卫星溅射物日心逃逸的分析性估计

我们提出了一个通用的分析框架，用于评估从卫星表面发射的撞击溅射物是否能逃离行星-卫星系统的引力影响并进入日心轨道。利用拼接圆锥曲线方法，并通过希尔球或影响球定义向行星中心空间的过渡，我们根据卫星与行星的质量比以及卫星轨道速度与其逃逸速度之比推导出了逃逸阈值。我们基于剩余速度和发射方向，为溅射物识别出三种动力学状态。我们通过圆形限制性三体问题 (CR3BP) 对此分析进行了补充，从 $\mathrm{L_{2}}$ 点的雅可比积分推导出一个必要的逃逸条件，并证明其与拼接圆锥曲线的阈值一致。将我们的模型应用于地月系统表明，所有三种结果——束缚、条件和无束缚——都可以在一个狭窄的发射速度范围内实现。这种行为在其他行星卫星系统中未被发现，但可能出现在某些双小行星中。该框架还表明，月球的潮汐迁移并未改变其产生逃逸溅射物的倾向，这增强了某些近地小行星可能起源于月球的合理性。