Вековые резонансы в зонах действия тессеральных резонансов 1:5 – 1:11 и особенности орбитальной эволюции объектов, населяющих эти зоны

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Acesso é pago ou somente para assinantes

Resumo

Представлены данные о распределении вековых резонансов в областях действия тессеральных (орбитальных) резонансов 1:5, 1:7, 1:9, 1:10 и 1:11 со скоростью вращения Земли, а также анализ динамики объектов, движущихся в исследуемых областях. Показано, что вековые резонансы весьма плотно покрывают рассматриваемые области, что в совокупности с орбитальными резонансами может приводить к хаотизации движения объектов. На примере орбитальной эволюции объектов каталога NORAD, движущихся в исследуемой области, рассмотрен вопрос о возможности размещения новых спутниковых систем и утилизации отработавших объектов в данной области.

Texto integral

Acesso é fechado

Sobre autores

Е. Блинкова

Томский государственный университет

Autor responsável pela correspondência
Email: zbizk322@mail.ru
Rússia, Томск

И. Томилова

Томский государственный университет

Email: irisha_tom@mail.ru
Rússia, Томск

А. Александрова

Томский государственный университет

Email: aleksandrovaannag@mail.ru
Rússia, Томск

Т. Бордовицына

Томский государственный университет

Email: bordovitsyna@mail.ru
Rússia, Томск

Н. Кучерявченко

Томский государственный университет

Email: wallguet@gmail.com
Rússia, Томск

Bibliografia

  1. Авдюшев В.А. Новый коллокационный интегратор для решения задач динамики. I. Теоретические основы // Изв. вузов. Физика. 2020. Т. 63. №. 11. С. 131–140.
  2. Александрова А.Г., Бордовицына Т.В., Попандопуло Н.А., Томилова И.В. Новый подход к вычислению вековых частот в динамике околоземных объектов на орбитах с большими эксцентриситетами // Изв. вузов. Физика. 2020. Т. 63. № 1. С. 57–62.
  3. Александрова А.Г., Блинкова Е.В., Бордовицына Т.В., Попандопуло Н.А., Томилова И.В. Вековые резонансы в динамике объектов, движущихся в областях LEO–MEO околоземного орбитального пространства // Астрон. вестн. 2021а. Т. 55. № 3. С. 272–287 (Aleksandrova A.G., Blinkova E.V., Bordovitsyna T.V., Popandopulo N.A., Tomilova I.V. Secular resonances in the dynamics of objects moving in LEO–MEO regions of near-earth orbital space // Sol. Syst. Res. 2021. V. 55. № 3. P. 266–281). https://doi.org/10.1134/S0038094621030011
  4. Александрова А.Г., Авдюшев В.А., Попандопуло Н.А., Бордовицына Т.В. Численное моделирование движения околоземных объектов в среде параллельных вычислений // Изв. вузов. Физика. 2021б. Т. 64. № 8. С. 168–175.
  5. Блинкова Е.В., Бордовицына Т.В. Исследование динамики области орбитальных резонансов высоких порядков // Вестн. ТГУ. Матем. и Механ. 2022. № 79. С. 58–68.
  6. Бордовицына Т.В., Авдюшев В.А. Теория движения искусственных спутников Земли. Аналитические и численные методы: учебн. пособие. 2-е изд., испр. и доп. Томск: Издательский Дом Томского государственного университета, 2016. 254 с.
  7. Бордовицына Т.В., Томилова И.В. Вековые резонансы в динамической эволюции околоземных космических объектов на вытянутых орбитах // Изв. вузов. Физика. 2014. № 4. С. 84–91.
  8. Кузнецов Э.Д., Захарова П.Е., Гламазда Д.В., Шагабутдинов А.И., Кудрявцев С.О. О влиянии светового давления на орбитальную эволюцию объектов, движущихся в окрестности резонансов низких порядков // Астрон. вестн. 2012. Т. 46. № 6. С. 480–488. (Kuznetsov E.D., Zakharova P.E., Glamazda D.V., Shagabutdinov A.I., Kudryavtsev S.O. Light pressure effect on the orbital evolution of objects moving in the neighborhood of low-order resonances // Sol. Syst. Res. 2012. V. 46. № 6. P. 442–449.) https://doi.org/10.1134/S0038094612050073
  9. Лидов М.Л. Эволюция искусственных спутников планет под действием гравитационных возмущений от внешнего тела // Искусственные спутники Земли. 1961. Т. 8. С. 5–45.
  10. Мюррей К., Дермотт С. Динамика Солнечной системы. М.: Физматлит, 2010. 588 с.
