Sind die Bahnen der Jool-Monde stabil?

Das fiktive Kerbol-System beinhaltet

...fünf Planeten: Moho, Eve, Kerbin, Duna und Jool; und zwei Zwergplaneten: Dres und Eeloo; umkreisen sie. Kerbol enthält 99,97 % der Masse im Kerbol-System. Dies ist unserer Sonne sehr ähnlich, die 99,86 % der Masse des realen Sonnensystems enthält.

Und

Jool ist ein Gasriese und der sechste Planet des Kerbol-Sternensystems. Es ist das Jupiter-Analogon für Kerbal Space Program. Neben Kerbol hat Jool den größten Durchmesser und die größte Masse aller Himmelskörper. Seine extrem hohe Schwerkraft macht Orbitalmanöver unangenehm teuer. Obwohl die Entfernung von Kerbin es schwierig macht, es zu erreichen, ist es aufgrund seines großen und komplexen Systems aus fünf Monden eines der attraktivsten Ziele für Missionen: Laythe, Vall, Tylo, Bop und Pol.

Ich mache mir Sorgen um Jools Monde. Ich glaube, dass das KSP-Programm sie in festen, sich perfekt wiederholenden und geschlossenen Kepler-Umlaufbahnen verbreitet. Aber wenn die Realität einsetzt und sie anfangen, die Schwerkraft des anderen zu erfahren, fürchte ich, dass sie sich zu nahe kommen und anfangen, die Umlaufbahnen des anderen zu stören.

Frage: Sind die Bahnen der Jool-Monde stabil? Wenn nicht, wie lange dauert es, bis das System unkenntlich wird oder man ausgeworfen wird oder mit Jool kollidiert?

Ich stimme dafür, diese Frage zu schließen, da Fragen zur fiktiven Orbitalmechanik sinnlos sind. Das nächste, was Sie wissen, sind panische Braunmäntel, die fragen, wie lange sie noch haben, bevor der Vers zusammenbricht. Vielleicht komplett umschreiben, um zu fragen, wie man die Orbitalstabilität eines n-Körper-Systems berechnet.
@JCRM Diese Argumentation ist fehlerhaft, da sich die meisten Fragen zur Orbitalmechanik hier auf fiktive Umlaufbahnen beziehen . nur sehr wenige handeln von tatsächlichen Umlaufbahnen von tatsächlichen Objekten. Die Menschen lernen nicht etwas über Orbitalmechanik, indem sie Raumfahrzeuge kaufen und damit herumfliegen, um zu sehen, was passiert, sie tun es, indem sie hypothetische Probleme berechnen.
Daher die vorgeschlagene Umschreibung. Und Ihre Argumentation ist fehlerhaft, weil es einen Unterschied zwischen fiktiv und hypothetisch gibt.
Fragen zu Bahnen hypothetischer Objekte 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12
Beim Erfinden neuartiger enger Gründe muss zunächst geprüft werden, ob es keinen Präzedenzfall gibt. Wenn sich der Einwand auf etwas bezieht, das auf der Website regelmäßig akzeptiert wird, handelt es sich um einen fehlerhaften Einwand.
@JCRM zehn Fragen zu Kerbin , einundzwanzig Fragen zu KSP , sieben Beiträge zu Duna Wenn man einen neuen engen Grund schaffen will, sollte man ihn zu Meta bringen. Anscheinend sind Fragen, die von anderen Benutzern als mir zu fiktiven Welten gestellt werden, in Ordnung und werden gut angenommen.
Ich denke, die Idee, ob es fiktiv ist oder nicht, ist nicht so wichtig. Ich denke jedoch, dass die Stabilität des Systems für diesen Standort nicht besonders relevant ist und dass diese Frage besser für Astronomy SE geeignet ist.
@Puffin, die Verwendung numerischer Orbitalsimulatoren ist hier perfekt zum Thema. es ist, was Weltraumforscher tun. Jedes Mal, wenn Sie ein Raumschiff mit einem komplizierten Mondsystem in eine Umlaufbahn um Jupiter oder Saturn bringen möchten, müssen Sie sorgfältig darauf achten, wie Gravitationsstörungen von all diesen anderen Monden Ihre interessierende Umlaufbahn beeinflussen. Aus Sicht der numerischen Integration ist dies dasselbe. Und natürlich ist "besser geeignet" nie ein enger Grund.
Okay, ich verstehe deinen Punkt. Ich hatte mir angesehen, dass die Stabilität einer Satellitenumlaufbahn eine Sache ist, die gegenseitige Stabilität eines Planetensystems eine ganz andere, und ich nahm an, dass die Unterscheidung (dh gegenseitige Wechselwirkungen oder nicht) die Trennlinie ist, die bedeutet, dass Sie weniger Menschen mit einer finden werden fundierte Meinung hier und mehr zu Astronomy SE.
@Puffin Ich hatte beide Sites in Betracht gezogen und mich gefragt: "Wie viele frühere Fragen zum Kerbol-System und / oder KSP waren in Astronomy SE im Vergleich zu wie vielen hier erfolgreich?" Da ich die Einsicht hatte, dass die Antwort hier viel mehr als dort war , habe ich mich entschieden, hier zu posten.
@uhoh, von dieser Liste mit Fragen zum "Schreiben einer Geschichte", die Sie bereitgestellt haben, stellen alle bis auf eine Fragen aus der realen Welt, wobei der Schreibteil verwendet wird, um den Kontext der Frage festzulegen. Ihre Liste mit Fragen zu hypothetischen Objekten enthält mehrere der Form, in die ich vorgeschlagen habe, dass Sie diese umgeschrieben haben, eine, die geschlossen wurde, eine mit dem Design-Alternativ-Tag "Dies ist eine Müllfrage" und eine, die ich VTCed habe. Und natürlich ist "besser geeignet" ein absolut gültiger enger Grund.
... und natürlich ist "anderes Zeug existiert" niemals ein Grund, VTC nicht zu verwenden oder abzulehnen.
@JCRM Ich habe gezeigt, dass es hier kein Problem mit Fiktion gibt, weder mit hypothetischen Umlaufbahnen noch mit Umlaufbahnen von hypothetischen Körpern oder Objekten, noch mit KSP oder dem Kerbol-System. Je enger und komplizierter der Grund ist, warum man versucht, nur diese Frage zu schließen und all diese zu vermeiden, desto mehr sieht es so aus, als würde diese Frage eine übermäßige Menge an hochkonzentrierter Aufmerksamkeit erhalten. Das ist vielleicht nicht die beste Nutzung seiner Zeit .
Unsinn, so etwas hast du nicht demonstriert.
Dies wurde von der KSP-Modding-Community beantwortet. github.com/mockingbirdnest/Principia/wiki/…
Jools-Monde sind in der KSP-Community ziemlich berühmt, gerade weil sie unglaublich instabil sind, sobald Sie 3-Körper-Physik hinzufügen.

