Oscilační oběžná dráha - Osculating orbit

Oscilační orbita (vnitřní, černá) a narušená orbita (červená)

v astronomie, a zejména v astrodynamika, oscilační oběžnou dráhu objektu v prostoru v daném časovém okamžiku je gravitační Keplerova dráha (tj eliptický nebo jiný kuželovitý), který by měl kolem centrální orgán -li poruchy chyběly.[1] To znamená, že je to oběžná dráha, která se shoduje s proudem vektory orbitálního stavu (poloha a rychlost ).

Etymologie

Slovo oscilovat je latinský pro „polibek“. V matematice dvě křivky oscilují, když se jen dotknou, aniž by se (nutně) protínaly, v bodě, kde obě mají stejnou polohu a sklon, tj. Obě křivky se „líbají“.

Keplerovy prvky

Oscilační oběžnou dráhu a polohu objektu na ní může plně popsat šest standardních Keplerů orbitální prvky (oscilační prvky), které lze snadno vypočítat, pokud člověk zná polohu a rychlost objektu vzhledem k centrálnímu tělesu. Oscilační prvky by zůstaly při absenci konstantní poruchy. Na skutečných astronomických drahách dochází k poruchám, které způsobují vývoj oscilačních prvků, někdy velmi rychle. V případech, kdy byly provedeny obecné nebeské mechanické analýzy pohybu (jako tomu bylo u hlavních planet, Měsíce a dalších planetární satelity ), oběžnou dráhu lze popsat souborem středních prvků se sekulárními a periodickými termíny. V případě menší planety, systém správné orbitální prvky byl navržen tak, aby umožňoval reprezentaci nejdůležitějších aspektů jejich oběžných drah.

Poruchy

Poruchy které způsobí změnu oscilační oběžné dráhy objektu, může vzniknout z:

  • Nesférická součást k centrálnímu tělu (když nelze centrální tělo modelovat ani pomocí a bodová hmotnost ani se sféricky symetrickým rozložením hmoty, např. když je zploštělý sféroid ).
  • Třetí těleso nebo několik dalších těles, jejichž gravitace narušuje oběžnou dráhu objektu, například účinek Měsíc gravitace na objekty obíhající kolem Země.
  • Relativistická korekce.
  • Ne-gravitační síla působící na tělo, například síla vyplývající z:

Parametry

Orbitální parametry objektu se budou lišit, pokud jsou vyjádřeny s ohledem na a neinerciální referenční rámec (například souběžné zpracování rámce s primárním rovníkem), než když je vyjádřeno s ohledem na (nerotující) setrvačný referenční rámec.

Obecněji řečeno, narušenou trajektorii lze analyzovat, jako by se skládala z bodů, z nichž každý přispívá křivkou ze sledu křivek. Lze volat proměnné parametrizující křivky v této rodině orbitální prvky. Typicky (i když ne nutně) jsou tyto křivky vybrány jako kepleriánské kuželosečky, které všechny sdílejí jedno ohnisko. Ve většině situací je vhodné nastavit každou z těchto křivek tečně k trajektorii v průsečíku. Křivky, které splňují tuto podmínku (a také další podmínku, že mají stejné zakřivení v bodě tečnosti, jaké by bylo vytvořeno gravitací objektu směrem k centrálnímu tělesu při absenci rušivých sil), se nazývají oscilační, zatímco proměnné jejich parametrizují křivky se nazývají oscilační prvky. V některých situacích lze popis orbitálního pohybu zjednodušit a aproximovat výběrem orbitálních prvků, které neokulují. V některých situacích také standardní rovnice (Lagrangeova typu nebo Delaunayova typu) poskytují orbitální prvky, které se ukáží jako neoskulující.[2]

Viz také

Reference

  1. ^ Moulton, Forest R. (1970) [1902]. Úvod do nebeské mechaniky (2. přepracované vydání). Mineola, New York: Doveru. 322–23. ISBN  0486646874.
  2. ^ Podrobnosti viz: Efroimsky, M. (2005). „Měřidlo svobody v orbitální mechanice“. Annals of the New York Academy of Sciences. 1065: 346–74. arXiv:astro-ph / 0603092. Bibcode:2005NYASA1065..346E. doi:10.1196 / annals.1370.016. PMID  16510420.;Efroimsky, Michael; Goldreich, Peter (2003). „Měřicí symetrie problému N-těla v přístupu Hamilton – Jacobi“. Journal of Mathematical Physics. 44 (12): 5958–5977. arXiv:astro-ph / 0305344. Bibcode:2003JMP .... 44,5958E. doi:10.1063/1.1622447.

externí odkazy

Videa