Какие факторы делают необходимым удержание на месте ареостационарного спутника Марса?

Этот ответ познакомил меня со словом « ареостационарная орбита» — (подсказка, исходит от Ареса), орбита, которая оставалась бы неподвижной над точкой на экваторе Марса.

В статье упоминается, что гравитационное взаимодействие с двумя спутниками Марса , в частности с Фобосом, будет фактором, который потребует удержания станции.

В этой статье 2012 года обсуждаются места в гравитационном поле Марса, где возможна ареостационарная орбита из-за небольших изменений гравитационного поля планеты. Некоторые точки кажутся немного стабильными, и спутники, размещенные в определенных местах над марсианским экватором, будут иметь тенденцию оставаться там, хотя они будут вращаться вокруг этих мест на несколько градусов. Если колебание слишком велико , оно как бы побеждает «стационарную» часть. Вам нужно было бы немного управлять, и в этот момент было бы лучше просто назвать это синхронной орбитой. (Стационарные тарелки будут заменены управляемыми фазированными решетками задолго до этого).

Однако, как только я начал встречать в этой статье такие термины, как матрица монодромии и гетероклинические орбиты , я решил вместо этого спросить здесь.

Вопрос: Какие факторы делают необходимым удержание на месте ареостационарного спутника Марса? Будет ли притяжение Лун дестабилизировать орбиты в естественных гравитационных ареостационарных точках Марса в течение нескольких лет, что потребует удержания станции?

Ответы (1)

Какие факторы делают необходимым удержание на месте ареостационарного спутника Марса?

Довольно неравномерное гравитационное поле Марса, гравитация Солнца, две луны Марса, приливы твердого тела и давление солнечного излучения.

В этой статье 2012 года рассматривалось довольно неравномерное гравитационное поле Марса (частично), но не рассматривались другие возмущающие факторы. Эти другие факторы будут существовать даже в предполагаемых стационарных точках, исследованных в этой статье. Эти стационарные точки также существуют для геосинхронных спутников. Однако для геосинхронного спутника расход топлива за то, что он не находится рядом с одной из этих стационарных точек, невелик. Преобладают возмущения от Луны и Солнца, требующие значительного количества топлива (около 40 м/с в год) для поддержания стационарности с севера на юг. Общий бюджет стационарного обслуживания геостационарного спутника составляет около 50 м/с в год.

Это позиционирование с севера на юг все еще будет необходимо для аэростационарного спутника. Осевой наклон Марса немного больше, чем у Земли. Этот наклон заставляет орбиты экваториальных орбит наклоняться из-за эффектов третьего тела (например, Солнца, Луны в случае Земли и двух лун Марса в случае Марса). Давление солнечного излучения приводит к тому, что круговые орбиты становятся некруглыми. Стационарное наблюдение по-прежнему будет необходимо, даже вблизи этих стационарных точек.

Хорошо, я думаю, я понимаю - в то время как комковатое поле Марса может удерживать спутник на орбите вблизи неподвижной точки, луны Марса все еще могут вызывать движение с севера на юг. Луны ближе и вращаются намного быстрее, но их масса намного меньше, чем у земной Луны. Есть ли способ приблизительно оценить (или прочитать о том), достаточно ли он силен, чтобы иметь эффект, скажем, в течение 10 лет?
Солнце тоже важный фактор, @uhoh. Один из способов получить приблизительную оценку — смоделировать Фобос и Деймос как кольца масс и применить теорию возмущений (например, планетарные уравнения движения) и усреднить по времени. Я не собираюсь этого делать; это много работы. Альтернативой является использование численного моделирования. Вам понадобится модель вращения Марса, гравитационная модель Марса, эфемериды для Солнца, Марса, Фобоса и Деймоса, хороший числовой интегратор (например, не RK4) и контроллер (идеальный контроль должен подойти), который сохраняет наклон, дрейф и эксцентриситет в определенных пределах. Тоже слишком много работы.
Выхватывая число из ясного голубого неба, я бы предположил порядка 10 м/с в год для поддержания аэростационарной орбиты вблизи одной из этих стационарных точек. Это «по порядку» дает мне большую свободу действий. 3,4 м/с находится в этом диапазоне, как и 32 м/с.
Я наткнулся на adsabs.harvard.edu/full/1977SvA....21..513Z, нажав «распечатать эту статью», вы получите PDF-файл. Для Земли, λ 22 ≈ − 15 ° ставит С 22 максимум (хорошо, минимальный потенциал) также на 15° западной долготы. Эта долгота была бы примером стационарной точки, которую вы упомянули, не так ли?
Как эффект третьего тела Юпитера сравнивается между GEO и AREO (стационарными орбитами)?
@costrom - Не так много. Ближайшее расстояние Юпитера от Марса составляет 3,5 астрономических единицы, и такие встречи редки и недолговечны. Это более чем вдвое превышает среднее расстояние между Марсом и Солнцем. Уже одно это делает вклад Юпитера менее чем в десять раз меньше вклада Солнца из-за отношения обратного куба эффектов третьего тела. Разделите на 1000 (отношение массы Юпитера к массе Солнца), и вы получите очень маленький эффект.
@DavidHammen, конечно, это очень небольшой эффект, но не незначительный при долгосрочном распространении. Только что проверил самое близкое расстояние между Землей и Юпитером и на ~ 4 а.е., я согласен, что величина не должна сильно измениться.
Какие факторы делают необходимым удержание на месте ареостационарного спутника Марса?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v