Wie stabil sind Lissajous-Bahnen?


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Jetzt, da das Gaia-Weltraumteleskop auf dem Weg zum L2-Lagrange-Punkt (SEL2) der Sonne-Erde ist, frage ich mich, wie stabil Gaia dort ist. Das Planck-Teleskop ist bereits vorhanden, ebenso wie die Wilkinson-Mikrowellenanisotropiesonde (WMAP) und andere Sonden. Aus Wikipedia habe ich Folgendes erfahren:

In der Praxis ist jede Umlaufbahn um die Lagrange-Punkte L1, L2 oder L3 dynamisch instabil, was bedeutet, dass kleine Abweichungen vom Gleichgewicht mit der Zeit exponentiell zunehmen.

Gaia hat eine Art Orbital-Manövrier-System (um einen Space-Shuttle-Begriff auszuleihen) und ein Treibmittel an Bord, ebenso wie Planck. Ich frage mich jedoch, wie deterministisch diese Umlaufbahnen sind und ob Planck und Gaia automatische Korrekturen und Kollisionserkennung in ihren Flugcomputern haben ; L2 ist "nur" 1,5 Millionen km (oder ungefähr 5 Lichtsekunden) entfernt, so dass mit Sicherheit Zeit für manuelle Korrekturen bleibt.

Kennt jemand eine Quelle, aus der hervorgeht, wie unterschiedlich die Umlaufbahnen von Gaia und Planck sind, ob es Überschneidungen zwischen ihren Umlaufbahnen gibt oder wie wahrscheinlich es ist, dass eine ungeplante Umlaufbahnkorrektur erforderlich ist? Ich kenne Lissajou-Formen aus Matheklassen und weiß, wie stark sich die projizierte Spur je nach Genauigkeit der in Berechnungen verwendeten Datentypen (z. B. float vs. double) unterscheiden kann. Wie geht die ESA / NASA damit um, nachdem SEL2 anscheinend zu einem überfüllten Ort wird?


Gute Frage, und ich dachte daran, eine ähnliche Frage zu stellen, nachdem ich mir gestern den Webcast zum Start angesehen hatte. Aber da es mehr um das Management von Umlaufbahnen von Raumfahrzeugen, Prozeduren, Lageregelung und Ähnlichem geht als um deren beabsichtigte Funktion als Weltraumobservatorien, denke ich, wäre es besser für die Weltraumforschung geeignet . In Bezug auf Astronomie ist dies jedoch kein striktes Thema , daher überlasse ich es Ihnen. Wenn Sie der Migration zustimmen, geben Sie dies entweder in einem Kommentar an oder weisen Sie den Moderator auf Ihre Frage hin. Prost!
TildalWave

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Oh, ich wusste nichts über Weltraumforschung, danke für den Hinweis. Was die Frage der Migration betrifft, weiß ich nicht. Es würde wahrscheinlich an beide Orte passen, aber die Astronomie sucht nach guten Fragen, um es aus der Beta herauszuholen, wie ich irgendwo gelesen habe. Wenn sich niemand beschwert, würde ich es hier behalten; Wenn keine gute Antwort angezeigt wird, können wir sie trotzdem migrieren, wenn dies für alle in Ordnung ist.
Alexander Janssen

In diesem Artikel (Zugang zu einer Institution oder Bezahlung erforderlich) werden stattdessen einige interessante Parallelen zu Asteroiden gezogen. Leider weiß ich nicht genug über das Thema, um eine Antwort zu schreiben, die der Frage gerecht wird.
Moriarty

Ich habe eine interessante gefunden: arc.aiaa.org/doi/abs/10.2514/6.2002-4528 (Formation Flying Satellite Control um den L2 Sun-Earth Libration Point) Es hat fast genau das, was Sie brauchen, aber ich habe keine Vollzugriff jetzt.
Cheeku

Antworten:


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Aus einer Zusammenfassung der Umlaufbahn von Planck geht hervor, dass dies auch für Planck gilt.

Dass der SEL2-Punkt überfüllt ist, scheint mir kein so großes Problem zu sein. Sobald die Satelliten ausgeschaltet sind (sowohl Planck als auch Herschel sind nicht mehr aktiv), wird sich ihre Umlaufbahn schnell destabilisieren und sich dann effektiv aus der Region entfernen. Aber was noch wichtiger ist, der Orbitalradius ist vergleichbar mit der Entfernung zum Mond, das ist wirklich eine enorm große Menge an Raum. Da diese Satelliten nur wenige Meter breit sind, ist die Wahrscheinlichkeit einer Kollision wahrscheinlich vernachlässigbar.

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