Antworten (2)

Dies ist ein untersuchtes Anliegen des Teams von KSP-Moddern, die Principia geschrieben haben, eine n-Körper-Gravitationsimplementierung. Sie haben ein Dokument veröffentlicht , das das Problem mit dem Aktiensystem erklärt (eine sehr enge Begegnung zwischen Vall und Laythe ein paar Tage nach Beginn der Simulation).

Um dies zu beheben, modifizieren sie das Jool-System für Stabilität, wenn Principia geladen wird. Der obige Link verbringt die letzte Hälfte des Dokuments mit der Diskussion der Stabilität dieses modifizierten Systems.

Hier die Details der Modifikation:

[Wir modifizieren das Jool-System...] indem wir die Bahnen von Vall und Tylo vergrößern, wodurch Zusammenbrüche des inneren Jool-Systems aufgrund von Resonanzen verhindert werden; indem die Umlaufbahn von Bop rückläufig gemacht wird, wie von Scott Manley und @pdn4kd vorgeschlagen, damit sie nicht von Tylo (der ihr jetzt näher kommt) aus dem System herausgetrieben wird.

Während das resultierende System wahrscheinlich nicht innerhalb eines Jahrhunderts zusammenbrechen wird, stellen wir fest, dass es sehr chaotisch ist, hauptsächlich aufgrund von Interaktionen zwischen Bop und Tylo. Im Rest dieses Dokuments diskutieren wir die Auswirkungen dieses chaotischen Verhaltens auf die Vorhersagbarkeit des Systems und betrachten einige Merkmale der Bewegung der Joolischen Monde.

Kurz gesagt, nein, Jools Monde (wie in Stock KSP definiert) sind nicht stabil.

