Отправить статью по E-mail 
Вековые резонансы в зонах действия тессеральных резонансов 1:5 – 1:11 и особенности орбитальной эволюции объектов, населяющих эти зоны
- Авторы: Блинкова Е.В.1, Томилова И.В.1, Александрова А.Г.1, Бордовицына Т.В.1, Кучерявченко Н.А.1
-
Учреждения:
- Томский государственный университет
- Выпуск: Том 59, № 1 (2025)
- Страницы: 88-104
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.rcsi.science/0320-930X/article/view/289453
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0320930X25010079
- EDN: https://elibrary.ru/LPQCXP
- ID: 289453
Цитировать
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Аннотация
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.
Ключевые слова
Полный текст
Об авторах
Е. В. Блинкова
Томский государственный университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: zbizk322@mail.ru
Россия, Томск
И. В. Томилова
Томский государственный университет
Email: irisha_tom@mail.ru
Россия, Томск
А. Г. Александрова
Томский государственный университет
Email: aleksandrovaannag@mail.ru
Россия, Томск
Т. В. Бордовицына
Томский государственный университет
Email: bordovitsyna@mail.ru
Россия, Томск
Н. А. Кучерявченко
Томский государственный университет
Email: wallguet@gmail.com
Россия, Томск
Список литературы
- Авдюшев В.А. Новый коллокационный интегратор для решения задач динамики. I. Теоретические основы // Изв. вузов. Физика. 2020. Т. 63. №. 11. С. 131–140.
- 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.
- 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
- 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.
- Блинкова Е.В., Бордовицына Т.В. Исследование динамики области орбитальных резонансов высоких порядков // Вестн. ТГУ. Матем. и Механ. 2022. № 79. С. 58–68.
- 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.
- 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.
- 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
- Лидов М.Л. Эволюция искусственных спутников планет под действием гравитационных возмущений от внешнего тела // Искусственные спутники Земли. 1961. Т. 8. С. 5–45.
- Мюррей К., Дермотт С. Динамика Солнечной системы. М.: Физматлит, 2010. 588 с.
- 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.)
- 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.)
- 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
- Чириков Б.В. Нелинейный резонанс. Учебное пособие. Новосибирск: НГУ, 1977. 82 c.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- Kozai Y. Secular perturbations of asteroids with high inclination and eccentricity // Astron. J. 1962. V. 67. P. 591–598.
- 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.
Дополнительные файлы
Доп. файлы
Действие
1.
JATS XML
2.
Рис. 1. Распределение вековых апсидально-нодальных резонансов, связанных с прецессией орбиты Луны в области орбитального резонанса 1:5 со скоростью вращения Земли: (а) – все устойчивые резонансы; (б) – все неустойчивые резонансы.
Скачать (186KB)
3.
Рис. 2. Количество наложений апсидально-нодальных резонансов, связанных с прецессией орбиты Луны, в области орбитального резонанса 1:5.
Скачать (85KB)
4.
Рис. 3. Распределение вековых апсидально-нодальных резонансов, связанных с прецессией орбиты Солнца в области орбитального резонанса 1:5 со скоростью вращения Земли.
Скачать (134KB)
5.
Рис. 4. Распределение вековых резонансов, связанных со средним движением Солнца в области орбитального резонанса 1:5 со скоростью вращения Земли.
Скачать (114KB)
6.
Рис. 5. Распределение вековых апсидально-нодальных резонансов, связанных с прецессией орбиты Луны в области орбитального резонанса 1:7 со скоростью вращения Земли: (а) – все устойчивые резонансы; (б) – все неустойчивые резонансы.
Скачать (221KB)
7.
Рис. 6. Количество наложений апсидально-нодальных резонансов, связанных с прецессией орбиты Луны, в области орбитального резонанса 1:7.
Скачать (96KB)
8.
Рис. 7. Распределение вековых апсидально-нодальных резонансов, связанных с прецессией орбиты Солнца в области орбитального резонанса 1:7 со скоростью вращения Земли.
Скачать (115KB)
9.
Рис. 8. Распределение вековых резонансов, связанных со средним движением Луны в области орбитального резонанса 1:7 со скоростью вращения Земли.
Скачать (82KB)
10.
