Orbita Lissajousa

Animacja trajektorii WMAP _

Ukośny widok

Oglądane z Ziemi

    Ziemia ·    WMAP

W mechanice orbitalnej orbita Lissajous ( wymawiane [li.sa.ʒu] ), nazwana na cześć Julesa Antoine Lissajous , jest quasi-okresową trajektorią orbitalną, po której obiekt może podążać wokół punktu Lagrange'a układu trzech ciał przy minimalnym napędzie. Orbity Lapunowa wokół punktu Lagrange'a to zakrzywione ścieżki, które leżą całkowicie w płaszczyźnie dwóch ciał podstawowych. W przeciwieństwie do tego, orbity Lissajous zawierają składowe w tej płaszczyźnie i prostopadłe do niej i podążają za krzywą Lissajous . Orbity Halo zawierają również składowe prostopadłe do płaszczyzny, ale są one okresowe, podczas gdy orbity Lissajous zwykle nie.

W praktyce dowolne orbity wokół punktów Lagrange'a L ₁ , L ₂ lub L ₃ są dynamicznie niestabilne, co oznacza, że ​​niewielkie odchylenia od równowagi rosną w czasie. W rezultacie statki kosmiczne na tych orbitach punktowych Lagrange'a muszą używać swoich systemów napędowych do utrzymywania stacji orbitalnej . Chociaż nie są one idealnie stabilne, niewielki wysiłek związany z utrzymaniem stacji utrzymuje statek kosmiczny na pożądanej orbicie Lissajous przez długi czas.

Przy braku innych wpływów orbity wokół punktów Lagrange'a L ₄ i L ₅ są dynamicznie stabilne, o ile stosunek mas dwóch głównych obiektów jest większy niż około 25. Naturalna dynamika utrzymuje statek kosmiczny (lub naturalne ciało niebieskie) w pobliżu punktu Lagrange'a bez użycia układu napędowego, nawet przy lekkim wytrąceniu z równowagi. Orbity te mogą jednak zostać zdestabilizowane przez inne pobliskie masywne obiekty. Na przykład orbity wokół L ₄ i L ₅ punkty w układzie Ziemia-Księżyc mogą trwać tylko kilka milionów lat zamiast miliardów z powodu perturbacji planet.

Statek kosmiczny wykorzystujący orbity Lissajous

Kategoria główna: Statek kosmiczny korzystający z orbit Lissajous

Kilka misji wykorzystywało orbity Lissajous: ACE na Słońce – Ziemia L1, SOHO na Słońce – Ziemia L1, DSCOVR na Słońce – Ziemia L1, WMAP na Słońce – Ziemia L2, a także misja Genesis zbierająca cząstki słoneczne na L1. W dniu 14 maja 2009 r. Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) wystrzeliła w kosmos obserwatoria Herschel i Planck , z których oba korzystają z orbit Lissajous na orbicie L2 Słońce-Ziemia. Obecna misja ESA Gaia również wykorzystuje orbitę Lissajous w L2 Słońce-Ziemia. W 2011 roku NASA przeniosła dwa z nich THEMIS z orbity Ziemi na orbitę Księżyca przez orbity Ziemia-Księżyc L1 i L2 Lissajous. W czerwcu 2018 roku Queqiao , satelita przekaźnikowy chińskiej misji lądownika księżycowego Chang'e 4 , wszedł na orbitę wokół Ziemia-Księżyc L2.

Fikcyjne występy

W powieści science fiction Sunstorm autorstwa Arthura C. Clarke'a i Stephena Baxtera z 2005 roku w kosmosie budowana jest ogromna tarcza, która ma chronić Ziemię przed śmiercionośną burzą słoneczną. Opisano, że tarcza znajdowała się na orbicie Lissajous w L ₁ . W tej historii grupa bogatych i potężnych ludzi chroni się naprzeciw tarczy w L ₂ , aby być chronioną przed burzą słoneczną przez tarczę, Ziemię i Księżyc.

W powieści science fiction Artemis Andy'ego Weira z 2017 roku orbita Lissajous jest używana jako punkt przesiadkowy podczas rutynowych podróży na Księżyc iz powrotem.

Zobacz też

• Orbita punktu libracji

Linki zewnętrzne

• Koon, WS; MW Lo; JE Marsdena; SD Ross (2006). Systemy dynamiczne, problem trzech ciał i projektowanie misji kosmicznych . Zarchiwizowane (PDF) od oryginału w dniu 2 marca 2020 r.
• Koon, Wang Sang; i in. (2000). „Systemy dynamiczne, problem trzech ciał i projektowanie misji kosmicznych” (PDF) . Międzynarodowa konferencja na temat równań różniczkowych . Berlin: świat naukowy . s. 1167–1181.