Na mecânica espacial , o declínio da órbita é uma diminuição gradual na distância entre dois corpos orbitais em sua abordagem mais próxima (o periapsis ) ao longo de muitos períodos orbitais. Esses corpos podem ser um planeta e seu satélite , uma estrela e qualquer objeto em sua órbita ou componentes de qualquer sistema binário . As órbitas não diminuem sem algum tipo de atrito que transfere a energia do movimento orbital. Isso pode ser um dos vários efeitos mecânicos , gravitacionais ou eletromagnéticos . Para corpos em órbita baixa da Terra , o efeito mais significativo é o arrasto atmosférico .
Se não for levado em consideração, o decaimento resulta no fim da órbita quando o menor objeto atinge a superfície do principal; quando queima, explode ou se estilhaça em uma atmosfera planetária ; ou quando incinerado pela radiação da estrela em uma atmosfera estelar .
As colisões estelares geralmente ocorrem com efeitos cataclísmicos, como explosões de raios gama e ondas gravitacionais .
Por causa do arrasto atmosférico, a altitude mais baixa acima da Terra na qual um objeto em órbita circular pode fazer pelo menos uma volta completa sem propulsão é de cerca de 150 km, enquanto o perigeu mais baixo de uma órbita elíptica é de cerca de 90 km .
O arrasto atmosférico é causado pelas colisões de moléculas de gás com o satélite. É a principal causa do declínio da órbita de objetos na órbita terrestre baixa . Isso resulta na redução da altitude do satélite, até a reentrada atmosférica , na seguinte seqüência:
altitude mais baixa → atmosfera mais densa → arrasto aumentado → calor aumentado → geralmente queima na reentradaO declínio da órbita, portanto, envolve um ciclo de feedback , onde quanto mais a órbita declina, menor é a altitude e, quanto menor a altitude, mais rápido é o declínio. O declínio também é sensível a fatores externos no ambiente espacial, como a atividade solar , que são difíceis de prever. Durante os máximos solares , a atmosfera da Terra causa um arrasto significativo até altitudes muito mais altas do que o normal.
O arrasto atmosférico tem um efeito significativo na altitude de estações espaciais , espaçonaves e satélites em órbita baixa. As estações requerem um aumento constante em sua altitude para conter o declínio e manter sua órbita. Um declínio descontrolado trouxe Skylab e Tiangong 1 , e um declínio (relativamente) controlado foi usado para dessorver Mir .
Aprimoramentos de órbita para o Telescópio Espacial Hubble são menos comuns devido à sua altitude muito maior. No entanto, o declínio orbital é um fator limitante no intervalo de tempo entre suas visitas de manutenção, a última tendo sido realizada em 2009 pela missão STS-125 , com o ônibus espacial Atlantis . Os telescópios espaciais mais recentes estão em órbitas muito mais altas, ou mesmo em uma órbita solar, de modo que uma elevação orbital pode não ser necessária.
Um efeito de aceleração de maré negativo pode ocorrer quando o corpo orbital é grande o suficiente para causar uma força de maré significativa e de uma órbita retrógrada ou síncrona , resultando em um decaimento orbital pela transferência de energia.
As luas Fobos de Marte e Tritão de Netuno são exemplos de satélites que experimentam um declínio orbital dessa forma.
Pequenos objetos no sistema solar também sofrem declínio da órbita devido a forças aplicadas pela pressão de radiação assimétrica. Idealmente, a energia absorvida seria igual à energia do corpo negro emitida em um determinado ponto, o que resultaria em nenhuma força resultante. No entanto, o efeito Yarkovsky , porque a absorção e a radiação do calor não são instantâneas, resulta em uma aceleração muito baixa paralela ao caminho orbital, o que pode ser significativo para pequenos objetos ao longo de milhões de anos. O efeito Poynting-Robertson é uma força oposta à velocidade do objeto causada por uma incidência assimétrica da luz, ou seja, uma aberração da luz . Para um objeto prógrado em rotação , esses dois efeitos aplicam forças opostas, mas geralmente desiguais.
As ondas gravitacionais também afetam a decadência orbital. Eles são insignificantes para as órbitas de planetas e seus satélites naturais, mas são perceptíveis para sistemas de objetos compactos , como visto em observações de órbitas de estrelas de nêutrons . Como qualquer corpo orbital emite energia gravitacional, nenhuma órbita é infinitamente estável.
Satélites usando um cabo eletrodinâmico , movendo-se através do campo magnético da Terra , criam uma força de arrasto que pode eventualmente dessorvê-lo.
Uma colisão estelar pode ocorrer quando duas estrelas binárias perdem energia e se aproximam. Vários fatores podem causar isso, incluindo forças de maré , lóbulos de Roche e ondas gravitacionais . As estrelas espiralam à medida que se aproximam. Isso pode levar à fusão ou à criação de um buraco negro . No último caso, as últimas revoluções das estrelas uma em torno da outra levam apenas alguns segundos.
Embora não seja uma causa direta de declínio, as reposições (distribuições de massa desiguais ou mascons ) do corpo orbital podem tornar sua órbita muito instável.