Покойся с миром, Кеплер, как нам назвать твою орбиту? Есть ли у этого циклического триггерного процесса название?

Как уже заметил Рассел Борогов , видео НАСА в вашем вопросе описывает классическую подковообразную орбиту . Является ли это правильным описанием фактической орбиты Кеплера, это другой вопрос, который я рассмотрю ниже.

Однако, в любом случае, анимация, показанная в видео примерно с 0:27 , не иллюстрирует типичное взаимодействие «подковообразный отскок». Как отмечается в комментариях , анимация показывает Землю и космический корабль, входящие в кадр бок о бок, с одной и той же истинной аномалией, которая невозможна для подковообразной орбиты.

На самом деле ясно, что анимация физически неточна и в других отношениях, например, в изображении орбиты Луны . Трудно сказать, действительно ли анимация показывает какое- либо физически реалистичное орбитальное взаимодействие, или это просто анимированный «набросок художника» с Землей и космическим кораблем «Кеплер», движущимся «по рельсам» по произвольным нефизическим путям.

(Возможно) более точную анимацию (созданную Тони Данном / Orbitsimulator.com) орбиты Кеплера можно найти в качестве иллюстрации к этой статье на seti.org :

Как показывает эта анимация, орбита действительно имеет некоторое подковообразное поведение, но также ясно, что это не «чистая» подковообразная орбита. В частности, эксцентриситет орбиты Кеплера приводит к тому, что она описывает извилистый штопор, если смотреть из системы отсчета, вращающейся вместе с Землей, а не в виде чистой подковы.

Кроме того, в то время как анимация, показанная выше, показывает хороший «отскок» во время встречи ~ 2060 года, следующая встреча около 2110 года вместо этого показывает космический корабль, проходящий мимо Земли и взаимодействующий с ней, но продолжающий движение по орбите с периодом < 1 года. Предположительно, это также связано с эксцентриситетом (и, возможно, наклонением) орбиты Кеплера, усложняющей ситуацию и вызывающей зависимость динамики встречи от относительных фаз Земли и Кеплера на их орбитах.

В любом случае, это противоречит ролику НАСА, в котором утверждается, что должен произойти очередной «отскок» около 2117 года, и что этот процесс должен продолжаться «в обозримом будущем». На данный момент я не могу определенно сказать, какой из этих противоречивых прогнозов верен, хотя лично я, с учетом имеющихся доказательств, был бы более склонен доверять анимации Orbitsimulation.com, хотя бы потому, что она, кажется, делает меньше упрощений и «художественные свободы». Конечно, я не могу даже полностью исключить возможность того, что оба неправы.

Кеплеровская орбита имеет подковообразную форму :

Подковообразная орбита — это тип коорбитального движения небольшого тела, вращающегося по орбите, относительно более крупного тела (например, Земли). Орбитальный период меньшего тела почти такой же, как и у большего тела, и его путь кажется подковообразным, если смотреть со стороны большего объекта во вращающейся системе отсчета.

Петля не замкнута, но каждый раз будет немного смещаться вперед или назад, так что точка, которую она окружает, будет казаться плавно перемещающейся по орбите большего тела в течение длительного периода времени. Когда объект близко приближается к большему телу на любом конце его траектории, его видимое направление меняется. На протяжении всего цикла центр повторяет контур подковы с большим телом между «рогами».