Ich habe irgendwo gelesen, dass, wenn die Umlaufbahn des Mondes senkrecht zur Umlaufbahn der Erde wäre, der Mond innerhalb von 4 Jahren auf die Erde fallen würde (bei heutiger Position).
Kann dies ohne Computersimulation analytisch gezeigt werden?
Wenn der Mond in einer effektiv polaren Umlaufbahn reisen würde, wäre er langfristig nicht stabil. Wir könnten in etwa 8 Jahren mit "Problemen" rechnen. Der Mond würde entweder mit der Erde kollidieren (obwohl der Roche-Effekt ihn zuerst aufbrechen würde) oder vollständig aus seiner Umlaufbahn geschleudert werden. Dies ist auf den Kozai-Lidov-Mechanismus zurückzuführen.
Je größer die Neigung des Mondes und je kleiner sein Orbitalabstand von der Erde ist, desto mehr würden sich Erde und Mond gegenseitig verdrehen, was den Drehimpuls von beiden verändert. Dies führt zu Änderungen in der Exzentrizität und Neigung ihrer Bahnen, und aufgrund seiner geringeren Masse würde der Mond die drastischsten Bahnänderungen in kürzerer Zeit erfahren.
Aus Wikipedia Kozai-Mechanismus
Der Lidov-Kozai-Mechanismus schränkt die möglichen Umlaufbahnen innerhalb eines Systems ein, zum Beispiel:
Für einen normalen Mond: Wenn die Umlaufbahn eines Planetenmondes stark zur Umlaufbahn des Planeten geneigt ist, nimmt die Exzentrizität der Mondbahn zu, bis der Mond bei größter Annäherung durch Gezeitenkräfte zerstört wird
Bei irregulären Satelliten: Die wachsende Exzentrizität führt zu einer Kollision mit einem regulären Mond, dem Planeten, oder alternativ dazu kann das wachsende Apozentrum den Satelliten aus der Hill-Sphäre drängen
Der Mechanismus wurde bei der Suche nach Planet X, hypothetischen Planeten, die die Sonne jenseits der Umlaufbahn von Neptun umkreisen, aufgerufen.
Die mit Kozai-Oszillationen verbundene grundlegende Zeitskala ist.
Wo zeigt große Halbachse an, ist Umlaufzeit, ist Exzentrizität und ist Masse; Variablen mit Index beziehen sich auf die äußere (Stör-) Umlaufbahn und Variablen ohne Indizes beziehen sich auf die innere (Satelliten-) Umlaufbahn; ist die Masse des Primärteils. Die Schwingungsdauer aller drei Variablen ( , \omega$) ist dasselbe, hängt aber davon ab, wie „weit“ die Umlaufbahn von der Festpunktumlaufbahn entfernt ist, und wird für die Separatrix-Umlaufbahn, die die Librations- (Kozai-) Umlaufbahnen von der oszillierenden Umlaufbahn trennt, sehr lang
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Robin Ekmann