Появляются ли временно области типа Лагранжа вокруг планет с несколькими лунами?

Постоянные точки Лагранжа существуют только там, где преобладают два массовых тела. Но среди, например, синхронных спутников Юпитера, есть ли календарь и карта, когда космический корабль может быть достаточно близко к одной из лун на мгновение, что на самом деле существуют точки Лагранжа по отношению к этой луне и Юпитеру?

Будет ли это полезно для космических полетов? Чтобы при прохождении Ио космический корабль внезапно оказывался в лагранжевом равновесии и мог с меньшими усилиями изменить свою траекторию или орбиту?

Уменьшенная версия сети en.wikipedia.org/wiki/Interplanetary_Transport_Network ?
@RussellBorogove Межпланетная транспортная сеть недавно была разоблачена ХопДэвидом, который часто и ценно участвует здесь. Но локально, в сложной системе с несколькими лунами, интересно, возможно ли это.
@LocalFluff Мне интересно, что вы говорите, что ITN разоблачена, а затем спрашиваете о возможности именно этого (нестабильных квазипериодических многообразий), но в меньшем масштабе. Да, хотя они, вероятно, не будут называться точками Лагранжа (но я думаю, что их можно назвать квазипериодическими, коллинеарными,... точками либрации из-за короткого времени, в течение которого они формируются), они существуют, и, как вы упомянули, предполагая их временный характер, они не стабильны. Но они могут быть периодическими. Одним из примеров могут быть резонансные спутники Юпитера Лапласа. Вычислить циклер вокруг них было бы... весело.
FWIW, примером ITN в действии являются квази-орбиты Хильды, скажем, кометы 147P/Kushida-Muramatsu . Но есть и другие.
@TildalWave ITN развенчан на межпланетном уровне. HopDavid очень ясно и убедительно говорит в своем блоге. Его нельзя использовать для перехода с одной планеты на другую с какой-либо выгодой, но он очень важен локально в окололунном пространстве. Я в основном задаюсь вопросом, полезны ли временные точки либрации для космических полетов, учитывая также, что они регулярно повторяются в такой системе, как Юпитер.
@HopDavid говорит о Земле и Марсе. Но ITN не для человека, а для астероидов и внешних планет: см. стр. 11 gg.caltech.edu/~mwl/publications/papers/IPSAndOrigins.pdf Насколько я помню, для использования могут потребоваться сотни и тысячи лет. ITN ... В Вики говорится: «Комета Шумейкера-Леви 9 следовала по такой траектории, чтобы столкнуться с Юпитером». У авторов ITN есть варианты и для многолуния: cds.caltech.edu/~marsden/books/Mission_Design.html cds.caltech.edu/~marsden/volume/missiondesign/… (глава 10 «Орбитальные аппараты Multi-Moon»)
@osgx Кто-то должен задать вопрос конкретно об ОИС, чтобы можно было выяснить его жизнеспособность.
@LocalFluff — ХопДэвид — блогер. Блоги не имеют большого значения с научной точки зрения. Опубликованные журнальные статьи, опубликованные технические книги — все это считается. Много. Кун, Ло, Росс, Марсден и другие сунули свои шеи в рецензируемые СМИ. ХопДэвид сделал то же самое?
@DavidHammen Меня не волнуют символы власти или чей-либо престиж. Рассуждения в блоге Хопса прямолинейны, и должно быть легко указать на любые ошибки. Это не ракетостроение (ну ладно, как фигура речи).
Точка зрения Дэвида Хаммена заключается в том, что блоги не имеют какой-либо формы рецензирования, если только вы не считаете приведенные ниже комментарии от тех, которые одновременно 1) должны найти и прочитать его и 2) часто бессмысленно взаимодействовать с его автором, который также является единственным авторитет этого блога. У нас здесь более строгая рецензирование, и мы все еще далеки от серьезных научных журналов, которые 1) не страдают известностью и научное сообщество подписывается на них и 2) возражения воспринимаются серьезно и часто приводят к целым статьям или отдельные выводы/заключения опровержения. С блогами все идет.
Вот еще пример . Это траектория третьей ступени S-IVB ракеты Apollo 12 Saturn V, которую изначально приняли за астероид . Он перешел с гелиоцентрической орбиты на розетку Земля-Луна через SEL1, а затем снова вернулся в 2003 году. Возможно, чтобы вернуться обратно в геоцентрический режим через нечетные 30 лет. Мы знаем много других объектов, которые меняются орбитами. Это ИНН? Ну нет. Не сам по себе, но потенциально это одна из сторон. Так работает ИНН. Из одного кружева не получится свадебное платье.
@TildalWave Проблема с ITN в том, что она не межпланетная, а единственная LTN, локальная транспортная сеть. Разве эти «сети» не ограничены поверхностью местной Сферы Холма? Точки либрации допускают дешевый выброс из местной системы, но не по любой траектории, совпадающей с орбитой другой планеты (хотя я предполагаю, что это могло произойти случайное выравнивание...) Вот как я это понимаю. Я не зря задаю вопрос здесь, надеясь, что знающие поделятся ответом.
Я считаю, что это рецензируемая статья: researchgate.net/profile/M_Vasile/publication/…
@DavidHammen Topputo, автор указанной выше статьи и соавтор статьи Белбруно и Топпуто о баллистическом захвате Марса, заявляет: «К сожалению, R3BP, участвующие в этом исследовании, из-за их малых параметров массы не позволяют коллекторам развиваться достаточно далеко, чтобы приближаются друг к другу, следовательно, в этом случае многообразия не пересекаются даже в конфигурационном пространстве». Это именно то, что я говорю.
@DavidHammen Статья ITN, на которую ссылается Рассел Борогроув, была статьей в Википедии . Рецензируемая статья? Это весело. Кроме того, я не слышал, чтобы Кун, Ло, Росс или Марсден заявляли, что ITN — это «траектории в пространстве… использующие мало энергии или вообще не использующие ее». Насколько я могу судить, это народная мудрость, основанная на неправильном толковании их статей. К сожалению, Росс и др. мало что сделали, чтобы исправить это преувеличенное представление о преимуществах ОИС.
@TildalWave Параметры массы Солнца-Урана и Солнца-Нептуна сравнимы с Юпитером и галилеевой луной. И, конечно, Солнце-Юпитер и Солнце-Сатурн имеют еще большие мю с. Коллекторные трубы от перешейков Лагранжа газового гиганта, вероятно, перекрываются. Объекты пояса Койпера могут использовать ITN для миграции к Юпитеру.
ITN между газовыми гигантами интересны, когда речь идет о моделировании эволюции Солнечной системы. Но маршруты, которые занимают эоны, мало полезны для нас, людей. А внутренняя система? Параметр массы Солнца и каменистой планеты внутренней системы намного меньше. Как сказал Топпуто, трубы Марса и Земли не пересекаются. Так наивно ли LocalFluff спрашивать об ITN для лун Юпитера, ставя под сомнение полезность планетарного ITN? На мой взгляд, LocalFluff занял разумную позицию.

