Orbita halo

Halo-orbita [1] (din altă greacă ἅλως „cerc, disc”) este o orbită  tridimensională periodică în apropierea punctelor Lagrange L 1 , L 2 sau L 3 în problema mecanicii orbitale a trei corpuri [2] . Deși punctele Lagrange nu sunt altceva decât niște puncte dintr-un cadru de referință care se rotesc împreună cu două corpuri masive, mișcarea orbitală poate fi efectuată în jurul lor sub influența atracției gravitaționale din partea a două corpuri masive, precum și a forței Coriolis. și forța centrifugă , datorită cadrului de referință neinerțial. Orbitele Halo există în multe sisteme de două corpuri masive, cum ar fi, de exemplu, Soare  - Pământ sau Pământ- Lună . Pentru fiecare punct Lagrange, există un set infinit de perechi de orbite halo care sunt simetrice față de planul de rotație al sistemului a două corpuri masive [3] . Pentru a menține satelitul pe o astfel de orbită, este necesară utilizarea influențelor stabilizatoare, deoarece orbitele halo sunt de obicei instabile.

Definiție și istorie

Robert W. Farquhar a folosit pentru prima dată numele „halos” pentru aceste orbite în teza sa de doctorat din 1968 [4] . Farquhar a susținut utilizarea unei nave spațiale pe o orbită halo în apropierea punctului Lagrange L 2 al sistemului Pământ-Lună (61.500 km mai departe și staționar deasupra orbitei Lunii) ca stație releu pentru a comunica cu Apollo într-o misiune în partea îndepărtată. a Lunii. O navă spațială pe o astfel de orbită halo poate fi vizibilă în continuu atât de pe Pământ, cât și din partea îndepărtată a Lunii. În final, nu a avut loc nici lansarea unui satelit de comunicații situat în punctul Lagrange L 2 al sistemului Pământ-Lună, nici lansarea misiunii Apollo în partea îndepărtată a Lunii [5] .

Farquhar a folosit expresii analitice pentru a reprezenta orbitele halo. Mai precis, aceste orbite au fost găsite numeric în lucrarea lui Caitlin Howell [6] .

navă spațială pe orbită halo

Orbita halo a fost folosită pentru prima dată de satelitul ISEE-3 , care a fost lansat în 1978. A mers la punctul Lagrange L 1 al sistemului Soare-Pământ și a rămas în vecinătatea lui câțiva ani.
Următoarea misiune care a folosit orbita halo a fost proiectul comun ESA - NASA pentru a studia Soarele, sonda spațială SOHO , care a sosit în vecinătatea punctului Lagrange L 1 al sistemului Soare-Pământ în 1996. Acest aterizare a folosit o orbită care amintește de cea a aterizatorului ISEE-3 [7] .

De atunci, o serie de nave spațiale au fost trimise în vecinătatea punctelor Lagrange. Cu toate acestea, de regulă, ei s-au deplasat pe orbite apropiate [8] neperiodice, cunoscute sub numele de orbite Lissajous , mai degrabă decât pe orbite adevărate halo.

Sonda spațială Genesis , creată în 2001, a fost lansată pe orbita halo Lyapunov în apropierea punctului Lagrange L 1 al sistemului Soare-Pământ. Timp de trei ani, dispozitivul a făcut patru rotații pe această orbită, după care a fost efectuat un zbor de cinci luni cu o rază de acțiune de peste trei milioane de kilometri până la punctul L 2 , a zburat în jur și a ajuns la traiectoria de aterizare după o manevră gravitațională . lângă Lună [9] . Calculul acestei traiectorii cu energie scăzută a necesitat aproximativ trei ani de muncă și aplicarea metodelor moderne ale teoriei sistemelor dinamice .

Satelitul releu Queqiao , lansat pe orbită pe 20 mai 2018 [10] , circulă pe o orbită halo în jurul punctului L2 Lagrange al sistemului Pământ-Lună.

De asemenea, satelitul Deep Space Climate Observatory (2015).

Vezi și

Note

  1. ↑ Iu. Kolesnikov. „Voi construiți nave stelare”. Moscova, 1990. ISBN 5-08-000617-X . str.108
  2. ↑ Koon, Wang Sang (2000). „Sisteme dinamice, problema cu trei corpuri și proiectarea misiunii spațiale” (PDF) . Conferința internațională privind ecuațiile diferențiale . Berlin: World Scientific. pp. 1167-1181. Arhivat pe 24 noiembrie 2020 la Wayback Machine
  3. ↑ Aproape de orbită halou rectilinie explicată și vizualizată . Preluat la 18 martie 2018. Arhivat din original la 18 octombrie 2017.
  4. ↑ Farquhar, RW: „Controlul și utilizarea sateliților de puncte de librare”, Ph.D. Disertație, Dept. de Aeronautică și Astronautică, Universitatea Stanford, Stanford, California, 1968
  5. ↑ Schmid, P. E. Lunar Far-Side Communication Satellites (PDF). NASA (iunie 1968). Preluat la 16 iulie 2008. Arhivat din original la 09 martie 2021.
  6. ↑ Howell, KC: „Orbite tridimensionale, periodice, „Halo””, Celestial Mechanics, volumul 32, numărul 53, 1984
  7. ↑ Dunham, DW și Farquhar, RW: „Libration-Point Missions 1978-2000”, Libration Point Orbits and Applications, Parador d'Aiguablava, Girona, Spania, iunie 2002
  8. ↑ Care este acea diferență de linie fină dintre termenii orbita Lissajous și orbita Halo în jurul punctelor instabile Lagrange? Ce sunt exact frecvențele în plan și în afara planului atunci când descriem curbele Lissajous în PCR3BP? - Quora . www.quora.com . Preluat: 31 mai 2015.
  9. ↑ Copie arhivată . Data accesului: 28 februarie 2017. Arhivat din original pe 29 noiembrie 2014.
  10. ↑ Satelitul releu Queqiao, lansat înaintea misiunii lunare Chang'e-4 (20 mai 2018). Preluat la 27 mai 2018. Arhivat din original la 21 mai 2018.

Link -uri

 Orbite