  11. Томилова И.В., Бордовицына Т.В., Красавин Д.С. Динамическая структура орбитального пространства ГЛОНАСС и GPS. Проблема утилизации отработавших объектов // Астрон. вестн. 2018. Т. 52. № 5. С. 463–478. (Tomilova I.V., Bordovitsyna T.V., Krasavin D.S. Dynamic structure of the GLONASS and GPS orbital space: Problem of disposal of retired objects // Sol. Syst. Res. 2018. V. 52. № 5. P. 450–465.)
  12. Томилова И.В., Блинкова Е.В., Бордовицына Т.В. Особенности динамики объектов, движущихся в окрестности резонанса 1:3 с вращением Земли // Астрон. вестн. 2019. Т. 53. № 5. С. 323–338. (Tomilova I.V., Blinkova E.V., Bordovitsyna T.V. Features of the dynamics of objects moving in the neighborhood of the 1:3 resonance with the Earth’s rotation // Sol. Syst. Res. 2019. V. 53. № 5. P. 1–15.)
  13. Томилова И.В., Блинкова Е.В., Бордовицына Т.В. Особенности динамики объектов, движущихся в зонах орбитальных резонансов 1:4, 1:6 и 1:8 с вращением Земли // Астрон. вестн. 2021. Т. 55. № 5. С. 427–443. (Tomilova I.V., Blinkova E.V., Bordovitsyna T.V. Features of the dynamics of objects moving in the zones of orbital resonances 1:4, 1:6, and 1:8 with the Earth’s rotation // Sol. Syst. Res. 2021. V. 55. № 5. P. 427–443.) https://doi.org/10.1134/S0038094621040092
  14. Чириков Б.В. Нелинейный резонанс. Учебное пособие. Новосибирск: НГУ, 1977. 82 c.
  15. Allan R.R. Resonance effects due to the longitude dependence of the gravitational field of a rotating primary // Planet. and Space Sci. 1967a. V. 15. P. 53–76.
  16. Allan R.R. Satellites resonance with the longitude dependent gravity. II. Effects involving the eccentricity // Planet. and Space Sci. 1967b. V. 15. P. 1829–1845.
  17. Cincotta P.M., Giordano C.M., Simó C. Phase space structure of multi-dimensional systems by means of the mean exponential growth factor of nearby orbits // Physica. D. 2003. V. 182. P. 151–178.
  18. Daquin J., Rosengren A.J., Alessi E.M., Deleflie F., Valsecchi G.B., Rossi A. The dynamical structure of the MEO region: long-term stability, chaos, and transport // Celest. Mech. and Dyn. Astron. 2016. V. 124 (4). P. 335–366.
  19. Kozai Y. Secular perturbations of asteroids with high inclination and eccentricity // Astron. J. 1962. V. 67. P. 591–598.
  20. Rosengren A.J., Alessi E.M., Rossi A., Valsecchi G.B. Chaos in navigation satellite orbits caused by the perturbed motion // Mon. Notic. Roy. Astron. Soc. 2015. V. 449. Is. 4. P. 3522–3526.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar
2. Fig. 1. Distribution of secular apsidal-nodal resonances associated with the precession of the Moon’s orbit in the region of orbital resonance 1:5 with the Earth’s rotation speed: (a) – all stable resonances; (b) – all unstable resonances.

Baixar (186KB)
Metadados
3. Fig. 2. The number of overlaps of apsidal-nodal resonances associated with the precession of the Moon's orbit in the region of the 1:5 orbital resonance.

Baixar (85KB)
Metadados
4. Fig. 3. Distribution of secular apsidal-nodal resonances associated with the precession of the Sun's orbit in the region of orbital resonance 1:5 with the Earth's rotation speed.

Baixar (134KB)
Metadados
5. Fig. 4. Distribution of secular resonances associated with the average motion of the Sun in the region of orbital resonance 1:5 with the speed of rotation of the Earth.

Baixar (114KB)
Metadados
6. Fig. 5. Distribution of secular apsidal-nodal resonances associated with the precession of the Moon’s orbit in the region of orbital resonance 1:7 with the Earth’s rotation speed: (a) – all stable resonances; (b) – all unstable resonances.

Baixar (221KB)
Metadados
7. Fig. 6. The number of overlaps of apsidal-nodal resonances associated with the precession of the Moon's orbit in the region of the 1:7 orbital resonance.

Baixar (96KB)
Metadados
8. Fig. 7. Distribution of secular apsidal-nodal resonances associated with the precession of the Sun's orbit in the region of orbital resonance 1:7 with the Earth's rotation speed.

