วงโคจร
ในดาราศาสตร์และโดยเฉพาะอย่างยิ่งในชีวการโคจร osculatingของวัตถุในอวกาศในช่วงเวลาที่กำหนดในเวลาเป็นแรงโน้มถ่วงเคปเลอร์วงโคจร (เช่นรูปไข่หรือรูปกรวยหนึ่ง) ว่ามันจะมีรอบของกลางลำตัวถ้าเยี่ยงอย่างขาด [1]นั่นคือวงโคจรที่เกิดขึ้นพร้อมกับเวกเตอร์สถานะการโคจรในปัจจุบัน(ตำแหน่งและความเร็ว )
นิรุกติศาสตร์
คำว่าosculateเป็นภาษาละตินสำหรับ "kiss" ในทางคณิตศาสตร์เส้นโค้งสองเส้นจะแกว่งไปมาเมื่อมันแตะกันโดยไม่ (จำเป็น) ข้าม ณ จุดหนึ่งซึ่งทั้งสองมีตำแหน่งและความชันเท่ากันนั่นคือเส้นโค้งสองเส้น "จูบ"
องค์ประกอบของเคปเลอร์
วงโคจรที่แกว่งและตำแหน่งของวัตถุบนนั้นสามารถอธิบายได้อย่างสมบูรณ์โดยองค์ประกอบวงโคจรมาตรฐานของเคปเลอร์ทั้งหก( องค์ประกอบการสั่น) ซึ่งง่ายต่อการคำนวณตราบเท่าที่เรารู้ตำแหน่งและความเร็วของวัตถุที่สัมพันธ์กับแกนกลาง องค์ประกอบ osculating จะยังคงอยู่อย่างต่อเนื่องในกรณีที่ไม่มีเยี่ยงอย่าง การโคจรทางดาราศาสตร์ที่แท้จริงจะสัมผัสได้ถึงการก่อกวนที่ทำให้องค์ประกอบการสั่นมีวิวัฒนาการบางครั้งก็เร็วมาก ในกรณีที่มีการวิเคราะห์เชิงกลบนท้องฟ้าโดยทั่วไปของการเคลื่อนที่ (เช่นเดียวกับดาวเคราะห์ดวงใหญ่ดวงจันทร์และดาวเทียมดาวเคราะห์ดวงอื่น ๆ) วงโคจรสามารถอธิบายได้ด้วยชุดของธาตุเฉลี่ยที่มีเงื่อนไขทางโลกและเป็นระยะ ในกรณีของดาวเคราะห์ดวงเล็กระบบขององค์ประกอบวงโคจรที่เหมาะสมได้รับการออกแบบมาเพื่อให้สามารถแสดงลักษณะที่สำคัญที่สุดของวงโคจรของพวกมันได้
การรบกวน
การสั่นสะเทือนที่ทำให้วงโคจรของวัตถุเปลี่ยนไปอาจเกิดจาก:
- ส่วนประกอบที่ไม่ใช่ทรงกลมของร่างกายส่วนกลาง (เมื่อร่างกายส่วนกลางไม่สามารถสร้างแบบจำลองได้ไม่ว่าจะด้วยมวลจุดหรือด้วยการกระจายมวลแบบสมมาตรแบบทรงกลมเช่นเมื่อเป็นทรงกลมเอียง )
- ร่างกายที่สามหรือร่างกายอื่น ๆ ที่มีแรงโน้มถ่วงรบกวนวงโคจรของวัตถุตัวอย่างเช่นผลของแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์ที่มีต่อวัตถุที่โคจรรอบโลก
- การแก้ไขเชิงสัมพันธ์
- แรงที่ไม่ใช่แรงโน้มถ่วงที่กระทำต่อร่างกายตัวอย่างเช่นแรงที่เกิดจาก:
- แรงขับจากเครื่องยนต์จรวด
- การปล่อยรั่วระบายหรือการระเหยของวัสดุ
- ชนกับวัตถุอื่น
- ลากบรรยากาศ
- ความดันรังสี
- แรงดันลมสุริยะ
- เปลี่ยนไปเป็นกรอบอ้างอิงที่ไม่ใช่เฉื่อย (เช่นเมื่อวงโคจรดาวเทียมที่อธิบายไว้ในกรอบอ้างอิงที่เกี่ยวข้องกับprecessingเส้นศูนย์สูตรของดาวเคราะห์)
พารามิเตอร์
พารามิเตอร์วงโคจรของวัตถุจะแตกต่างกันหากแสดงด้วยความเคารพกับกรอบอ้างอิงที่ไม่เฉื่อย (ตัวอย่างเช่นเฟรมร่วม precessing กับเส้นศูนย์สูตรหลัก) มากกว่าที่จะแสดงด้วยความเฉื่อย (ไม่หมุน) กรอบอ้างอิง
