Oscilační orbita - Osculating orbit
V astronomii , a zejména v astrodynamice , je oscilační oběžná dráha objektu v prostoru v daném časovém okamžiku gravitační Keplerova dráha (tj. Eliptická nebo jiná kuželovitá), kterou by měla kolem svého centrálního těla, kdyby chyběly odchylky . To znamená, že je to oběžná dráha, která se shoduje s aktuálními vektory orbitálního stavu (poloha a rychlost ).
Etymologie
Slovo osculate je latinské pro „kiss“. 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 lze plně popsat šesti standardními Keplerovými orbitálními prvky (oscilačními prvky), které lze snadno vypočítat, pokud člověk zná polohu a rychlost objektu vzhledem k centrálnímu tělesu. Oscilační prvky by zůstaly konstantní i při absenci poruch . 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 planetárních satelitů ), lze oběžnou dráhu popsat souborem středních prvků se sekulárními a periodickými termíny. V případě menších planet byl vyvinut systém vhodných orbitálních prvků , které umožňují znázornění nejdůležitějších aspektů jejich oběžných drah.
Poruchy
Poruchy, které způsobí změnu oscilační oběžné dráhy objektu, mohou vzniknout z:
- Nesférická složka k centrálnímu tělesu (když centrální těleso nelze modelovat ani s bodovou hmotou, ani se sféricky symetrickým rozložením hmoty, např. Když se jedná o zploštělý sféroid ).
- Třetí těleso nebo několik dalších těles, jejichž gravitace narušuje oběžnou dráhu objektu, například vliv gravitační síly Měsíce na objekty obíhající kolem Země.
- Relativistická korekce.
- Nev gravitační síla působící na tělo, například síla vyplývající z:
- Tlak z raketového motoru
- Uvolňování, prosakování, odvětrávání nebo odstraňování materiálu
- Srážky s jinými objekty
- Atmosférický odpor
- Radiační tlak
- Tlak slunečního větru
- Přepnout na neinerciální referenční rámec (např. Když je dráha satelitu popsána v referenčním rámci spojeném s precesním rovníkem planety).
Parametry
Orbitální parametry objektu se budou lišit, pokud jsou vyjádřeny vzhledem k neinerciálnímu referenčnímu rámci (například rámec předcházející zpracování s rovníkem primárního objektu), než pokud jsou vyjádřeny vzhledem k (nerotujícímu) setrvačníku referenční snímek .
Obecněji řečeno, narušenou trajektorii lze analyzovat, jako by se skládala z bodů, z nichž každý přispívá křivkou ze sledu křivek. Proměnné parametrizující křivky v této rodině lze nazvat 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 je 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.
Reference
externí odkazy
- Schéma posloupnosti oscilačních oběžných drah pro únik z oběžné dráhy Země iontově poháněnou kosmickou lodí SMART-1 : ESA Science & Technology - SMART-1 Osculating Orbit do 25.08.04
- Sekvence oscilačních drah pro přiblížení kosmické lodi SMART-1 na Měsíc : Věda a technologie ESA - SMART-1 Osculating Orbit až do 09.01.05
- Videa
- Oscilační oběžné dráhy: omezený problém se třemi těly na YouTube (min. 4:26)
- Oscilační oběžné dráhy: 3-tělový Lagrangeův problém na YouTube (min. 4:00)
- Oscilační oběžné dráhy: 4-tělový Lagrangeův problém na YouTube (min. 1:05)
- Oscilační oběžné dráhy: in: Pythagorovský problém se třemi těly na YouTube (min. 4:26)
- Minor Planet Center: Asteroid Hazards, Část 3: Hledání cesty na YouTube (min. 5:38)