Аэродинамическое сопротивление атмосферы на больших высотах
Атмосфера Земли представляет собой достаточно толстый слой газов и не имеет четкой границы - она постепенно переходит в безвоздушное пространство, поэтому чем ниже орбита космического аппарата, тем большую силу аэродинамического сопротивления он будет испытывать. Эта сила будет тормозить аппарат, что вызовет снижение его орбиты, что в свою очередь приведет к ещё большему росту аэродинамического сопротивления.
Для обеспечения гарантированного удержания КА на заданной высоте сила тяги двигателя должна быть не менее максимальной величины аэродинамического сопротивления в условиях максимума солнечной и геомагнитной активности.
| Высота круговой орбиты | Солнечная/геомагнитная активность | Сила сопротивления, Н | ||
| Минимум | Cреднее | Максимум | ||
| 180 км | min | 1.772 · 10–2 | 2.337 · 10–2 | 3.021 · 10–2 |
| max | 5.034 · 10–2 | 5.256 · 10–2 | 5.463 · 10–2 | |
| 200 км | min | 6.838 · 10–3 | 9.850 · 10–3 | 1.383 · 10–2 |
| max | 2.822 · 10–2 | 2.993 · 10–2 | 3.141 · 10–2 | |
| 230 км | min | 1,946 · 10–3 | 3,153 · 10–3 | 4,934 · 10–3 |
| max | 1.389 · 10–2 | 1.526 · 10–2 | 1.646 · 10–2 | |
| 240 км | min | 1.325 · 10–3 | 2.228 · 10–3 | 3.602 · 10–3 |
| max | 1.127 · 10–2 | 1.257 · 10–2 | 1.371 · 10–2 | |
| 280 км | min | 3.194 · 10–4 | 6.227 · 10–4 | 1.139 · 10–3 |
| max | 5.352 · 10–3 | 6.353 · 10–3 | 7.321 · 10–3 | |
Сила сопротивления атмосферы расчитана для КА с миделевой площадью 1 м2. Сила аэродинамического сопротивления рассчитывалась при коэффициенте аэродинамического сопротивления 2.2. Для вычисления плотности верхней атмосферы использовалась динамическая модель Массачусетской инженерной термосферы, основанная на модели верхней атмосферы. В рамках этой модели учитываются суточные, сезонные и географические вариации плотности атмосферы, а также вариации плотности, связанные с динамикой солнечной и геомагнитной активности. Минимальные, максимальные и средние значения вычислялись на периоде в один год на равномерной географической сетке для каждого уровня солнечной и геомагнитной активности.
Данные взяты из работы "Прямоточный электрореактивный двигатель для компенсации аэродинамического торможения низкоорбитальных космических аппаратов" (Канев С.В., Петухов В.Г., Попов Г.А., Хартов С.А., МАИ 2015).