概念

如果軌道的某一部分進(jìn)入了大氣層，他的軌道就會(huì)因?yàn)橥弦范プ儭Ｃ恳淮瓮ㄟ^近心點(diǎn)，這個(gè)物體就會(huì)與大氣摩擦，并且失去能量。每次，物體都是很精確的在動(dòng)能最大時(shí)損失能量，因此軌道的離心率都會(huì)降低（更接近圓軌道）。這與擺錘的能量損失會(huì)使他在最低點(diǎn)的速度減慢，與最高點(diǎn)的高度降低現(xiàn)象是相似的。在連續(xù)不斷的作用下，軌道受大氣影響的路徑一次比一次長(zhǎng)，受到的影響也一次比一次明顯。最后，作用的影響變得很大，即使以最大動(dòng)能也不能繼續(xù)維持軌道在受到大氣層拖曳影響的極限之上。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，物體將迅速的以螺旋形路徑下降并與中心物體交會(huì)。

大氣層邊界的變化很大，當(dāng)太陽(yáng)極大期時(shí)，大氣層會(huì)產(chǎn)生拖曳作用的高度與太陽(yáng)極小期時(shí)相差達(dá)100公里以上。

有些具有良好傳導(dǎo)性的衛(wèi)星也會(huì)因?yàn)榈厍虼艌?chǎng)的拖曳作用而發(fā)生軌道衰變。基本上，金屬線切過磁場(chǎng)時(shí)，其作用就像發(fā)電機(jī)一樣。金屬線會(huì)將電子由接近真空的一端移動(dòng)至接近真空的另一端，軌道能量就會(huì)在金屬線中轉(zhuǎn)換成熱。

軌道可以使用火箭馬達(dá)在路經(jīng)中的某一點(diǎn)改變動(dòng)能而進(jìn)行人為的改變，這是將化學(xué)能或電能轉(zhuǎn)換成動(dòng)能。以這些方法可以促進(jìn)軌道的形狀和指向的改變。

另一種以人為方法影響軌道的方法是使用太陽(yáng)帆或磁性帆。這種形式的推力除了來自太陽(yáng)之外，不需要使用火箭或其他形式的能量輸入來推進(jìn)，因此可以不受限制的使用。可以參考靜星（statite）所提出的這一種使用方法。

在同步軌道上環(huán)繞中心運(yùn)轉(zhuǎn)的物體也會(huì)因?yàn)槌毕Ξa(chǎn)生軌道衰變。在軌道上的物體因?yàn)橥弦肥怪黧w產(chǎn)生潮汐隆起，并且因?yàn)樵谕杰壍乐械奈矬w運(yùn)動(dòng)得比表面上的物體為快，因此隆起物的移動(dòng)會(huì)滯后一個(gè)小的角度。隆起物的重力因而會(huì)在衛(wèi)星的主軸上延著運(yùn)動(dòng)方向產(chǎn)生一個(gè)微小的分量。隆起的近端會(huì)使衛(wèi)星減速得比遠(yuǎn)端造成的加速還大，結(jié)果使得軌道衰變。反過來說，衛(wèi)星給了隆起物一個(gè)扭矩，并且加速了他的自轉(zhuǎn)。人造衛(wèi)星相對(duì)于行星來說是太微小了，因此對(duì)行星的潮汐效應(yīng)影響不了軌道，但是在太陽(yáng)系內(nèi)有些衛(wèi)星在這種機(jī)制下遭受過潮汐力造成的軌道衰變。火星最內(nèi)側(cè)的衛(wèi)星弗伯斯是一個(gè)最好的例子，在五千萬年內(nèi)不是將撞擊至火星的表面，就是將被破壞而形成一個(gè)環(huán)帶。

最后，軌道還會(huì)因?yàn)橹亓Σǖ妮椛涠プ儭＿@個(gè)機(jī)制對(duì)絕大多數(shù)的天體都是極端微弱的，只有在很巨大的質(zhì)量和加速度的結(jié)合下，例如一對(duì)密接的黑洞或中子星互繞的情況下，才會(huì)顯現(xiàn)出來。

定義及公式

軌道衰變就是低軌飛行器的軌道緩慢衰降。其因是高層大氣的阻力是一種耗散力，使低軌飛行器的軌道緩慢衰降。通過力學(xué)原理，可以通過飛行器軌道的衰降數(shù)據(jù)反演出高層大氣密度。根據(jù)飛行器軌道衰變公式：

其中K是由衛(wèi)星質(zhì)量、風(fēng)阻系數(shù)、迎風(fēng)面積共同決定的一個(gè)量，對(duì)于確定的衛(wèi)星在較長(zhǎng)時(shí)間平均下，K為常量； 為大氣密度， 為飛行器軌道半長(zhǎng)軸。

從這個(gè)軌道衰變公式可以計(jì)算出相應(yīng)的大氣密度數(shù)值。由于高層大氣的主要熱源來自太陽(yáng)的極紫外輻射和X射線對(duì)氧分子的加熱以及高能粒子在大氣層中的沉降。大陽(yáng)活動(dòng)劇烈時(shí)，極紫外輻射和X射線增強(qiáng)，同時(shí)磁暴引起的高能粒子在大氣層中沉降事件增加，這些會(huì)加熱高層大氣并使之密度上升從而增加低軌道飛行器的阻力并降低其軌道。使用低軌飛行器的軌道衰變數(shù)據(jù)通過物理原理可以反演出高層大氣密度的變化情況以及對(duì)當(dāng)時(shí)空間天氣狀況的響應(yīng)程度。