కక్ష్యా క్షీణత

కక్ష్యలో పరిభ్రమిస్తున్న రెండు ఖగోళ వస్తువుల పెరియాప్సిస్ (పరిభ్రమణ కేంద్రం నుండి కక్ష్యలో అత్యంత సమీపంలో ఉండే బిందువు) దూరం క్రమేణా తగ్గిపోతూ ఉండడాన్ని కక్ష్యా క్షీణత అంటారు. దీన్ని కక్ష్యా క్షయం అని కూడా అంటారు. కక్ష్యలో ఉన్న రెండు వస్తువులు ఏవైనా కావచ్చు -గ్రహం, దాని ఉపగ్రహం కావచ్చు, నక్షత్రం, దాని చుట్టూ పరిభ్రమించే వస్తువు కావచ్చు, లేదా జంటతార లోని రెండు నక్షత్రాలు కావచ్చు. కక్ష్యలో చలిస్తూ ఉండగా రాపిడి (ఘర్షణ) వంటి మెకానిజం వలన ఈ కక్ష్యా క్షీణత కలుగుతుంది. అటువంటిది లేకపోతే కక్ష్యలు క్షీణించవు. ఈ మెకానిజం యాంత్రిక, గురుత్వాకర్షణ, విద్యుదయస్కాంత ప్రభావాలలో ఏదైనా కావచ్చు. భూ నిమ్న కక్ష్యలో భ్రమించే వస్తువులపై అత్యంత ముఖ్యమైన ప్రభావం చూపేది భూ వాతావరణం కలగజేసే గుంజుబాటు.

ఈ కక్ష్యా క్షయాన్ని పట్టించుకోకుండా వదిలేస్తే, చివరికి పరిభ్రమించే చిన్న వస్తువు, తాను ఏ వస్తువు చుట్టూనైతే పరిభ్రమిస్తోందో ఆ పెద్దవస్తువు పైనే పడి గుద్దుకుంటుంది. ఆ పెద్ద వస్తువుపై వాతావరణం ఉంటే చిన్న వస్తువు ఆ వాతావరణంలో పడి మండిపోవడమో, పేలిపోవడమో లేదా ఛిన్నమైపోవడమో జరుగుతుంది. పెద్ద వస్తువు నక్షత్రమైతే, చిన్న వస్తువు (తోకచుక్కల వంటివి) ఆ నక్షత్రపు రేడియేషనుకు గురై, భస్మమై పోతుంది.

నక్షత్ర-స్థాయి ద్రవ్యరాశి గల వస్తువులు గుద్దుకున్నపుడు గామా-రే పేలుళ్ల వంటి విపత్కర ప్రభావాలను కలగ చేస్తాయి.

భూమి చుట్టూ తిరిగే వస్తువు ఏ ప్రొపల్షనూ లేకుండా, వాతావరణ గుంజుబాటు కారణంగా భూమిపై పడిపోకుండా, కనీసం ఒక పరిభ్రమణమైనా పూర్తి చెయ్యాలంటే అది కనీసం 150 కి.మీ. ఎత్తున్న వృత్తాకార కక్ష్యలో పరిభ్రమించాల్సి ఉంటుంది. అదే దీర్ఘ వృత్తాకార కక్ష్య అయితే దాని పెరిజీ కనీసం 90 కి.మీ. ఉండాలి.

కారణాలు

వాతావరణ గుంజుబాటు 
కక్ష్యలు ఉండే ఎత్తులో ఉపగ్రహంతో గ్యాస్ అణువులు తరచుగా గుద్దుకోవటం వలన వాతావరణ గుంజుబాటు సంభవిస్తుంది. భూ నిమ్న కక్ష్యలో ఉన్న ఉపగ్రహాల కక్ష్యా క్షీణతకు ఇది ప్రధాన కారణం. దీని కారణంగా ఉపగ్రహపు కక్ష్య యొక్క ఎత్తు తగ్గుతుంది. భూమి విషయంలో, ఉపగ్రహ పునఃప్రవేశానికి దారితీసే వాతావరణ గుంజుబాటును క్రింది క్రమంలో వివరించవచ్చు:

 తక్కువ ఎత్తులోకి → దట్టమైన వాతావరణం → పెరిగిన గుంజుబాటు → పెరిగిన వేడి → సాధారణంగా పునఃప్రవేశంలో మండిపోతుంది

కక్ష్యా క్షయానికి సానుకూల ఫీడ్‌బ్యాక్ ప్రభావం ఉంటుంది. కక్ష్య క్షీణించే కొద్దీ, ఎత్తు పడిపోతుంది. ఎత్తు తగ్గే కొద్దీ క్షయ వేగం పెరుగుతుంది. కక్ష్యా క్షయం అంతరిక్ష వాతావరణం యొక్క బాహ్య కారకాలైన సౌర కార్యకలాపాల వంటి వాటివలన కూడా ప్రభావితమౌతుంది. ఈ కార్యకలాపాలు అంతగా ఊహకందేవి కావు. సోలార్ మాగ్జిమా సమయంలో భూ వాతావరణపు గుంజుబాటు సోలార్ మినిమా సమయంలో కంటే చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది. 

