地球同步带内不稳定平衡点附近失控地球静止卫星的统计研究
地球与行星天体物理
2023-09-21 v1
摘要
地球静止环内空间碎片数量的增长及其对现役卫星造成的威胁，要求深入了解该区域内失控物体的动力学。蒙特卡洛模拟分析了地球静止航天器在地球引力势不稳定点附近长期演化的初值敏感性，此处会出现不规则行为（例如长天平动与连续周转之间的转换）。统计分析揭示了从有序到无序的突然转变，其间穿插着平滑演化区间。无序事件具有约半个世纪的周期性，表明其与因地球扁率和日月摄动引起的轨道面进动有关。地球引力势的三阶谐波也起着至关重要的作用，它们在不稳定平衡点之间引入不对称性，从而促成长天平动模式。不可预测性仅出现在进动周期的一小部分时间内，此时倾角接近于零。一个仅包含至3阶引力谐波以及圆共面轨道上地球和月球的简化模型，能够复现高保真度模拟的大部分特征。
引用
@article{arxiv.2305.17551,
title = {Statistical Study of Uncontrolled Geostationary Satellites Near an Unstable Equilibrium Point},
author = {Roberto Flores and Mauro Pontani and Elena Fantino},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.17551},
year = {2023}
}