是否有可能在月球周围实现稳定的“月球平稳”轨道?


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月球周围是否有稳定的对地静止轨道?

我的感觉是,由于月亮的缓慢旋转,轨道将与地球相撞。


1
因为我没有检查数学。我待会儿再试
基督教徒

1
这是Adamo关于月球轨道稳定性的非常实用且易于理解的演讲。似乎不存在任何稳定的月球中心轨道。月亮很挑剔。她宁愿再接再厉,也不愿与地球以外的任何人经常聚会。
LocalFluff

1
只是为了说明Wolfram Alpha的结果,您没有告诉它月球质量的单位。你刚刚离开它原始的号码,当然阿尔法不知道取消的如果使用这些单位,则会得到一个带有正确单位输出的数字kgG
zephyr

4
是啊谢谢。我有点愚蠢,但是答案仍然告诉我有关希尔球的新知识,而且月亮根本没有稳定的轨道。因此,这个问题值得一提
基督教徒

3
好吧,显然地球在月球静止轨道上,因为它始终与月球“可见侧”中心的点成一直线。因此,如果不是由于地球的存在,任何绕月球赤道上方与地球距离相同的物体也将处于月球静止状态。除了月球的拉力外,问题还在于处理地球对此类物体的拉力。这不再是一个两体问题。
达伍德说恢复莫妮卡的时间

Answers:


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首先,这样的轨道不会是一个地球同步轨道,因为地理指的是地球。一个更合适的名称将是lunarstationaryselenostationary。我不确定是否有一个正式接受的术语,因为您很少听到人们谈论这种轨道。

您可以使用开普勒定律计算静定轨道的轨道距离:

a=(P2GMMoon4π2)1/3

在这种情况下,是您的感兴趣的轨道距离,是轨道周期(我们知道是27.321天或2360534秒),是引力常数,希望是月球的质量。我们要做的就是插入数字。我发现aPGMMoon

a=88,417km=0.23EarthMoonDistance

因此,我至少非常符合您的计算。我认为您只是过于依赖Wolfram Alpha而无法正确安装设备。单位确实可以解决问题。

但是,如果要确定此轨道是否可以存在,则需要做更多的工作。第一步,计算月亮的山球。这是月球仍保持对卫星的控制而没有地球引起问题的半径。该半径的公式为

raMoon(1eMoon)MMoon3MEarth3

在式中,是月球绕地球的半长轴,而是月球的轨道偏心率。我确定您可以确定是各个物体的质量。随插即用,您会得到aMoon=348,399kmeMoon=0.0549M

r52,700km

一个更仔细的计算,包括Sun的影响要稍微乐观,并且提供的山半径。但是,无论哪种情况,都希望您能看到静定轨道的半径比希尔半径大得多,这意味着无法实现稳定的轨道,因为它会受到地球和/或太阳的过多干扰。r=58,050km

最后一个半关联的观点。事实证明,即使绕月球的轨道都在希尔半径内,也几乎没有稳定的轨道。这主要与月球地壳和地幔中的质量浓度(或质量数)有关,这些质量浓度使引力场不均匀并导致轨道退化。只有少数“稳定”的轨道,这些轨道只能通过以错过通过这些质量块的方式绕行来实现。


评论不作进一步讨论;此对话已转移至聊天
称为2voyage

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正如zephyr的答案很好地描述的那样,绕月球的稳定轨道很少,而且没有一个是静止的。

但是月亮被潮汐锁定在地球上。这意味着,地球-月亮系统的所有拉格朗日点都相对于月球表面是静止的。


1
这是一个很好的捷径答案,它适用于所有潮汐锁定的卫星或行星。
userLTK

3
地球本身处于月球静止状态,直到解放为止en.m.wikipedia.org/wiki/Libration(编辑中)
Grimaldi

2
拉格朗日点是固定的,因为它们是在几何上定义的(或者应该在几何上是几何学上定义的?),但是由于太阳引力的微扰作用,它们并不稳定,并且在此点上的物体有时需要提升保持其位置。因此,在月球地球拉格朗日河上没有发现自然物体。
恢复莫妮卡

1
@Chappo:我听说Kordylewski云是在地球月亮拉格朗日山脉发现的自然物体。
大卫·卡里

@DavidCary:在L4和L5拉格朗日点上的Kordylewski云的存在存在争议。日本Hiten太空探测器的目的之一就是寻找云层的证据。用美国宇航局的话来说,希滕“进入了一个绕过L4和L5稳定释放点的环形轨道,寻找被困的尘埃颗粒。没有发现明显的增加”。
恢复莫妮卡
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