Как меняется гравитационная устойчивость по мере удаления от особых мест, таких как геостационарная орбита и точки Лагранжа?

  • Насколько быстро ухудшаются привлекательные свойства ГЕО и точек Лагранжа по мере удаления от оптимума? Насколько «большими» являются такие места?

  • На каком расстоянии для поддержания станции потребуется, скажем, удвоение дельта-v в год?

  • Есть ли какая-то причина для космических аппаратов пытаться оставаться в лагранжевой точке, или они также могут вращаться вокруг них (как это делает Гайя), и если да, то насколько большими могут быть такие орбиты, и означает ли это, что L-точки практически не - дефицитные локации?

Это кажется двумя отдельными вопросами, поскольку орбитальная динамика GEO и точек Лагранжа существенно различается. Что касается последнего пункта, каждая миссия к точке Лагранжа, о которой я читал, последовательно использует орбиту вокруг нее; Я хотел бы увидеть краткое объяснение почему и почему.

Ответы (1)

Во-первых, на геостационарной орбите нет ничего особенного с точки зрения гравитации, это просто место, где объект, кажется, парит в одном и том же месте в небе. Это зависит от вращения Земли и, следовательно, не имеет притягивающих сил. Бюджет нормальной станции для спутника на ГСО обычно составляет 50 м/с delta-v в год. Если я интерпретирую ваш вопрос как то, сколько дельта-v будет стоить нам, чтобы все еще зависать, даже если мы немного отклонились, стоимость дельта-v составляет 0,5 м/с в год на метр. Это не совсем масштабируемо, но достаточно точно в пределах нескольких сотен километров.

Что касается L-точек, то они бывают двух типов. Стабильные и нестабильные. В стабильных точках, таких как L4 и L5, объект, который немного смещен, все еще удерживается на месте и, следовательно, «вращается». В неустойчивых точках ошибка нарастает до тех пор, пока объект не улетит. Представьте себе это как разницу балансировки шариков на сфере.

шар сверху и внутри сферы

Поскольку любая ошибка со временем растет, нестабильные точки не имеют размера, это просто точки. Но стоимость дельта-V не обязательно должна быть высокой, и спутники действительно могут некоторое время вращаться вокруг них, как это сделала миссия Genesis . Это необходимо, если вы хотите разместить несколько спутников в одной L-точке.

Что касается размера точек L4 и L5, этот вопрос уже задавался ранее, см. Максимальная амплитуда орбитального объекта Лиссажу в позиции L4 или L5 в астрономии. Конкретная амплитуда не указана, но из общей иллюстрации L-точек кажется, что объект может вернуться почти в точку L3 на орбите.

l-очки

Обратите внимание, что, например, Венера иногда находится ближе к точкам SEL4 и SEL5, чем Земля, что вызывает значительные возмущения, необходимые для компенсации.

Действительно ли возмущения от Венеры (или Юпитера) связаны с нестабильностью SEL4, L5? Орбита Земли в этом случае должна быть такой же нестабильной, как и любой другой объект на земной орбите. Я задал связанный вопрос здесь . Но больший интерес в этом вопросе представляют коллинеарные точки Лагранжа L1, L2, L3. Как быстро снижается устойчивость по мере удаления от них? Линейно, экспоненциально, хаотично?
@LocalFluff Конечно, эти возмущения с относительной точки зрения, вы можете разместить объект на орбите Земли, а не на L4 и L5, и он останется на месте в течение десятилетий. Что касается возрастания неустойчивости, то оно в общем случае возрастает квадратично, но на малых расстояниях его можно аппроксимировать линейным. Если вам нужны точные трехчастичные решения, картина будет более сложной.
@Hohmannfan Как вы оцениваете нестабильность в этом случае? Вы определяете какую-то временную шкалу пересечения орбиты?
@AtmosphericPrisonEscape Нестабильность здесь определяется как ускорение от точки. «линейный» или «полиномиальный» здесь относится к ускорению как функции расстояния до точки.
Как меняется гравитационная устойчивость по мере удаления от особых мест, таких как геостационарная орбита и точки Лагранжа?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v