不可控的地球同步卫星：通过拉格朗日描述子映射周期性转变为混沌
混沌动力学
2026-03-16 v1
摘要
被弃用的地球同步卫星位于赤道不稳定平衡点的附近，经历着动力学状态（持续循环、长周期和短周期大迁移）之间的不规则转变。这种转变由于纵向动力学（由大气势的 tesseral 谐和项支配）与地球 oblateness 以及 lunisolar 派生的轨道预cession 力的相互作用引起。转变极其敏感于小扰动，使得长期演化难以预测。最近的蒙特卡洛轨迹分析（初始位置位于 165 度 E 不稳定平衡点附近）揭示了演化到混沌的过程并非渐进式，而是在特定的 precession 周期点发生的突发无序事件，当时轨道倾角最小。由于统计分析成本高昂，结果仅限于单个初始经度。本文采用改进的直径拉格朗日描述子方法，以降低计算负担，使可在可能的经度完整范围内绘制动力学行为，同时考虑两种不稳定平衡点（165 度 E 和 15 度 W）之间的模式转换。发现混沌事件仍与轨道倾角周期相关，但其时机取决于初始航天器经度。当初始位置远离平衡点时，转变发生在更高的轨道倾角值上。倾角最大时转变发生的经度对应于混沌区域的边界。
引用
@article{arxiv.2510.12227,
title = {Uncontrolled geostationary satellites: mapping periodic transitions to chaos with Lagrangian Descriptors},
author = {Roberto Flores and Jerome Daquin and Mauro Pontani and Hadi Susanto and Elena Fantino},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.12227},
year = {2026}
}