Oh, das ist faszinierend! Vielen Dank für Ihre Antwort und Ihre Geduld beim Warten auf den dummen InsaClose-Reopen-Zyklus. Ich denke, es gibt hier eine gute Botschaft für Weltraumforscher; Während sie keine Mondsysteme entwerfen, entwerfen sie Umlaufbahnen, die sich inmitten dieser Monde bewegen, und versuchen, sie dort zu halten, zB Cassinis Wollknäuel und Junos Vorbeiflüge an Jupiters galiläischen Monden .

Da diese Objekte Massen und Bahnparameter mit physikalischen Einheiten haben, kann die Stabilität des Systems numerisch untersucht werden.

Von Jool aus habe ich auf die fünf Links zu seinen Monden geklickt und die Zahlen hier zusammengestellt. Die mittlere Anomalie zur Epoche ("0 UT") wird wahrscheinlich in Radianten angegeben und ist aus irgendeinem Grund weniger genau als alle anderen Werte.

name       a (km)      e       i(°)   ω (°)    Ω (°)     M (rad?)     mass (kg)
------   -------     -----    -----   -----    -----     -------     ------------    

Jool (central body)                                                  4.2332127E+24

Laythe    27,184     0         0        0        0         3.14      2.9397311E+22
Vall      43,152     0         0        0        0         0.9       3.1087655E+21
Tylo      68,500     0         0.025    0        0         3.14      4.2332127E+22
Bop      128,500     0.235    15.      25       10         0.9       3.7261090E+19
Pol      179,890     0.171     4.25    15        0         0.9       1.0813507E+19

Es ist daher nicht verwunderlich, dass jemand dies getan hat, und im Einklang mit dem Erbe unserer Website, Fragen zum Kerbol-System sehr ernst zu nehmen, werde ich auf diese wunderbare Berechnung verweisen.

Aus den Notizen unten das Video N-Körper-Simulation des Sonnensystems von KSP – Nahaufnahme von Jools Monden (Hutspitze an @Elaskanator )

Ich habe kürzlich ein Video hochgeladen, das die Ergebnisse einer n-Körper-Simulation des Sonnensystems des Kerbal Space Program zeigt. Über einen Zeitraum von 100 Jahren ist das System stabil, mit Ausnahme von Jools Monden. Vall wird sehr schnell aus Jool geworfen und Pol folgt schließlich ein paar Jahrzehnte später.

Dieses Video zeigt die Bewegung von Jools Monden für die ersten 3 Ms der Simulation, sodass Valls Auswurf deutlich zu sehen ist. Nach einigen engen Vorbeiflügen an Laythe wird Valls Umlaufbahn hoch genug geschoben, dass sie auf Tylo trifft, was sie in eine viel höhere elliptische Umlaufbahn befördert. Ein paar Umlaufbahnen später hat es eine weitere enge Begegnung mit Tylo und wird vollständig von Jool ausgeworfen und umkreist danach Kerbol unabhängig. Bei 2,4 Ms ist es weg.

Diese Simulation wurde unter Verwendung des eingebetteten Runge-Kutta-Schemas fünfter Ordnung RK5(4)7M von Dormand und Prince mit einer lokalen Positionsfehlergrenze von 0,1 mm durchgeführt. Die Simulation der 3 Ms Bewegung des Kerbol-Systems dauerte nur wenige Sekunden.

Normalerweise beantworte ich meine eigenen Fragen nicht, aber in diesem Fall erschien es mir vernünftig. Es ist wahrscheinlich, dass bessere Antworten kommen werden, aber das sollte den Stein ins Rollen bringen.
Nun, sehen Sie sich das an, eine weitere Frage, bei der Sie die Zeit der Leute verschwendet haben
@JCRM Jeder Benutzer, der einen Stapelaustauschbeitrag liest oder mit ihm interagiert, tut dies auf freiwilliger Basis, weil er es tun möchte. Wenn Sie der Meinung sind, dass Ihre Zeit nicht gut damit verbracht wird, ausführlich mit diesem Beitrag zu interagieren, gibt es dafür eine einfache und offensichtliche Lösung, oder?
Die einfache und offensichtliche Lösung besteht darin, ein solches schlechtes Verhalten anzuprangern, damit es sich nicht normalisiert.
@JCRM Ich habe etwas mehr Platz für diese Diskussion geschaffen, an der sich auch andere beteiligen können: Verschwende ich wirklich "die Zeit der Leute", indem ich eine KSP-bezogene Frage poste und sie dann beantworte, wenn es 4 enge Abstimmungen gab?
Ich habe es genossen, die Simulation zu sehen. Danke, äh.
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