RIP Kepler, wie sollen wir Ihre Umlaufbahn nennen? Hat dieser zyklische Flip-Flop-Prozess einen Namen?

Wie Russell Borogove bereits bemerkte , beschreibt das NASA-Video in Ihrer Frage eine klassische Hufeisenumlaufbahn . Ob das eine korrekte Beschreibung von Keplers tatsächlicher Umlaufbahn ist, ist eine andere Frage, auf die ich weiter unten eingehen werde.

Die im Video ab ca. 0:27 gezeigte Animation zeigt jedoch in jedem Fall keine typische „Hufeisensprung“-Interaktion. Wie in den Kommentaren erwähnt , zeigt die Animation die Erde und das Raumschiff, die Seite an Seite in das Bild eintreten, mit der gleichen wahren Anomalie, was für eine Hufeisenumlaufbahn unmöglich ist.

Tatsächlich ist es klar, dass die Animation auch auf andere Weise physikalisch ungenau ist, wie in der Darstellung der Mondumlaufbahn . Es ist schwer zu sagen, ob die Animation überhaupt eine physikalisch realistische Orbitalinteraktion zeigt, oder ob es sich nur um eine animierte „Künstlerskizze“ handelt, bei der sich die Erde und das Kepler-Raumschiff „auf Schienen“ entlang willkürlicher nicht-physischer Bahnen bewegen.

Eine (wahrscheinlich) genauere Animation (erstellt von Tony Dunn / Orbitsimulator.com) von Keplers Umlaufbahn kann als Illustration zu diesem Artikel auf seti.org gefunden werden :

Wie diese Animation zeigt, weist die Umlaufbahn tatsächlich ein hufeisenähnliches Verhalten auf, aber es ist auch klar, dass es sich nicht um eine "reine" Hufeisenbahn handelt. Insbesondere die Exzentrizität von Keplers Umlaufbahn führt dazu, dass er anstelle eines sauberen Hufeisens einen schleifenförmigen Korkenzieherpfad verfolgt, wenn er von einem Referenzrahmen aus betrachtet wird, der sich mit der Erde mitdreht.

Während die oben gezeigte Animation während der Begegnung um das Jahr 2060 einen schönen Lehrbuch-"Rückprall" aufweist, zeigt die nächste Begegnung um das Jahr 2110 stattdessen das Raumschiff, das die Erde passiert und mit ihr interagiert, aber in einer Umlaufbahn von < 1 Jahr fortfährt. Vermutlich liegt dies auch an der Exzentrizität (und möglicherweise der Neigung) oder Keplers Umlaufbahn, die die Situation verkompliziert und dazu führt, dass die Dynamik der Begegnung von den relativen Phasen von Erde und Kepler in ihren Umlaufbahnen abhängt.

Jedenfalls widerspricht dies dem NASA-Video, das behauptet, dass es um 2117 einen weiteren „Bounce“ geben soll und dass dieser Prozess „auf absehbare Zeit“ fortgesetzt werden soll. An diesem Punkt kann ich nicht definitiv sagen, welche dieser widersprüchlichen Vorhersagen richtig ist, obwohl ich persönlich angesichts der Beweise eher geneigt wäre, der Orbitsimulation.com-Animation zu vertrauen, und sei es nur, weil sie weniger Vereinfachungen zu machen scheint und „künstlerische Freiheiten“. Natürlich kann ich nicht einmal ganz ausschließen, dass beides falsch ist.

Keplers ist eine Hufeisenbahn :

Eine Hufeisenbahn ist eine Art koorbitale Bewegung eines kleinen umlaufenden Körpers relativ zu einem größeren umlaufenden Körper (wie der Erde). Die Umlaufzeit des kleineren Körpers ist nahezu dieselbe wie die des größeren Körpers, und seine Bahn scheint hufeisenförmig zu sein, wenn man sie vom größeren Objekt in einem rotierenden Bezugssystem aus betrachtet.

Die Schleife ist nicht geschlossen, sondern driftet jedes Mal leicht vorwärts oder rückwärts, so dass der Punkt, den sie umkreist, sich scheinbar über einen langen Zeitraum glatt entlang der Umlaufbahn des größeren Körpers bewegt. Wenn sich das Objekt dem größeren Körper an einem Ende seiner Flugbahn nahe nähert, ändert sich seine scheinbare Richtung. Über einen ganzen Zyklus zeichnet die Mitte den Umriss eines Hufeisens nach, wobei der größere Körper zwischen den „Hörnern“ liegt.