L2 для JWST - ЭМ барицентр, используемый в расчетах?

Я читал о динамике двух и трех корпусов, по сравнению с L2 для JWST.

Основаны ли расчеты для этого L2 на массах и положениях солнца/земли или на массах и положениях солнца/(земли+луны)?

В том же духе, как насчет использования барицентра Солнечной системы вместо центра масс Солнца для M1?

Может ли кто-нибудь дать оценку порядка величины разницы между использованием барицентров и масс Солнца/Земли и расстояний при расчете L2 для JWST?

Возможно, возмущения, вносимые расчетами барицентра, незначительны, но, конечно же, фактическое местоположение L2 более сложно, чем если принять упрощенную задачу о трех телах с двумя большими массами?

Как я упоминал здесь , точка, которую JPL считает актуальной, — это точка L2 Солнца и барицентр Земля-Луна.

Ответы (1)

Барицентр — это просто другое название центра масс, хотя обычно в контексте вращающихся тел. На большом расстоянии от всех тел в системе гравитационное поле можно аппроксимировать как исходящее от точечного источника, расположенного в центре масс и содержащего полную массу системы. Однако это приближение бесполезно внутри системы . В этом случае необходимо вычислить и суммировать отдельные поля (и их направления) от каждого тела.

Поскольку Солнце-Земля L2 находится внутри Солнечной системы, барицентр Солнечной системы бесполезен. Земля/Луна не вращаются вокруг барицентра Солнца. Он вращается вокруг Солнца с возмущениями от Юпитера и других планет.

Барицентр Земли/Луны немного более актуален. L2 находится на расстоянии, в четыре раза превышающем размер системы Земля/Луна. Между двумя крайними точками своей орбиты Луна находится либо на 25% ближе к L2, либо на 25% дальше от L2. Гравитационное поле Луны либо на 56% сильнее, либо на 44% слабее — что кажется много. Однако Луна имеет только 1/80 массы Земли, так что это не такое уж плохое приближение, ошибка составляет всего около 0,5%.

Траектория космического корабля от Земли до L2, безусловно, рассчитывается путем численного суммирования отдельных полей от Земли, Луны, Солнца и, возможно, Юпитера и любых других значительных гравитационных источников в Солнечной системе. Положения этих тел во время запуска будут важны, особенно положение на Земле и положения Солнца и Луны, которые, очевидно, очень важны.

Барицентр Земли/Луны как приблизительный источник поля во время стоянки может быть полезен. Но, опять же, я предполагаю, что реальные поля от соответствующих тел рассчитываются плюс предполагаемое солнечное давление, и все это суммируется. С инструментами и вычислительными возможностями, доступными в настоящее время. эти расчеты просты.

В заключение ответ - нет. Барицентр Солнечной системы вообще не имеет значения, а прямые расчеты полей достаточно просты и настолько более точны, что использование барицентра Земли/Луны в качестве приближения также не будет полезным.

Спасибо тебе за это. Если я правильно понимаю, правильное размещение JWST (удержание станции) всегда будет проблемой n тел, требующей численного интегрирования, и не существует аналитического решения для определения местоположения L2 (поскольку солнце, земля, луна, юпитер (и многое другое) , давление солнечного ветра и т. д. необходимо включить в расчет). Использование центров масс (барицентров) в качестве аппроксимаций не избавило бы от необходимости численного интегрирования для учета возмущений, вызванных массивными планетами или другими силами.
@ Брюс С Верно. Строго L2 определен только для двух тел. Часть проблемы также заключается в том, что ошибки даже от крошечных сил накапливаются при достаточном количестве времени. На L2 нет демпфирующего механизма и восстанавливающей силы, которая пассивно возвращает орбиту туда, куда вы хотите.