительным для малых объектов в течение миллионов лет. Эффект Пойнтинга-Робертсона – это сила, противодействующая скорости объекта, возникающая из-за асимметричного падения света, то есть аберрации света. Для объекта с прямым вращением эти два эффекта будут оказывать противоположные, но обычно не равные по величине силы.
Гравитационное излучение
Гравитационное излучение — ещё один механизм сноса орбиты. Оно пренебрежимо мало для орбит планет и их спутников (при рассмотрении их орбитального движения в масштабах столетий, десятилетий и меньше), но становится заметным в системах, состоящих из компактных объектов, что подтверждается наблюдениями орбит нейтронных звёзд. Все обращающиеся тела излучают гравитационную энергию, следовательно, ни одна орбита не является абсолютно стабильной.
Электромагнитное сопротивление
Спутники, использующие электродинамический трос, движущиеся в магнитном поле Земли, создают силу сопротивления, которая в конечном итоге может остановить спутник с орбиты.
Звездный столкновение
Звездное столкновение – это сближение двух двойных звезд, происходящее при потере ими энергии и сближении. Потеря энергии может быть вызвана различными факторами, включая приливные силы, перенос массы и гравитационное излучение. По мере сближения звезды описывают спиральную траекторию. Это может привести к слиянию двух звезд или образованию черной дыры. В последнем случае последние несколько оборотов звезд вокруг друг друга занимают лишь несколько секунд.
Массовая концентрация
Хотя это не является прямой причиной схода с орбиты, неравномерное распределение массы (известное как масконы) небесного тела, вокруг которого осуществляется вращение, может со временем вносить возмущения в орбиту, а экстремальные распределения могут приводить к высокой нестабильности орбиты. В результате, нестабильная орбита может перейти в состояние, при котором может возникнуть одна из непосредственных причин схода с орбиты.