细长天体引力场的广义偶极-段模型

背景. 针对不规则小天体附近复杂动力学环境，已探讨多种简化模型。本文提出广义偶极-段模型（GDSM）用于描述细长天体的引力场。该模型在考虑极点非点质量特性的基础上，扩展了偶极-段模型（DSM），包括可变极点质量和连接杆，同时考虑极点的椭球体形状而非假设为点质量。方法. 采用非线性优化方法确定模型参数，最小化GDSM预测的平衡点误差与采用更真实方法（如多面体模型）得到的平衡点之间的误差。该模型应用于三个真实不规则天体：库伯带天体阿尔罗肖特、 Kleopatra 以及彗星 103P/Hartley。结果. 结果表明，GDSM比DSM更准确地表征引力场，相较于多面体模型显著降低计算时间和工作量。这种计算复杂度的降低并未以牺牲效率为代价。这使GDSM成为实际应用中宝贵的工具。模型进一步用于计算连接系统不稳定三角平衡点的异核轨道，这些轨道由稳定和不稳定流形的交点获得，代表了在无需连续推进的情况下实现平衡区域之间转移的自然通道。对于阿尔罗肖特、Kleopatra 和 103P/Hartley 的结果一致，验证了GDSM作为研究不规则小天体动力学环境和转移机制的准确且计算高效的框架。