Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Гало орбита
Экваториальный вид
Анимация SOHO «S траектории
   Земля  ·    SOHO
Гало-орбиты вращаются вокруг лагранжевых точек L 1 , L 2 или L 3 (орбиты не показаны на диаграмме).
Часть серии по
Астродинамика
Угловые параметры эллиптической орбиты
Орбитальные элементы
Типы двухчастичных орбит по
эксцентриситету
Уравнения
Гравитационные воздействия
N-тела орбиты
Инженерия и эффективность
Предполетная инженерия
  • Соотношение масс
  • Доля полезной нагрузки
  • Массовая доля топлива
  • Уравнение ракеты Циолковского
Меры эффективности
  • Помощь гравитации
  • Эффект Оберта
  • v
  • т
  • е

Гало орбита является периодической, трехмерная орбита вблизи одного из L 1 , L 2 или L 3 Лагранжа точек в задаче трех тел из орбитальной механики . Хотя точка Лагранжа - это всего лишь точка в пустом пространстве, ее особенность состоит в том, что она может вращаться по орбите Лиссажу или по гало-орбите. Их можно рассматривать как результат взаимодействия между гравитационным притяжением двух планетных тел и Кориолисовой силой и центробежной силой на космическом корабле. Гало-орбиты существуют в любой системе трех тел, например, Солнце -Система Земля- Орбитальный спутник или Система Земля- Луна- Орбитальный спутник. В каждой точке Лагранжа существуют непрерывные «семейства» северных и южных гало-орбит. Поскольку орбиты гало имеют тенденцию быть нестабильными, зависание может потребоваться , чтобы держать спутник на орбите.

Большинство спутников на гало-орбите служат научным целям, например, в качестве космических телескопов .

Определение и история [ править ]

Роберт В. Фаркуар впервые использовал название «гало» в 1966 году для периодических орбит вокруг L 2 с использованием двигателей. [1] Фаркуар выступал за использование космического корабля на такой орбите за пределами Луны (Земля – Луна L 2 ) в качестве ретрансляционной станции связи для миссии « Аполлон » на обратную сторону Луны . Космический корабль на такой орбите будет постоянно находиться в поле зрения как Земли, так и обратной стороны Луны, тогда как орбита Лиссажу иногда заставляет космический корабль идти позади Луны. В конце концов, спутник-ретранслятор для Аполлона не был запущен, поскольку все посадки были на ближней стороне Луны. [2]

В 1973 году Фаркуар и Ахмед Камель обнаружили, что когда амплитуда в плоскости орбиты Лиссажу была достаточно большой, должна была быть соответствующая амплитуда вне плоскости, которая имела бы тот же период, поэтому орбита перестала быть орбитой Лиссажу и стала примерно эллипс. Они использовали аналитические выражения для представления этих гало-орбит; В 1984 году Кэтлин Хауэлл показала, что более точные траектории можно вычислить численно. Кроме того, она обнаружила, что для большинства значений соотношения масс двух тел (таких как Земля и Луна) существует диапазон стабильных орбит. [3]

Первой миссией, которая использовала гало-орбиту, была ISEE-3 , совместный космический корабль ЕКА и НАСА, запущенный в 1978 году. Он совершил путешествие к точке L 1 Солнце – Земля и оставался там в течение нескольких лет. Следующая миссия использовать гало орбиту была солнечная и гелиосферная обсерватория (SOHO), а также совместное ЕКА / НАСА для изучения Солнца, который прибыл в Сане-Земле L 1 в 1996 году использовал орбиту , подобный ISEE-3. [4] Хотя с тех пор несколько других миссий побывали в точках Лагранжа, они обычно использовали соответствующие непериодические вариации, называемые орбитами Лиссажу, а не фактическую орбиту гало.

В мае 2018 года первоначальная идея Фаркухара была окончательно реализована, когда Китай вывел первый спутник-ретранслятор на гало-орбиту вокруг точки L 2 Земля-Луна . [5] 3 января 2019 года космический корабль Chang'e 4 приземлился в кратере Фон Карман на обратной стороне Луны, используя спутник-ретранслятор Queqiao для связи с Землей. [6] [7]

См. Также [ править ]

  • Межпланетная транспортная сеть
  • Орбита Лиссажу , еще одна лагранжева точечная орбита, которая обобщает орбиты гало.
  • Почти прямолинейная гало-орбита
  • Категория: Космические аппараты на гало-орбитах

Ссылки [ править ]

  1. ^ Роберт Фаркуар (1966). «Сохранение станции в непосредственной близости от коллинеарных точек либрации с приложением к проблеме лунной связи». Серия AAS «Наука и технологии»: Симпозиум специалистов по механике космического полета . 11 : 519–535., см. Фаркуар, RW: "Управление и использование спутников точки либрации" , доктор философии. Диссертация, кафедра аэронавтики и астронавтики, Стэнфордский университет, Стэнфорд, Калифорния, 1968, стр. 103, 107–108.
  2. Перейти ↑ Schmid, PE (июнь 1968 г.). "Лунные дальние спутники связи" (PDF) . НАСА . Проверено 16 июля 2008 .
  3. ^ Хауэлл, Кэтлин С. (1984). "Трехмерные периодические орбиты гало" . Небесная механика . Том 32 (1): 53–71.
  4. ^ Данхэм, Д.У. и Фаркуар, RW: "Миссии точки освобождения 1978-2000 гг." Орбиты и приложения точки либрации, Parador d'Aiguablava, Жирона, Испания, июнь 2002
  5. ^ Сюй, Луюань (2018-06-15). «Как китайский спутник-ретранслятор Луны вышел на свою последнюю орбиту» . Планетарное общество . Это первый в истории спутник-ретранслятор Луны в этом месте.
  6. ^ Эндрю Джонс. «7 декабря Китай запустит миссию по посадке на дальнюю сторону Луны Чанъэ-4» . gbtimes.com . 5 декабря, 2018. Архивировано из оригинала на 2019-04-15.
  7. ^ "Чанъэ-4 возвращает первые изображения с дальней стороны Луны после исторической посадки" . SpaceNews.com . 2019-01-03 . Проверено 8 января 2019 .

Внешние ссылки [ править ]

  • SOHO - Путешествие на орбиту L1 Halo
  • Низкоэнергетические межпланетные передачи с использованием метода прыжков на гало-орбиту с помощью STK / Astrogator
  • Орбита типа Лиссажу Гайи - орбита  типа Лиссажу, то есть почти круговой эллипс или «гало»