ในแง่ทั่วไปมากขึ้นวิถีการเคลื่อนที่ที่ถูกรบกวนสามารถวิเคราะห์ได้เหมือนกับการประกอบของจุดซึ่งแต่ละจุดมีส่วนทำให้เกิดเส้นโค้งจากลำดับของเส้นโค้ง ตัวแปรที่กำหนดค่าเส้นโค้งภายในตระกูลนี้สามารถเรียกได้ว่าเป็นองค์ประกอบออร์บิทัล โดยทั่วไปแล้ว (แม้ว่าจะไม่จำเป็น) เส้นโค้งเหล่านี้จะถูกเลือกเป็นรูปกรวย Keplerian ซึ่งทั้งหมดนี้มีจุดสนใจร่วมกัน ในสถานการณ์ส่วนใหญ่จะสะดวกในการกำหนดเส้นสัมผัสแต่ละเส้นให้เข้ากับวิถีที่จุดตัดกัน เส้นโค้งที่เป็นไปตามเงื่อนไขนี้ (และเงื่อนไขเพิ่มเติมว่าพวกมันมีความโค้งเท่ากันที่จุดสัมผัสซึ่งจะเกิดจากแรงโน้มถ่วงของวัตถุที่มีต่อร่างกายส่วนกลางในกรณีที่ไม่มีแรงรบกวน) เรียกว่าการสั่นในขณะที่ตัวแปรกำหนดพารามิเตอร์เหล่านี้ เส้นโค้งเรียกว่าองค์ประกอบการสั่น ในบางสถานการณ์คำอธิบายของการเคลื่อนที่ของวงโคจรสามารถทำให้ง่ายขึ้นและประมาณได้โดยการเลือกองค์ประกอบของวงโคจรที่ไม่ได้มีการสั่น นอกจากนี้ในบางสถานการณ์สมการมาตรฐาน (Lagrange-type หรือ Delaunay-type) จะให้องค์ประกอบออร์บิทัลที่กลายเป็นแบบไม่สั่น [2]
อ้างอิง
- ^ มอล, ป่าอาร์ (1970) [1902] บทนำสู่กลศาสตร์ท้องฟ้า (แก้ไขครั้งที่ 2) Mineola, นิวยอร์ก : Dover หน้า 322–23 ISBN 0486646874.
- ^ สำหรับรายละเอียดโปรดดู: Efroimsky, M. (2005). "วัดเสรีภาพในกลศาสตร์การโคจร" พงศาวดารของนิวยอร์ก Academy of Sciences 1065 : 346–74 arXiv : Astro-PH / 0603092 รหัสไปรษณีย์ : 2005NYASA1065..346E . ดอย : 10.1196 / annals.1370.016 . PMID 16510420; เอฟรอยสกี, ไมเคิล; Goldreich, ปีเตอร์ (2546). "การวัดความสมมาตรของปัญหา N-body ในแนวทาง Hamilton - Jacobi" วารสารฟิสิกส์คณิตศาสตร์ . 44 (12): 5958–5977 arXiv : Astro-PH / 0305344 รหัสไปรษณีย์ : 2003JMP .... 44.5958E . ดอย : 10.1063 / 1.1622447 .
ลิงก์ภายนอก
- แผนภาพลำดับของการหมุนวงโคจรสำหรับการหลบหนีจากวงโคจรโลกโดยยานอวกาศSMART-1 ที่ขับเคลื่อนด้วยไอออน: ESA Science & Technology - SMART-1 Osculating Orbit สูงถึง 25.08.04
- ลำดับของการหมุนวงโคจรสำหรับการเข้าใกล้ดวงจันทร์โดยยานอวกาศSMART-1 : ESA Science & Technology - SMART-1 Osculating Orbit ได้ถึง 09.01.05
- วิดีโอ
- วงโคจรที่กำลังสั่น: ปัญหา 3-Body ที่ถูก จำกัดบน YouTube (ขั้นต่ำ 4:26)
- วงโคจรที่กำลังสั่น: ปัญหา3-Body Lagrangeบน YouTube (ขั้นต่ำ 4:00 น.)
- วงโคจรที่สั่น: ปัญหา4-Body Lagrangeบน YouTube (นาที 1:05)
- วงโคจร: ใน: ปัญหา Pythagorean 3-Bodyบน YouTube (นาที 4:26)
- Minor Planet Center: Asteroid Hazards ตอนที่ 3: การค้นหาเส้นทางบน YouTube (นาที 5:38)