Срок баллистического существования космических аппаратов CubeSat на низких околоземных околокруговых орбитах по наблюдательным данным
Автор: О. Я. Яковлев, Д. В. Малыгин
Журнал: Космические аппараты и технологии.
Рубрика: Ракетно-космическая техника
Статья в выпуске: 2, 2026 года.
Бесплатный доступ
Целью работы является оценка срока баллистического существования космических аппаратов CubeSat на основе данных в формате TLE. Рассматривались 2964 кубсата, которые были классифицированы по типу орбиты и типу конструкции. Из них 1625 аппаратов закончили свое существование и соответствовали введенным ограничениям по начальным параметрам орбиты (высотой от 250 до 670 км с эксцентриситетом до 0.004). Оценка производилась в зависимости от года выведения на орбиту с 2010 по 2025 гг. (для учета вариации солнечной активности) и начальной высоты орбиты. Для орбит высотой от 350 до 430 км с наклонением МКС срок существования составляет от 4 месяцев до 2,5 лет вне зависимости от параметров аппарата. Наиболее полный результат получен для орбит этого типа высотой 370–430 км, а также для солнечно-синхронных орбит высотой 490–610 км. Для форматов корпуса 1U, 3U, 6U получены следующие оценки: от 3 месяцев до 3,2 лет для орбит с наклонением МКС и от 1,1 года до 7,7 лет для солнечно-синхронных орбит. Основными факторами, определяющими срок баллистического существования кубсатов на низких околоземных орбитах, являются уровень солнечной активности в течение орбитального полета и начальная высота орбиты.
CubeSat, наноспутник, сверхмалый космический аппарат, орбита, срок существования, база данных
Короткий адрес: https://sciup.org/14138840
IDR: 14138840 | УДК: 629.78 | DOI: 10.26732/j.st.2026.2.03
Ballistic lifetime of CubeSat spacecraft in low-earth orbits based on observational data
This work presents an estimate of the orbital lifetime (ballistic lifetime) of CubeSat spacecraft based on publicly available orbital data in the TLE format. A total of 2964 CubeSats were considered and classified by orbit type and design configuration. Among them, 1625 spacecraft completed their orbital lifetime and satisfied the selection criteria on initial orbital parameters (altitude from 250 to 670 km and eccentricity up to 0.004). The lifetime was evaluated as a function of the launch year from 2010 to 2025 (to account for variations in solar activity) and the initial orbital altitude. For orbits with altitudes of 350–430 km and inclination corresponding to the ISS, the lifetime ranges from 4 months to 2.5 years, regardless of spacecraft parameters. The most representative results were obtained for this class of orbits at altitudes of 370–430 km, as well as for sun-synchronous orbits at 490–610 km. For the most common CubeSat form factors (1U, 3U, and 6U), the estimated lifetimes range from 3 months to 3.2 years for ISS-like orbits and from 1.1 to 7.7 years for sun-synchronous orbits. The primary factors determining the ballistic lifetime of CubeSats in low Earth orbit are the level of solar activity during the orbital lifetime and the initial orbital altitude.
Список литературы Срок баллистического существования космических аппаратов CubeSat на низких околоземных околокруговых орбитах по наблюдательным данным
- Охоцимский Д. Е., Сихарулидзе Ю. Г. Основы механики космического полёта. М.: Наука, 1990.
- Дубошин Г. Н. Справочное руководство по небесной механике и астродинамике. М.: Наука, 1976.
- Иванов-Лысенко А. А. Баллистика и навигация. М.: Машиностроение, 1986.
- ГОСТ 25645.101–83. Атмосфера Земли верхняя. Модель плотности для проектных баллистических расчетов искусственных спутников Земли, 1983.
- Space-Track.org [Электронный ресурс]. URL: https://www.space-track.org (дата обращения: 01.04.2026).
- CubeSat Design Specification Rev. 14.1., Кал.пол.ун-т, 2014, 34 с.
- Яковлев О. Я., Малыгин Д. В. Космические аппараты CubeSat: основные характеристики и орбиты // Космические аппараты и технологии. 2025, Т. 9. № 4. С. 204–214. doi: 10.26732/j.st.2025.4.02
- База данных космических аппаратов форм-фактора CubeSat для приложения «Протос». Свидетельство № 2021620844. 2021.
- Nanosats Database [Электронный ресурс]. URL: https://www.nanosats.eu/database (дата обращения: 01.04.2026).
- Gunter’s Space Page CubeSat [Электронный ресурс]. URL: https://space.skyrocket.de/doc_sat/cubesat.htm (дата обращения: 01.04.2026).
- Oltrogge D. L. An evaluation of CubeSat orbital decay // Proc. Small Satellite Conf. 2011.
- Jara E. Atmospheric density uncertainty effects on the orbital lifetime estimation for CubeSats at LEO // Acta Astronautica. 2017. vol. 138. pp. 276–285.
- Thaheer M. Orbit design and lifetime analysis of MYSat A 1U CubeSat for Electron // Proc. Int. Astronautical Congress. 2017.
- Roccasalva G. CubeSats deployed from the ISS: development of a code to predict the orbital decay. 2023.
- Burke L. Variation in predicted orbital lifetime due to launch year. NASA Launch Services Program. 2024.
- ProtoS CubeSat Database [Электронный ресурс]. URL: https://astronomikon.tech (дата обращения: 01.04.2026).
- McDowell J. Launch Log [Электронный ресурс]. URL: https://planet4589.org/space/log/launchlog.txt (дата обращения: 01.04.2026).
- CelesTrak. URL: https://celestrak.org (дата обращения: 01.04.2026).
- Белоконов И. В. Резонансное движение наноспутника стандарта CubeSat на низких круговых орбитах // Вестник Самарского университета. 2018. Т. 17. № 3. С. 20–31.
- ГОСТ 25645.166–2004. Атмосфера Земли верхняя. Модель плотности для баллистического обеспечения полетов искусственных спутников Земли, 2004.
- Picone J. M., Hedin A. E., Drob D. P., Aikin A. C. NRLMSISE-00 empirical model of the atmosphere // J. Geophys. Res. 2002. vol. 107. no. A12.
- Space Weather Prediction Center National Oceanic and Atmospheric Administration [Электронный ресурс]. URL: https://services.swpc.noaa.gov/json/solar-cycle/ (дата обращения: 01.04.2026).