Почему кажется, что элементы орбиты LRO постоянно колеблются - за исключением недавнего времени?

JPL HORIZONS показывает орбиты, интерполированные из реальных данных, а не из чистого моделирования. Я подозреваю, что здесь произошло то, что нет орбитальных данных для трех участков данных, которые не демонстрируют колебания. Мы точно знаем, что для одного из этих разделов нет необработанных данных, потому что он находится в будущем. Я разговаривал с экспертом по контролю, и он сказал, что мои подозрения, вероятно, верны.

Когда вы используете веб-инструмент, он говорит, что существует несколько рядов данных, и все, кроме первого, имеют слово «прогноз» в конце строки. Даты в конце этих рядов данных соответствуют возвращенным колебаниям данных. Я подозреваю, что новая серия данных начинается, когда контакт с космическим кораблем возобновляется.

Я считаю, что период колебаний ~ 14 дней соответствует половине периода обращения Луны. В этом случае основной движущей силой такого поведения будет гравитационное возмущение Земли. Тот факт, что эти осцилляции происходят довольно заметно в отсутствие реальных данных, указывает на то, что модель хорошо справляется с учетом этого возмущения. Что касается того, почему амплитуда сильно падает, я не могу сказать точно, так как недостаточно знаю используемую модель, но могу предположить, что это связано с неучтенной неравномерной плотностью Луны и негравитационными возмущениями, связанными с его ориентация относительно солнца, например световое давление и выделение газа.

Если вы посмотрите на данные об эксцентриситете, вы увидите колебание с периодом ~ 14 дней поверх колебания с периодом ~ 27 дней с некоторыми рассеянными высшими гармониками. В данных по перицентру и апоапсису также наблюдаются сильные колебания периода ~27 дней. Было бы интересно применить ко всему этому преобразование Фурье. Вы могли бы посмотреть на относительные величины возмущения по периодам и, возможно, попытаться выделить некоторое поведение с периодом в один год.

Основываясь на некоторых очень полезных ответах Джона Джорджини из JPL и небольшом количестве дополнительного чтения, я могу резюмировать следующее:

Фактический расчет орбит космического корабля, сочетающий в себе как эффекты гравитации, так и другие силы в Солнечной системе, а также орбитальные маневры самого космического корабля, сочетаются / согласовываются с доступными данными радара и телеметрии. Результатом, конечно же, является таблица векторов состояний.

Соприкасающиеся элементы получены из векторов состояния только для удобства. Они не предназначены для использования в качестве основных источников данных об орбите, и каждый набор точек предназначен только для определения положения космического корабля в данный момент времени .

В течение короткого периода времени в ожидании либо дополнительных данных, либо решения о предстоящем маневре, альтернативный алгоритм для оскулирующих элементов, по-видимому, был применен к короткому промежутку дат, что привело к более плавному отображению некоторых графиков. .

Это не означает, что они обязательно менее точны в определении положения, потому что элементы предназначены для использования только для определения положения вблизи момента, для которого они рассчитаны. Начнем с того, что истинная орбита космического корабля на самом деле вовсе не коническая, особенно если учесть сложное гравитационное поле системы Земля-Луна.

После обновленного расчета внешний вид вернулся к ожидаемому, хотя это все еще в равной степени справедливо.

Что касается самих периодических вариаций: месячная и двухмесячная периодичность являются проявлением реальности обращения вокруг неравномерного гравитационного поля Луны под действием гравитационного воздействия Земли. Поскольку орбита Луны скорее эллиптическая, чем круговая, этот сильно возмущающий эффект является периодическим. Эти эффекты особенно заметны на этих графиках, потому что они не являются простыми кеплеровскими орбитами с самого начала, и попытка выразить их как таковые подчеркнет разницу.

Ниже приведено краткое сравнение полученных соприкасающихся элементов до и после регулярного запланированного обновления. Все хорошо.