基于地球-月球共振轨道的长期地球磁层科学轨道

本文探讨了地球磁层内的长期轨道问题，具体聚焦于日地共振轨道——即在地球-月球共振条件下，轨道偏近点幂角随月球引力助推和地球纬度变化同步的轨道。在地球-月球旋转参考系中，共振轨道呈现周期性；然而，由于月球飞掠引力的第三体效应，偏近点幂角会发生偏移。这种偏移程度受该共振轨道关联的Jacobi积分影响。为识别可行的共振轨道并确定最优Jacobi积分，本文绘制了每条前景轨道的偏近点幂角变化随Jacobi积分的关系图。这种同步机制使航天器在观察Sun-Earth旋转参考系时能保持在受限的空间区域内。最后，本文讨论了这些长期地球磁层科学轨道的应用，包括轨道姿态重新配置（位置保持）和稳定性问题。