Являются ли низкие полярные лунные орбиты в целом относительно стабильными?

Статья Phys.org « Новая радиолокационная техника НАСА находит потерянный лунный космический корабль » описывает использование радара для перемещения двух космических кораблей, которые находились на орбите вокруг Луны, но орбита которых какое-то время активно не отслеживалась.

Найти заброшенный космический корабль на лунном расстоянии, за которым годами не следили, сложно, потому что Луна пронизана масконами (областями с гравитационным притяжением выше среднего), которые могут со временем резко повлиять на орбиту космического корабля и даже привести к тому, что он врезался в луну. Орбитальные расчеты JPL показали, что Чандраян-1 все еще вращается на высоте около 124 миль (200 километров) над лунной поверхностью, но в целом считался «потерянным».

Я не нашел подробной информации об орбите Чандраян-1, за исключением того, что она была полярной с высотой около 100 км или 200 км . Тем не менее, LRO, кажется, находится на смелой орбите размером 160 x 20 км.

В этой статье в Википедии предполагается, что вокруг Луны есть «замороженные орбиты» с наклонением 27 °, 50 °, 76 ° и 86 °, но LRO был вставлен примерно на 90 °.

Являются ли низкие полярные лунные орбиты в целом относительно стабильными по сравнению с орбитами с меньшим наклонением, или все же необходимо поддерживать возможность удержания станции? Стабильные полярные орбиты активно избегают масконов , или распределение масконов каким-то образом «усредняется» для полярных орбит?

Ответы (1)

LRO был выведен на полярную замороженную орбиту для ввода в эксплуатацию, что не требовало поддержания станции. Эта орбита представляла собой стабильную полярную орбиту размером 31,5 км x 199 км с перицентром над Южным полюсом. Под «замороженными» они подразумевают, что линия апсид и эксцентриситет остаются фиксированными.

Затем он переместился на 50-километровую круговую полярную орбиту (+/- 20 км) для своей научной миссии. Эта орбита требовала маневра по удержанию станции один раз в месяц с годовым бюджетом около 150 м / с.

Затем, после этапа картирования, LRO снова переместился на полярную замороженную орбиту, где не требуется поддержание станции.

ссылки: https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20070021535.pdf https://arc.aiaa.org/doi/pdfplus/10.2514/6.2010-1985

Круговые полярные орбиты нестабильны . Бюджет поддержания орбиты для пребывания на одной из них значительно различается в зависимости от выбранного вами состояния выведения — орбита 110 км с наклонением 84 градуса может оставаться на орбите в течение года без необходимости маневра, но орбита 100 км с наклонением 90 градусов может потребовать 100 м / s ежегодно, чтобы оставаться в пределах +/- 30 км.

Но есть эллиптические полярные замороженные орбиты, подобные той, на которой находится LRO, которые не нуждаются в обслуживании орбиты. Как здесь: https://arc.aiaa.org/doi/abs/10.2514/6.2006-6749

Спасибо за отличное объяснение и хорошо указанный ответ! Похоже, что связанное с вопросом обсуждение в Википедии «замороженного» может потребовать некоторой полировки.
Выяснилось, что LRO тратит всего 2,2 кг в год на обслуживание «Замерзшей орбиты» youtu.be/d2uaJ2xRYpc?t=450