Гало-орбита

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Гало-орбита[источник не указан 161 день] — периодическая трёхмерная орбита возле точек Лагранжа L1, L2 или L3 в задаче трёх тел орбитальной механики. Хотя точки Лагранжа — это не более чем некоторые точки во вращающейся вместе с двумя массивными телами системе отсчёта, около них может осуществляться орбитальное движение. В этой системе отсчёта гало-орбиты реализуются под действием гравитационного притяжения со стороны двух массивных тел, а также силы Кориолиса и центробежной силы, обусловленных неинерциальностью системы отсчёта. Гало-орбиты существуют во многих системах двух массивных тел, таких, например, как Солнце — Земля или Земля — Луна. Семейства плавно переходящих друг в друга гало-орбит (северных и южных[прояснить]) существуют около каждой точки Лагранжа. Чтобы удержать спутник на орбите, требуются применение стабилизирующих воздействий, поскольку гало-орбиты обычно неустойчивы.

Определение и история[править | править вики-текст]

Роберт У. Фаркуар[en] впервые использовал название «гало» для этих орбит в 1968 своей кандидатской диссертации[1]. Фаркуар выступал за использование космического корабля на гало-орбите с обратной стороны Луны (близ точки Лагранжа L2 системы Земля — Луна) в качестве ретрансляционной станции для связи с «Аполлоном» в миссии к обратной стороне Луны. Космический корабль на такой гало-орбите может быть в непрерывной видимости как с Земли, так и с обратной стороны Луны. В конце концов, ни запуск спутника связи, расположенного в точке Лагранжа L2 системы Земля — Луна, ни старт миссии «Аполлона» к обратной стороне Луны так и не состоялись[2].

Фаркуар использовал аналитические выражения для представления гало-орбит. Более точно эти орбиты были найдены численно в работах Кэйтлин Хауэлл[en][3].

Впервые гало-орбита была использована спутником ISEE-3, который был запущен в 1978 году. Он проследовал к точке Лагранжа L1 системы Солнце — Земля и оставался в её окрестности в течение нескольких лет. Следующей миссией, в которой была использована гало-орбита, стал совместный проект ЕКА и НАСА по изучению Солнца — космический аппарат SOHO, который прибыл в окрестность точки Лагранжа L1 системы Солнце — Земля в 1996 году. Этот аппарат использовал орбиту, напоминающую орбиту аппарата ISEE-3[4].

С тех пор в окрестность точек Лагранжа был отправлен ряд космических аппаратов. Однако, как правило, они совершали движение скорее по близким[5] непериодическим орбитам, известным как орбиты Лиссажу, нежели по настоящим гало-орбитам.

Космический аппарат Genesis, созданный в 2001 году, был выведен на ляпуновскую гало-орбиту около точки Лагранжа L1 системы Земля-Солнце. За три года аппарат совершил четыре оборота по этой орбите, после чего был осуществлён пятимесячный перелет дальностью более трёх миллионов километров к точке L2, её облёт и выход на посадочную траекторию после гравитационного манёвра около Луны[6]. Расчёт этой низкоэнергетической траектории[en] потребовал около трёх лет работы и применения современных методов теории динамических систем.

См. также[править | править вики-текст]

Источники[править | править вики-текст]

  1. Farquhar, R. W.: «The Control and Use of Libration-Point Satellites», Ph.D. Dissertation, Dept. of Aeronautics and Astronautics, Stanford University, Stanford, California, 1968
  2. Lunar Far-Side Communication Satellites (PDF). NASA (June 1968). Проверено 16 июля 2008.
  3. Howell, K. C.: «Three-Dimensional, Periodic, 'Halo' Orbits», Celestial Mechanics, Volume 32, Number 53, 1984
  4. Dunham, D.W. and Farquhar, R. W.: «Libration-Point Missions 1978—2000,» Libration Point Orbits and Applications, Parador d’Aiguablava, Girona, Spain, June 2002
  5. What is that fine line difference between the terms Lissajous orbit and Halo orbit around unstable Lagrange points? What exactly are in-plane and out-of-plane frequencies when depicting Lissajous curves in PCR3BP? - Quora. www.quora.com. Проверено 31 мая 2015.
  6. http://rutherglen.science.mq.edu.au/~maths/S209/332/genesis.pdf

Ссылки[править | править вики-текст]