Оскулирующая орбита - Osculating orbit

Оскулирующая орбита (внутренняя, черная) и возмущенная орбита (красная)

В астрономии , и в частности в астродинамике , соприкасающаяся орбита объекта в пространстве в данный момент времени - это гравитационная орбита Кеплера (т.е. эллиптическая или другая коническая), которую он имел бы вокруг своего центрального тела, если бы возмущения отсутствовали. То есть именно орбита совпадает с текущими векторами орбитального состояния (положением и скоростью ).

Этимология

Слово «целовать» в переводе с латыни означает «поцелуй». В математике две кривые соприкасаются, когда они просто касаются, без (обязательно) пересечения, в точке, где обе имеют одинаковое положение и наклон, то есть две кривые «целуются».

Кеплеровские элементы

Оскулирующая орбита и положение объекта на ней могут быть полностью описаны шестью стандартными элементами орбиты Кеплера (соприкасающимися элементами), которые легко вычислить, если известно положение и скорость объекта относительно центрального тела. При отсутствии возмущений соприкасающиеся элементы оставались бы постоянными . На реальных астрономических орбитах наблюдаются возмущения, которые заставляют соприкасающиеся элементы эволюционировать, иногда очень быстро. В случаях, когда был проведен общий небесно-механический анализ движения (как они были для больших планет, Луны и других спутников планет ), орбита может быть описана набором средних элементов с вековыми и периодическими терминами. В случае малых планет была разработана система соответствующих орбитальных элементов , позволяющая представить наиболее важные аспекты их орбит.

Возмущения

Возмущения , вызывающие изменение соприкасающейся орбиты объекта, могут возникать из-за:

  • Несферический компонент центрального тела (когда центральное тело не может быть смоделировано ни точечной массой, ни сферически-симметричным распределением масс, например, когда это сплюснутый сфероид ).
  • Третье тело или несколько других тел, гравитация которых нарушает орбиту объекта, например, влияние гравитации Луны на объекты, вращающиеся вокруг Земли.
  • Релятивистская поправка.
  • Негравитационная сила, действующая на тело, например сила, возникающая из-за:

Параметры

Параметры орбиты объекта будут другими, если они выражены относительно неинерциальной системы отсчета (например, кадра, сопрецессирующего с экватором главного компонента), чем если они выражены относительно (невращающейся) инерциальной системы отсчета. система отсчета .

Говоря более общими словами, возмущенная траектория может быть проанализирована, как если бы она была собрана из точек, каждая из которых представляет собой кривую из последовательности кривых. Переменные, параметризующие кривые в этом семействе, можно назвать орбитальными элементами . Обычно (хотя и не обязательно) эти кривые выбираются как коники Кеплера, каждая из которых имеет один фокус. В большинстве случаев удобно установить каждую из этих кривых касательной к траектории в точке пересечения. Кривые, которые подчиняются этому условию (а также дополнительному условию, что они имеют такую ​​же кривизну в точке касания, какую создавала бы сила тяжести объекта по направлению к центральному телу в отсутствие возмущающих сил), называются соприкасающимися, в то время как переменные, параметризующие эти кривые называются соприкасающимися элементами. В некоторых ситуациях описание орбитального движения можно упростить и приблизить, выбрав орбитальные элементы, которые не соприкасаются. Кроме того, в некоторых ситуациях стандартные уравнения (типа Лагранжа или Делоне) предоставляют орбитальные элементы, которые не соприкасаются.

использованная литература

внешние ссылки

Видео