Baixar (115KB)
Metadados
9. Fig. 8. Distribution of secular resonances associated with the average motion of the Moon in the region of orbital resonance 1:7 with the speed of rotation of the Earth.

Baixar (82KB)
Metadados
10. Fig. 9. Distribution of secular resonances associated with the average motion of the Sun in the region of orbital resonance 1:7 with the speed of rotation of the Earth.

Baixar (132KB)
Metadados
11. Fig. 10. Distribution of secular apsidal-nodal resonances associated with the precession of the Moon's orbit in the region of orbital resonance 1:9 with the Earth's rotation speed.

Baixar (104KB)
Metadados
12. Fig. 11. Distribution of secular apsidal-nodal resonances associated with the precession of the Sun's orbit in the region of orbital resonance 1:9 with the Earth's rotation speed.

Baixar (117KB)
Metadados
13. Fig. 12. Distribution of secular resonances associated with the average motion of the Moon in the region of orbital resonance 1:9 with the speed of rotation of the Earth.

Baixar (95KB)
Metadados
14. Fig. 13. Distribution of secular resonances associated with the average motion of the Sun in the region of orbital resonance 1:9 with the speed of rotation of the Earth.

Baixar (94KB)
Metadados
15. Fig. 14. Distribution of secular apsidal-nodal resonances associated with the precession of the Moon’s orbit in the region of orbital resonance with the Earth’s rotation speed: (a) – 1:10; (b) – 1:11.

Baixar (232KB)
Metadados
16. Fig. 15. Distribution of secular apsidal-nodal resonances associated with the precession of the Sun’s orbit in the region of orbital resonance with the Earth’s rotation speed: (a) – 1:10; (b) – 1:11.

Baixar (247KB)
Metadados
17. Fig. 16. Distribution of secular resonances associated with the average motion of the Moon in the region of orbital resonance with the speed of rotation of the Earth: (a) – 1:10; (b) – 1:11.

Baixar (205KB)
Metadados
18. Fig. 17. Distribution of secular resonances associated with the average motion of the Sun in the region of orbital resonance with the speed of rotation of the Earth: (a) – 1:10; (b) – 1:11.

Baixar (212KB)
Metadados
19. Fig. 18. Features of the dynamics of a model object moving in the region of orbital resonance 1:5: (a) – evolution of the elements of the object’s orbit; (b) – resonance characteristics; (c) – resonance characteristics; (d) – resonance characteristics; (e) – resonance characteristics.

Baixar (389KB)
Metadados
20. Fig. 19. Features of the dynamics of a model object moving in the region of orbital resonance 1:5, but not subject to its action: (a) – evolution of the elements of the object’s orbit; (b) – resonance characteristics, (c) – resonance characteristics (d) – resonance characteristics

Baixar (296KB)
Metadados
21. Fig. 20. Features of the dynamics of a model object with parameters moving in the region of orbital resonance 1:7: (a) – evolution of the elements of the object’s orbit; (b) – resonance characteristics; (c) – resonance characteristics; (d) – resonance characteristics.

Baixar (337KB)
Metadados
22. Fig. 21. Features of the dynamics of a model object with parameters moving in the region of orbital resonance 1:7: (a) – evolution of the elements of the object; (b) – resonance characteristics; (c) – resonance characteristics; (d) – resonance characteristics; (e) – resonance characteristics.

Baixar (383KB)
Metadados
23. Fig. 22. Features of the dynamics of a model object with parameters moving in the region of orbital resonance 1:7 with the speed of rotation of the Earth, but not subject to its action: (a) - evolution of the elements of the object; (b) - resonance characteristics (c) - resonance characteristics

Baixar (220KB)
Metadados
24. Fig. 23. Effect of initial eccentricity on long-term orbital evolution.

Baixar (293KB)
Metadados
25. Fig. 24. Objects from the NORAD catalog.

Baixar (125KB)
Metadados
26. Fig. 25. Orbital evolution of the entire set of objects presented in Fig. 24: (a) – in the “semi-major axis – inclination” plane; (b) – in the “perigee distance – inclination” plane over a hundred-year time interval.

Baixar (207KB)
Metadados
27. Fig. 26. Orbital evolution of the entire set of objects from the NORAD catalogue, crossing the region under consideration during their evolution over a hundred-year time interval: (a) – in the “semi-major axis – inclination” plane; (b) – in the “perigee distance – inclination” plane.

Baixar (264KB)
Metadados

Declaração de direitos autorais © The Russian Academy of Sciences, 2025