Mathematical modelling of technogenic microparticle cloud formation process with continuous injection from a point source orbiting in near-earth space along selected trajectory

Abstract

Построена математическая модель процесса образования облака техногенных микрочастиц на различных околоземных орбитах в условиях их непрерывной инжекции точечным источником, движущимся по заданной орбите. Исследована возможность образования потоков частиц высокой плотности на орбите типа "Молния" в процессе деградации поверхности КА. Анализ динамики облака показывает, что в районе перигея возможно образование потока частиц со средней величиной порядка 0.001 m^{-2}s^{-1} и пиковыми значениями порядка 10 m^{-2}s^{-1}, основной частью которого являются частицы радиусов от 10 до 50 мкм, что сходится с наблюдаемыми в ходе миссии КА LDEF величинами потоков. Таким образом, деградация материала поверхности КА на орбите "Молния" может быть причиной образования астрозолей в низкоорбитальной области.

A mathematical model of the process of technogenic particle cloud formation on different orbits with continuous injection from a point source orbiting along selected trajectory is developed. A study of high particle flux formation at the Molniya orbit due to spacecraft surface degradation is conducted. The cloud dynamics analysis reveals that the formation of fluxes with average values of 0.001 m^{-2}s^{-1} magnitude and peak values of 10 m^{-2}s^{-1} magnitude is possible. The major of cloud particles are of 10 micrometres to 50 micrometres radius. This is consistent with the in-situ measurements from the LDEF spacecraft. Therefore, degradation of spacecraft surface material at the Molniya orbit can cause astrosoles at the Low-Earth orbit.