Рассмотрена модель расчета аэродинамических сил, учитывающая и силу сопротивления, и подъемную силу, что позволяет получить управляемое движение спутника в разряженной среде. Представлен алгоритм определения аэродинамических характеристик на основе теории Монте-Карло. Проведено численное исследование аэродинамики при действующих возмущениях гравитационного потенциала Земли и неточности знания плотности атмосферы. Постулируется, что при умеренных числа Маха течение может быть охарактеризовано длиной пробега молекул на бесконечности. Допускается, что в разряженном потоке молекулы проходят между столкновениями вдоль потока путь больший, чем в поперечном направлении. Благодаря этой анизотропии наличие сравнительно небольших продольных градиентов делает несправедливыми уравнения сплошной среды, которые остаются справедливыми при наличии больших поперечных градиентов. Отражение молекул полагается диффузным с максвелловским распределением. Средняя скорость отраженных молекул определяется температурой стенки и коэффициентом аккомодации, что дает возможность рассматривать падающий и отраженный потоки молекул независимо, существенно облегчая описание их движения. Показано, что под влиянием сопротивления атмосферы при движении космического аппарата по эллиптической орбите происходят вековые возмущения фокального параметра и эксцентриситета, а орбита аппарата с течением времени все более приближается к круговой. При этом период обращения монотонно убывает, а средняя скорость полета возрастает. Максимальная скорость понижения высоты орбиты приходится на район апогея, минимальная — на район перигея орбиты. По мере снижения спутников с возрастанием плотности атмосферы аэродинамический момент увеличивается, а внутренние колебательные области уменьшаются и исчезают. Продольная ось спутников может перейти в колебания относительно положения равновесия. Построенные зависимости позволяют определить проектно-баллистические параметры спутников стандарта CubeSat, обеспечивающие заданное угловое движение под действием гравитационного и восстанавливающего аэродинамического моментов при снижении с низких круговых орбит.

EDN  AYZFNL