Рис. 9. Распределение вековых резонансов, связанных со средним движением Солнца в области орбитального резонанса 1:7 со скоростью вращения Земли.
Скачать (132KB)
11.
Рис. 10. Распределение вековых апсидально-нодальных резонансов, связанных с прецессией орбиты Луны в области орбитального резонанса 1:9 со скоростью вращения Земли.
Скачать (104KB)
12.
Рис. 11. Распределение вековых апсидально-нодальных резонансов, связанных с прецессией орбиты Солнца в области орбитального резонанса 1:9 со скоростью вращения Земли.
Скачать (117KB)
13.
Рис. 12. Распределение вековых резонансов, связанных со средним движением Луны в области орбитального резонанса 1:9 со скоростью вращения Земли.
Скачать (95KB)
14.
Рис. 13. Распределение вековых резонансов, связанных со средним движением Солнца в области орбитального резонанса 1:9 со скоростью вращения Земли.
Скачать (94KB)
15.
Рис. 14. Распределение вековых апсидально-нодальных резонансов, связанных с прецессией орбиты Луны в области орбитального резонанса со скоростью вращения Земли: (а) – 1:10; (б) – 1:11.
Скачать (232KB)
16.
Рис. 15. Распределение вековых апсидально-нодальных резонансов, связанных с прецессией орбиты Солнца в области орбитального резонанса со скоростью вращения Земли: (а) – 1:10; (б) – 1:11.
Скачать (247KB)
17.
Рис. 16. Распределение вековых резонансов, связанных со средним движением Луны в области орбитального резонанса со скоростью вращения Земли: (а) – 1:10; (б) – 1:11.
Скачать (205KB)
18.
Рис. 17. Распределение вековых резонансов, связанных со средним движением Солнца в области орбитального резонанса со скоростью вращения Земли: (а) – 1:10; (б) – 1:11.
Скачать (212KB)
19.
Рис. 18. Особенности динамики модельного объекта, движущегося в области орбитального резонанса 1:5: (а) – эволюция элементов орбиты объекта; (б) – резонансные характеристики (в) – резонансные характеристики (г) – резонансные характеристики , (д) – резонансные характеристики (е) – резонансные характеристики
Скачать (389KB)
20.
Рис. 19. Особенности динамики модельного объекта, движущегося в области орбитального резонанса 1:5, но не подверженного его действию: (а) – эволюция элементов орбиты объекта; (б) – резонансные характеристики , (в) – резонансные характеристики (г) – резонансные характеристики
Скачать (296KB)
21.
Рис. 20. Особенности динамики модельного объекта с параметрами, движущегося в области орбитального резонанса 1:7: (а) – эволюция элементов орбиты объекта; (б) – резонансные характеристики (в) – резонансные характеристики (г) – резонансные характеристики
Скачать (337KB)
22.
Рис. 21. Особенности динамики модельного объекта с параметрами, движущегося в области орбитального резонанса 1:7: (а) – эволюция элементов объекта; (б) – резонансные характеристики (в) – резонансные характеристики (г) – резонансные характеристики (д) – резонансные характеристики (е) – резонансные характеристики
Скачать (383KB)
23.
Рис. 22. Особенности динамики модельного объекта с параметрами, движущегося в области орбитального резонанса 1:7 со скоростью вращения Земли, но не подверженного его действию: (а) – эволюция элементов объекта; (б) – резонансные характеристики (в) – резонансные характеристики
Скачать (220KB)
24.
Рис. 23. Влияние начального эксцентриситета на долговременную орбитальную эволюцию.
Скачать (293KB)
25.
Рис. 24. Объекты из каталога NORAD.
Скачать (125KB)
26.
Рис. 25. Орбитальная эволюция всей совокупности объектов, представленных на рис. 24: (а) – в плоскости “большая полуось – наклонение”; (б) – в плоскости “перигейное расстояние – наклонение” на столетнем интервале времени.
Скачать (207KB)
27.
Рис. 26. Орбитальная эволюция всей совокупности объектов из каталога NORAD, пересекающих в процессе эволюции на столетнем интервале времени рассматриваемую область: (а) – в плоскости “большая полуось – наклонение”; (б) – в плоскости “перигейное расстояние – наклонение”.
Скачать (264KB)
