Was ist eine „Segelinsel der Stabilität“?

Die „Segelbootinsel“ hat ihren Namen von einem Poincaré-Surface-of-Section (SOS)-Plot einer potenziell stabilen S-Typ-Familie von Umlaufbahnen im Pluto-Charon-System. Aus dem Blogbeitrag von NASA Ames mit dem Titel Playing Marbles at Pluto. Blick auf die dynamische Staubumgebung. Generatoren, Sweeper und Sweet-Spots von Kimberly Ennico:

Othon Winter (UNESP Brasilien) sprach über „On the Relevance of the Sailboat Island for the New Horizons Mission“. Bei der Untersuchung, wo Partikel stabile Umlaufbahnen finden würden, sagte ihre Modellierung eine Region voraus, in der es eine Ansammlung von Umlaufbahnen gab, die durch eine hohe Exzentrizität (e = 0,2 bis 0,8) gekennzeichnet waren und sich um 0,6 Pluto-Charon-große Halbachse (dh zwischen Pluto und Charon) befanden. . Sie nannten es „Segelboot-Insel“, weil es auf einer Exzentrizitäts-zu-Entfernung-von-Pluto-Kurve wie ein Segelboot aussah. Diese Population von „stabilen Umlaufbahnen“ war aus früheren Arbeiten nicht vorhergesagt worden.

 

Die obige Abbildung stammt von Giuliatti Winter et al. 2010, wo sie eine Familie von Umlaufbahnen namens S-Typ beschreiben, die stabil sind. Die Plots sind in d vs. e. wobei d auf der x-Achse die Pluto-zentrische große Halbachse ist (wie weit vom Pluto-Schwerpunkt entfernt) und e auf der y-Achse die Exzentrizität ist. Die „weißen“ Bereiche sind Orbitlösungen, die sich als stabil erwiesen haben. Gebiet „1“ ist die im Vortrag beschriebene „Segelbootinsel“. Links sind prograde (Neigung = 0) Bahnen, rechts sind retrograde (Neigung = 180 Grad) Bahnen.

Aus A PECULIAR STABLE REGION AROUND PLUTO AND ITS ROLE ON THE NEW HORIZONS MISSION TRAJECTORY (PDF), dessen Autorenliste unter anderem die bereits erwähnten Othon C. und Silvia M. Giuliatti Winter, UNESP São Paulo State University, Brasilien, enthält:

Abbildung 1 : Diagramm von$a$[ große Halbachse ] versus$e$[Exzentrizität] . Der kleine stabile Bereich ist schwarz dargestellt. Die Nennparameter der Partikel sind:$ω,= 0$und$Ƭ > = 0$, wo$ω$ist das Argument von Perizentrum und$Ƭ$ist die Epoche des Perizentrums.

Abbildung 2 : Ein Beispiel einer Poincaré-Oberfläche von Abschnitten für sechs verschiedene Werte der Jacobi-Konstante. Dargestellt sind jeweils nur die Punkte, die den periodischen und quasi-periodischen Bahnen der Familie „BD“ (Broucke, 1968) zugeordnet sind, was der kleinen Region (Abb. 1) entspricht.

         

Abbildung 3 : Der Satz periodischer Umlaufbahnen im synodischen Rahmen für die verschiedenen Werte von$C_J$wie in Abbildung 2 gezeigt. Das Baryzentrum befindet sich bei 0.

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Die nominelle Flugbahn von New Horizons verläuft in der Nähe dieser Region der „Sailboat Island“-Flugbahnen, die nächste bei etwa 1650 km. Es ist noch unklar, ob New Horizons seine Flugbahn anpassen muss, um möglichen Trümmern auf seinem Weg auszuweichen, aber mit den bisherigen Beobachtungen scheint alles klar zu sein. Alan Stern, PI von New Horizons, beschreibt in diesem Artikel mögliche alternative Vorbeiflugbahnen .

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Einige zusätzliche Lektüre:

• Stabile Umlaufbahnen: Die Mission New Horizons zum Pluto (PDF)
• Grenzen des Ringsystems von Pluto seit der Sternbedeckung vom 12. Juni 2006 und Auswirkungen auf die Einschlagsgefahr von New Horizons (PDF)
• Kleine Partikel in Plutos Umgebung: Auswirkungen des Sonnenstrahlungsdrucks (PDF)
• Poincaré-Schnittflächendiagramme (PDF)