Ответы (1)

Онлайн-текст с тремя телами - «Динамические системы, проблема трех тел и проектирование космических миссий» (большой pdf).

Они рассматривают траектории с С3, близким к нулю (почти параболическим) в областях перешейков L1 или L2. Если космический корабль движется чуть ниже или чуть выше космической скорости Луны в окрестностях Луны, может быть большое разнообразие траекторий, исходящих из горлышек L1 и L2 Луны.

Количество, на которое следует обратить внимание, мю . Нет, не Г*м. В 3 кузовной механике мю говорит вам, насколько массивнее центральное тело, чем орбитальное.

мю = (масса тела на орбите)/(масса тела на орбите + масса центрального тела)

Если у вас большой мю , существует множество разных путей из L1 или L2.

Если мю крошечный, выталкивание полезной нагрузки из горловины L1 или L2 приведет к траектории, почти неотличимой от орбиты Луны (Фобос и Деймос, я смотрю на вас).

Вот скриншот одной из моих электронных таблиц. Я подкрасил клетки для мю :

введите описание изображения здесь

Луна Земли имеет хороший мю . У спутника Плутона Харона есть огромный мю .

Большие спутники Юпитера имеют более существенные мю s, чем крошечные Марс-Солнце и Земля-Солнце мю Вы видели, как я жалуюсь . Достаточно ли они велики, чтобы позволить путешествовать с Луны на Луну через WSB между шейками L1 и L2?

Сегодня днем ​​у меня было время поиграть с ним. Вот рисунок орбит 4 галилеевых лун вместе с орбитами, на которых последуют полезные нагрузки, если их вытолкнуть из горловины L1 или L2:

введите описание изображения здесь

На первый взгляд не похоже, что что-то, вытолкнутое из L1 Каллисто, найдет путь к L2 Ганимеда.

Но повторные проходы луны изменят орбиту. Вот снимок экрана, на котором снаряды выбрасываются из L1 Ганимеда:

введите описание изображения здесь

С левой стороны находятся шарики вскоре после того, как их вытолкнули из L1, где у сима то же самое. мю как Юпитер/Ганимед. Справа те же пеллеты после того, как пеллеты некоторое время вращаются по орбите. Вы можете видеть, что повторяющиеся возмущения от Ганимеда заставляют шарики блуждать по большей территории.

В настоящее время я считаю, что полезные грузы, дрейфующие из лагранжевой шейки одной луны, возможно, могут найти свой путь к лагранжевой шейке другой луны через слабые границы стабильности. И учитывая, что у этих лун есть периоды порядка дней или недель, использование этих путей может быть даже практичным.

Спутники Юпитера достаточно велики, чтобы пролет луны мог перевести едва гиперболическую орбиту Юпитера на эллиптическую орбиту захвата Юпитера. Я подозреваю, что спутники Юпитера могли бы сыграть в интересную игру в пинбол с таким захваченным объектом.

Вопрос @BrianTompsett LocalFluff касается регионов Лагранжа Юпитера. Мой комментарий со ссылкой на статью Топпуто был ответом на обсуждение межпланетной транспортной сети. Если кто-то задаст вопрос по ITN, я могу ответить, используя ссылку, которую вы мне предоставили. Для этого конкретного вопроса я не хочу заходить слишком далеко по касательной.
dev.whydomath.org/node/space/math.html , например. Это ссылка из источника, который вы цитировали, и речь идет конкретно о соответствующей части (без необходимости пробираться через десятки страниц, чтобы добраться до нее).