Halo omloppsbana

Halo-bana [1] (från annan grekisk ἅλως  "cirkel, skiva") är en periodisk tredimensionell bana nära Lagrangepunkterna L 1 , L 2 eller L 3 i omloppsmekanikens trekroppsproblem [2] . Även om Lagrangepunkterna inte är något annat än några punkter i en referensram som roterar tillsammans med två massiva kroppar, kan orbitalrörelser utföras runt dem under inverkan av gravitationsattraktion från sidan av två massiva kroppar, såväl som Corioliskraften och centrifugalkraft , på grund av den icke-tröghetsreferensramen. Halobanor finns i många system av två massiva kroppar, som till exempel Solen  - Jorden eller Jorden - Månen . För varje Lagrangepunkt finns det en oändlig uppsättning par av halobanor som är symmetriska med avseende på rotationsplanet för systemet med två massiva kroppar [3] . För att hålla satelliten i en sådan omloppsbana krävs användning av stabiliserande influenser, eftersom halobanor vanligtvis är instabila.

Definition och historia

Robert W. Farquhar använde först namnet "halos" för dessa banor i sin doktorsavhandling 1968 [4] . Farquhar förespråkade användningen av en rymdfarkost i en gloriabana nära Lagrange-punkten L 2 i jord-månen-systemet (61 500 km bortom och stationär ovanför månens bana) som en relästation för att kommunicera med Apollon på ett uppdrag till den bortre sidan av månen. En rymdfarkost i en sådan halobana kan vara i kontinuerlig sikt både från jorden och från månens bortre sida. I slutändan ägde varken uppskjutningen av en kommunikationsatellit belägen vid Lagrangepunkten L 2 i jord-månesystemet eller uppskjutningen av Apollo-uppdraget till månens bortre sida [5] .

Farquhar använde analytiska uttryck för att representera halobanor. Mer exakt, dessa banor hittades numeriskt i arbetet av Caitlin Howell [6] .

rymdskepp i halo omloppsbana

Halobanan användes först av ISEE-3- satelliten , som lanserades 1978. Han fortsatte till Lagrange-punkten L 1 i Sol-Jord-systemet och förblev i dess närhet i flera år.
Nästa uppdrag att använda halobanan var det gemensamma ESA - NASA -projektet för att studera solen, rymdfarkosten SOHO , som anlände i närheten av Lagrangepunkten L 1 i Sun-Earth-systemet 1996. Denna lander använde en omloppsbana som påminner om den för ISEE-3 [7] landaren .

Sedan dess har ett antal rymdfarkoster skickats till Lagrangepunkternas närhet. Men som regel rörde de sig i nära [8] icke-periodiska banor, kända som Lissajous-banor , snarare än sanna halobanor.

Rymdfarkosten Genesis , skapad 2001, lanserades i Lyapunovs halobana nära Lagrangepunkten L 1 i Sol-Jord-systemet. Under tre år gjorde enheten fyra varv i denna omloppsbana, varefter en fem månader lång flygning med en räckvidd på mer än tre miljoner kilometer till punkten L 2 genomfördes, den flög runt och nådde landningsbanan efter en gravitationsmanöver nära månen [9] . Beräkningen av denna lågenergibana krävde ungefär tre års arbete och tillämpning av moderna metoder för teorin om dynamiska system .

Queqiao- reläsatelliten , som sänds upp i omloppsbana den 20 maj 2018 [10] , cirkulerar i en halobana runt L2 Lagrange-punkten i Earth-Moon-systemet.

Även Deep Space Climate Observatory satellit (2015).

Se även

Anteckningar

  1. ↑ Yu. Kolesnikov. "Du bygger rymdskepp." Moskva, 1990. ISBN 5-08-000617-X . s. 108
  2. ↑ Koon, Wang Sang (2000). "Dynamiska system, trekroppsproblemet och design av rymduppdrag" (PDF) . Internationell konferens om differentialekvationer . Berlin: World Scientific. pp. 1167-1181. Arkiverad 24 november 2020 på Wayback Machine
  3. ↑ Nära rätlinjig halobana förklarad och visualiserad . Hämtad 18 mars 2018. Arkiverad från originalet 18 oktober 2017.
  4. ↑ Farquhar, RW: "Kontrollen och användningen av Libration-Point Satellites", Ph.D. Avhandling, Avd. of Aeronautics and Astronautics, Stanford University, Stanford, Kalifornien, 1968
  5. ↑ Schmid, P. E. Lunar Far-Side Communication Satellites (PDF). NASA (juni 1968). Hämtad 16 juli 2008. Arkiverad från originalet 09 mars 2021.
  6. ↑ Howell, KC: "Tredimensionella, periodiska, 'Halo'-banor", Celestial Mechanics, volym 32, nummer 53, 1984
  7. ↑ Dunham, DW och Farquhar, RW: "Libration-Point Missions 1978-2000," Libration Point Orbits and Applications, Parador d'Aiguablava, Girona, Spanien, juni 2002
  8. ↑ Vad är den där fina linjens skillnad mellan termerna Lissajous-bana och Halo-bana runt instabila Lagrange-punkter? Vad exakt är frekvenser i planet och utanför planet när man visar Lissajous-kurvor i PCR3BP? - Quora . www.quora.com . Hämtad: 31 maj 2015.
  9. ↑ Arkiverad kopia . Datum för åtkomst: 28 februari 2017. Arkiverad från originalet 29 november 2014.
  10. ↑ Queqiao reläsatellit uppskjuten före Chang'e-4 månuppdrag (20 maj 2018). Hämtad 27 maj 2018. Arkiverad från originalet 21 maj 2018.

Länkar

 Banor