అంతరిక్ష కేంద్రాలు, స్పేస్ షటిళ్ళు, ఇతర మానవ సహిత అంతరిక్ష నౌకలు, హబుల్ స్పేస్ టెలిస్కోప్ వంటి ఎక్కువ ఎత్తుల్లో ఉండే భూ నిమ్న కక్ష్యలలో పరిభ్రమించే ఉపగ్రహాలపై వాతావరణ గుంజుబాటు గణనీయమైన ప్రభావాన్ని చూపుతుంది. కక్ష్యా క్షయాన్ని ఎదుర్కోవటానికి అంతరిక్ష కేంద్రాల ఎత్తును పెంచుతూ ఉండడం అవసరం (కక్ష్యా స్టేషన్-కీపింగ్ కూడా చూడండి). అదుపు లేని కక్ష్యా క్షయం వలన స్కైలాబ్ అంతరిక్ష కేంద్రం భూమిపైకి కూలిపోయింది. మిర్ అంతరిక్ష కేంద్రపు కక్ష్యా క్షయాన్ని కొంతవరకూ అదుపు చేసి దాన్ని కక్ష్య నుండి తప్పించగలిగారు.

హబుల్ స్పేస్ టెలిస్కోప్ చాల ఎక్కువ ఎత్తున ఉండడం వలన, రీబూస్ట్‌లు తక్కువ తరచుగా జరుపుతారు. అయితే, నిర్వహణ పనుల కోసం హబుల్ వద్దకు వెళ్ళకుండా ఉండే సమయాన్ని కక్ష్యా క్షయమే ప్రభావితం చేస్తుంది. కిందటి సారి హబుల్ నిర్వహణ చేపట్టినది 2009 లో STS-125 స్పేస్ షటిల్ అట్లాంటిస్ యాత్రలో. క్రొత్తగా పంపిస్తున్న అంతరిక్ష టెలిస్కోపులు చాలా ఎత్తైన కక్ష్యల్లో ఉన్నాయి. కొన్ని సందర్భాల్లో అవి సౌర కక్ష్యలో ఉంటాయి, కాబట్టి కక్ష్య పెంచుతూ ఉండాల్సిన అవసరం లేదు.

టైడల్ ప్రభావాలు 
కక్ష్యలో ఉన్న వస్తువు పరిమాణం గణనీయమైన స్థాయిలో ఉన్నపుడు అది కలిగించే ప్రతికూల టైడల్ త్వరణం వలన కూడా కక్ష్య క్షీణిస్తుంది. ఇది రెట్రోగ్రేడ్ కక్ష్యలో గానీ, భూసమన్వయ కక్ష్యకు దిగువన గానీ ఉంటుంది. ఇది కక్ష్యలో ఉన్న వస్తువు ద్రవ్యవేగాన్ని తగ్గించి, దాన్ని ప్రాధమిక వస్తువు భ్రమణానికి బదిలీ చేస్తుంది. కక్ష్య ఎత్తును తగ్గిస్తుంది.

టైడల్ కక్ష్యా క్షీణతకు గురైన ఉపగ్రహాలకు ఉదాహరణలు అంగారకుడి ఉపగ్రహం ఫోబోస్, నెప్ట్యూన్ ఉపగ్రహం ట్రైటన్, ఎక్స్‌ట్రాసోలార్ గ్రహం ట్రెస్ -3 బి .

