Может ли спутник иметь одну ось, горизонтальную относительно своего хозяина, и вращаться вокруг этой оси?

Извините, если я не совсем правильно понимаю терминологию в этом вопросе. Некоторые естественные спутники (например, большинство планет) имеют разъединенные орбитальное положение и осевой наклон; то есть они вращаются вокруг оси, и эта ось фиксирована в пространстве, указывая ближе или дальше от звезды в зависимости от положения на ее орбите. Другие спутники (например, большинство лун) заблокированы приливами; то есть их орбита и вращение синхронизированы, поэтому одна и та же сторона всегда указывает на эту планету (я думаю, что требуется ось вращения, близкая к перпендикуляру).

Примерно так же МКС в обычных условиях постоянно держится лицом к Земле, но для этого требуются некоторые механизмы управления (в основном гироскопы) для постоянного вращения / наклона станции и поддержания этого положения. Я полагаю, что есть некоторые искусственные спутники, у которых ось вращения постоянно направлена ​​к Земле.

Мой вопрос таков: может ли быть спутник, который сохраняет длинную ось горизонтальной по отношению к телу-хозяину, движется в направлении этой оси и вращается вокруг этой оси?

Взяв это изображение МКС в качестве сравнения: если бы расширения по оси Y были удалены (солнечные панели и радиаторы), можно ли было бы, чтобы ось X оставалась горизонтальной с Землей (как в обычном режиме) при вращении. /кататься по этой оси x (что отличается от обычного режима)?

Схема осей МКС

Подвопросы:

  • Будет ли такая конфигурация стабильной или близкой к стабильной?
  • Будет ли это возможно или вероятно произойдет естественным путем?

Некоторые другие связанные статьи:

Я в основном думаю о случае чего-то вроде стандартного асимметричного астероида или небольшого растения, вращающегося вокруг звезды, если это имеет значение.

Возможно актуально: эффект Джанибекова .

Ответы (1)

может ли быть спутник, который сохраняет длинную ось горизонтальной по отношению к телу-хозяину, вращаясь вокруг этой оси?

Да. Собственно, так и в случае МКС, но это зависит от ориентации (ось вращения перпендикулярна направлению движения). На приведенной выше диаграмме МКС имеет вектор скорости, указывающий вдоль оси x, а вращение происходит вокруг оси y (длинная ось). Эта ось горизонтальна по отношению к земле и делает один оборот за орбиту.

Но если вы хотите, чтобы вектор скорости совпадал с вращением, то ответ — нет. Вектор скорости постоянно меняется для объекта, вращающегося вокруг Земли, но ось вращения должна оставаться примерно постоянной.

В простом случае любая ось, вокруг которой вы вращаетесь, должна быть зафиксирована, иначе вам придется придумать огромный крутящий момент. Чтобы прецессировать ось вращения, чтобы оставаться на одной линии с вектором скорости, потребуются огромные крутящие моменты.

МКС в штатном режиме постоянно держится лицом к Земле

Да. В начале строительства было несколько периодов, когда он не вращался во время орбиты (из-за ориентации солнечной панели), но текущая конфигурация вращается один раз за каждый оборот, поэтому ось z на вашей диаграмме всегда указывает на землю.

но для этого требуются некоторые механизмы управления (в основном гироскопы) для постоянного вращения / наклона станции и поддержания этого положения.

Вроде, как бы, что-то вроде. Ориентация, если ее оставить неконтролируемой, начнет шататься, и оси не будут точно выровнены с землей. Но общая форма вращения не зависит от станции.

Я полагаю, что есть некоторые искусственные спутники, у которых ось вращения постоянно направлена ​​к Земле.

Нет. Есть спутники связи, стабилизированные по вращению, но их ось вращения перпендикулярна как вектору скорости, так и Земле.

К сожалению, я специально спрашивал о «вращении/вращении вокруг этой оси x (что отличается от нормального режима [МКС])». То есть вращение вокруг оси по ходу движения. Извините, если я не сделал это достаточно ясно. Попробую еще немного прояснить вопрос.
Да, я понял это. Я думаю, что это ответили выше, хотя. Стабильное вращение — это вращение, при котором ось вращения указывает (в основном) в одном направлении. Вы не можете изменить ось вращения без больших крутящих моментов, и есть несколько способов создать большие крутящие моменты.
Re: Последний абзац, я читаю, например, здесь , что «спутники со стабилизацией вращения» можно использовать, чтобы «чтобы антенна оставалась направленной на Землю». Эта страница неверна, или я неправильно прочитал это?
Значит, твой ответ на мой главный вопрос не "да", а "нет", верно?
С дополнительным требованием, чтобы ось вращения оставалась выровненной с вектором скорости, ответ был бы отрицательным.
Этот документ относится к более старым спутникам. Да, использовали стабилизацию вращения, но не осью к земле. Как упоминается в документе, антенны должны были быть установлены на вращающейся части, направленной на землю. Антенны не были совмещены с вектором вращения, и вектор вращения не указывал на землю.
«Вокруг какой бы оси вы ни вращались, она должна быть зафиксирована, иначе вам придется придумать огромный крутящий момент» — это как бы неправда. Асимметричное тело, свободно вращающееся вокруг любой неглавной оси, будет иметь нефиксированную ось вращения (хотя вектор углового момента останется прежним). Однако не думайте, что это можно использовать для достижения того, о чем просит вопрос.
Спасибо, «с дополнительным требованием, чтобы ось вращения оставалась выровненной с вектором скорости, ответ будет отрицательным». -- рекомендуем отредактировать ответ, чтобы прояснить это.
Может ли спутник иметь одну ось, горизонтальную относительно своего хозяина, и вращаться вокруг этой оси?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v