Гало-орбита (от др.-греч. «круг, диск») — периодическая трёхмерная орбита возле точек Лагранжа L ₁ , L ₂ или L ₃ в задаче трёх тел орбитальной механики . Хотя точки Лагранжа — это не более чем некоторые точки во вращающейся вместе с двумя массивными телами системе отсчёта, вокруг них может осуществляться орбитальное движение под действием гравитационного притяжения со стороны двух массивных тел, а также силы Кориолиса и центробежной силы , обусловленных неинерциальностью системы отсчёта. Гало-орбиты существуют во многих системах двух массивных тел, таких, например, как Солнце — Земля или Земля — Луна . Для каждой точки Лагранжа существует бесконечное множество пар гало-орбит, симметричных относительно плоскости вращения системы двух массивных тел . Чтобы удержать спутник на такой орбите, требуются применение стабилизирующих воздействий, поскольку гало-орбиты обычно неустойчивы.

Определение и история

впервые использовал название «гало» для этих орбит в 1968 своей кандидатской диссертации . Фаркуар выступал за использование космического корабля на гало-орбите близ точки Лагранжа L ₂ системы Земля — Луна (61 500 км за орбитой Луны и неподвижно над ней) в качестве ретрансляционной станции для связи с « Аполлоном » в миссии к обратной стороне Луны. Космический корабль на такой гало-орбите может быть в непрерывной видимости как с Земли, так и с обратной стороны Луны. В конце концов, ни запуск спутника связи, расположенного в точке Лагранжа L ₂ системы Земля — Луна, ни старт миссии «Аполлона» к обратной стороне Луны так и не состоялись .

Фаркуар использовал аналитические выражения для представления гало-орбит. Более точно эти орбиты были найдены численно в работах .

Космический аппарат на гало-орбите

Впервые гало-орбита была использована спутником ISEE-3 , который был запущен в 1978 году. Он проследовал к точке Лагранжа L ₁ системы Солнце — Земля и оставался в её окрестности в течение нескольких лет.
Следующей миссией, в которой была использована гало-орбита, стал совместный проект ЕКА и НАСА по изучению Солнца — космический аппарат SOHO , который прибыл в окрестность точки Лагранжа L ₁ системы Солнце — Земля в 1996 году. Этот аппарат использовал орбиту, напоминающую орбиту аппарата ISEE-3 .

С тех пор в окрестность точек Лагранжа был отправлен ряд космических аппаратов. Однако, как правило, они совершали движение скорее по близким непериодическим орбитам, известным как орбиты Лиссажу , нежели по настоящим гало-орбитам.

Космический аппарат Genesis , созданный в 2001 году, был выведен на ляпуновскую гало-орбиту около точки Лагранжа L ₁ системы Солнце — Земля. За три года аппарат совершил четыре оборота по этой орбите, после чего был осуществлён пятимесячный перелет дальностью более трёх миллионов километров к точке L ₂ , её облёт и выход на посадочную траекторию после гравитационного манёвра около Луны . Расчёт этой низкоэнергетической траектории потребовал около трёх лет работы и применения современных методов теории динамических систем .

Ретрансляционный спутник Цюэцяо , выведенный на орбиту 20 мая 2018 года , циркулирует по гало-орбите вокруг точки Лагранжа L2 системы Земля-Луна.

Также, спутник Deep Space Climate Observatory (2015).

См. также

• Орбиты Лиссажу , другие орбиты около точек Лагранжа
• Категория:Космические аппараты с использованием гало-орбит
• Межпланетная транспортная сеть

Примечания

Ссылки

• от 16 сентября 2006 на Wayback Machine (англ.)
• от 9 ноября 2020 на Wayback Machine (англ.)
• (англ.)
• — a Lissajous-type orbit, i.e. , a near-circular ellipse or «halo» (англ.)