కాంతి, ఉష్ణ వికిరణం 
అసమాన రేడియేషన్ పీడనం ద్వారా ఏర్పడే శక్తుల కారణంగా కూడా సౌర వ్యవస్థలోని చిన్న వస్తువులు కక్ష్యా క్షయానికి లోనౌతాయి. ఆదర్శవంతమైన పరిస్థితుల్లో, ఓ వస్తువు గ్రహించిన శక్తి, విడుదలయ్యే బ్లాక్‌బాడీ శక్తికి సమానంగా ఉంటుంది. తత్ఫలితంగా నికర శక్తి ఉండదు. అయితే, యార్కోవ్స్కీ ప్రభావం ప్రకారం, ఉష్ణ శోషణం, ఉష్ణ వికిరణం రెండూ ఏకకాలంలో జరగవు. శాశ్వతంగా ఓవైపు సూర్యుడికి అభిముఖంగా ఉండని వస్తువులు సూర్యుడికి అభిముఖంగా ఉన్న ఉపరితలాలపై సూర్యరశ్మిని గ్రహిస్తాయి. కాని ఆ ఉపరితలాలు ఆ శక్తిలో సింహభాగాన్ని, వస్తువు ఆత్మభ్రమణం జరిగిన తరువాత గానీ విడుదల చేయవు. తద్వారా ఉద్గారం వస్తువు యొక్క కక్ష్యకు సమాంతరంగా ఉంటుంది. ఇది కక్ష్యా మార్గానికి సమాంతరంగా చాలా చిన్న త్వరణానికి దారితీస్తుంది. మిలియన్ల సంవత్సరాల కాలావధుల్లో చిన్నపాటి వస్తువులకు ఇది గణనీయమైనదే. ఓ వస్తువుపై కాంతి అసమానంగా పడడం వలన కలిగే శక్తి వస్తువు వేగానికి వ్యతిరేకంగా పనిచేస్తుంది. ఇదే పోయింటింగ్-రాబర్ట్‌సన్ ప్రభావం. ప్రోగ్రేడ్ భ్రమణంతో ఉన్న వస్తువుపై, ఈ రెండు ప్రభావాలు వ్యతిరేకమైన, కానీ సాధారణంగా అసమానమైన శక్తులుగా పనిచేస్తాయి.

గురుత్వాకర్షక వికిరణం 
గురుత్వాకర్షక వికిరణం వలన కూడా కక్ష్యా క్షయం జరుగుతుంది. గ్రహాల, ఉపగ్రహాల కక్ష్యలపై ఇది చాలా తక్కువ (శతాబ్దాలు, దశాబ్దాలు, అంతకంటే తక్కువ కాలావధుల్లో పరిశీలిస్తున్నప్పుడు). కానీ న్యూట్రాన్ స్టార్ వంటి కాంపాక్ట్ వస్తువుల వ్యవస్థల విషయంలో ఇది గుర్తించదగిన స్థాయిలో ఉంటుంది. కక్ష్యల్లో ఉన్న వస్తువులన్నీ గురుత్వాకర్షణ శక్తిని ప్రసరిస్తాయి. అందువల్ల ఏ కక్ష్యకు కూడా శాశ్వత స్థిరత్వం ఉండదు.

విద్యుదయస్కాంత గుంజుబాటు 
కొన్ని ఉపగ్రహాలు ఎలెక్ట్రోడైనమిక్ తాడును ఉపయోగించి, భూ అయస్కాంత క్షేత్రం గుండా కదులుతూ, గుంజుబాటును సృష్టిస్తాయి. అది చివరికి ఉపగ్రహాన్ని కక్ష్య నుండి వేరు చేస్తుంది.

నక్షత్ర తాకిడి 
రెండు బైనరీ నక్షత్రాలు శక్తిని కోల్పోయి ఒకదానికొకటి దగ్గరౌతూ కలిసి పోవడాన్ని నక్షత్ర తాకిడి అంటారు. శక్తిని కోల్పోవడానికి టైడల్ శక్తులు, ద్రవ్య బదిలీ, గురుత్వాకర్షణ వికిరణంతో సహా అనేక విషయాలు కారణమౌతాయి. నక్షత్రాలు ఒకదానికొకటి సమీపించేటప్పుడు సర్పిలాకార మార్గాన్ని అనుసరిస్తాయి. దీనివలన కొన్నిసార్లు రెండు నక్షత్రాల విలీనం జరుగుతుంది. కొన్నిసార్లు బ్లాక్ హోల్ ఏర్పడుతుంది. బ్లాక్ హోల్ ఏర్పడిన సందర్భంలోనైతే, చివరి కొద్ది పరిభ్రమణాలకు పట్టే సమయం కొద్ది సెకండ్లే ఉంటుంది.

ద్రవ్య సాంద్రత 
కక్ష్యా క్షయానికి ప్రత్యక్ష కారణం కానప్పటికీ, కక్ష్యలో ఉన్న వస్తువులో ద్రవ్యరాశి పంపిణీ అసమానంగా ఉన్నపుడు కాలక్రమేణా కక్ష్యలు చెదురుతూంటాయి. అసమానతలు విపరీతంగా ఉంటే కక్ష్యలు చాలా అస్థిరంగా ఉంటాయి. ఫలితంగా ఈ అస్థిర కక్ష్య మారిపోతుంది. అక్కడ కక్ష్యా క్షయానికి కారణమయ్యే ప్రభావాలకు లోనౌతుంది.

ఇవి కూడా చూడండి 

 శ్మశాన కక్ష్య
 అంతరిక్ష శిథిలాలు

నోట్స్

మూలాలు 

కక్ష్యలు