吻切轨道
吻切轨道（osculating orbit）是太空中的天体在给定时间瞬间的开普勒轨道（即椭圆或其他二次曲线）。这是在天文学，特别是天文动力学，当中心的天体不受到摄动时[1]，这就是当前的轨道向量状态（位置和速度）的轨道。
一个吻切轨道和该天体的位置能以六个标准的开普勒的轨道要素（吻切要素）充分的描述，只要知道相对于中心天体的位置和速度，就很容易计算。在没有摄动的情形下，吻切要素将保持不变。然而，真正的天体轨道都会经历摄动，这会导致吻切要素的改变，而且有时会非常的快速。在一般性运动（因为它们主要是行星、月球和其他行星的卫星）的天体力学分析中通常会排除，可以由一组平均要素与长期和周期性的项目描述。在小行星的情况，已经展出一套新的自身轨道要素系统，使它们轨道最重要的形式能够呈现。
"吻切"这个字源自拉丁文，意思就是吻，它是用于文章前后实质的关联上。在时间上的任何一点，一个天体的吻切轨道是与它真实轨道相切的，天体就位于这个切点上－－并且如果将摄动移除掉，会有着相同的曲率。
摄动导致吻切轨道的改变可以肇因于：
- 中心的天体不是球体（当中心的天体不能当成质点，或是质量分布不是球对称，例如当它是扁椭球体）。
- 第三个天体或多个其他的天体，它的引力影响了轨道上的天体，例如月球的引力对环绕地球天体的影响。
- 对天体非引力的作用，例如力量的上升，来自：
在不同的非惯性座标系统（例如，在与主要的赤道有共同历程的参考系统），以及（非旋转）惯性参考系，天体的轨道参数会有所不同。
以更为通用的术语表示，如果集合这些点，就可以分析受到摄动的轨迹，其中每个切出的点都是一系列的曲线所贡献的，在这个家族中可以改变曲线的参数叫做轨道要素。通常（但不一定），这些被选择的曲线是开普勒的二次圆锥曲线，并且所有的都共用相同的焦点。在大多数情况下，这可以很方便地设置这些曲线切线相交的轨迹。遵循此一条件（以及在没有摄动力下，中心天体的重力将产生进一步的条件：在所有相同的切点有相同的曲率）的曲线被称为吻切，而改变这些曲线的参数被称为吻切要素。在某些情况下，轨道运动的描述可以选择简化和近似的非吻切的轨道要素。同样的，在某些情况下，标准（拉格朗日型或德洛奈型）方程式提供非吻切的轨道要素[2]。
相关条目 编辑
参考资料 编辑
- ^ F R Moulton, 'Introduction to Celestial Mechanics'，（1902, Dover reprint 1970）, at pp.322-3.
- ^ For details see: Efroimsky, M. 2006. ``Gauge Freedom in Orbital Mechanics." Annals of the New York Academy of Sciences, Vol. 1065, pp. 346 - 374（astro-ph/0603092）; Efroimsky, M., and Goldreich, P. 2003. ``Gauge Symmetry of the N-body Problem in the Hamilton-Jacobi Approach." Journal of Mathematical Physics, Vol. 44, pp. 5958 - 5977（astro-ph/0305344）.
外部链接 编辑
- Diagram of a sequence of osculating orbits for the escape from Earth orbit by the ion-driven SMART-1 spacecraft: http://sci.esa.int/science-e/www/object/index.cfm?fobjectid=35722（页面存档备份，存于互联网档案馆）
- A sequence of osculating orbits for the approach to the Moon by the SMART-1 spacecraft: http://sci.esa.int/science-e/www/object/index.cfm?fobjectid=36359（页面存档备份，存于互联网档案馆）
- Osculating orbits in a restricted 3-Body problem（页面存档备份，存于互联网档案馆） (video, YouTube)
- Osculating orbits in a 3-Body Lagrange problem（页面存档备份，存于互联网档案馆） (video, YouTube)
- Osculating orbits in a 4-Body Lagrange problem（页面存档备份，存于互联网档案馆） (video, YouTube)
- Osculating orbits in the Pythagorean 3-Body problem（页面存档备份，存于互联网档案馆） (video, YouTube)