Чи може природний супутник існувати на геостаціонарній орбіті?

22

Переглядаючи Physics SE, я помітив запитання про супутники на геостаціонарній орбіті (не пов'язані з тим, про кого я тут прошу), і на мить я трактував це як посилання на природні супутники (наприклад, Місяць). Тому я задумався: Чи може природний супутник існувати на геостаціонарній орбіті?

Тоді я зупинився і подумав. Для великих газових гігантів, таких як Юпітер, занадто близькі місяці до планети можуть бути фатальними (для Місяця). Якщо він заходить всередині планети Рош, це тост. Але є добра новина: межа Рош залежить як від маси, так і від щільності первинного тіла і супутника. Тож, можливо, ця причина не застосовується, оскільки високомасовий природний супутник міг би вижити. Тож питання змінюється:

Чи міг би природний супутник високої маси з високою щільністю зайняти геостаціонарну орбіту над його основним тілом?

orbit natural-satellites

— HDE 226868
джерело

1

Цікаво, чи мало неточностей у питанні. Обмеження плотви не залежить як від щільності, так і від маси тіла, що перебуває у стані. Скоріше, це залежить від щільності / маси обох тіл і радіуса одного тіла. Дивіться en.wikipedia.org/wiki/Roche_limit#Rigid-satellite_calculation

— sampathsris

Інша справа, щоб супутник був захищений від припливних сил, він не повинен бути низькомасовим і низької щільності. Швидше за все, супутник повинен бути масовим і високої щільності . Більші (таким чином важчі) супутники, як Харон Плутона, як правило, залишаться. адже межа Рош нижча для важчих / щільніших супутників.

— sampathsris

Дякую, @Krumia, я не можу повірити, що я зіпсував це. Я кілька разів перевіряв формули, перш ніж розміщувати їх, але, мабуть, я змішав основний і супутниковий.

— HDE 226868

@Krumia Ах, тепер я знаю, що я думав. Більш масивний супутник означає більше гравітаційної сили між ними, тобто два будуть ближче один до одного, можливо, заперечуючи наслідки меншої межі Роша. Я можу не змінити свої зміни.

— HDE 226868

20

Звичайно, природний супутник (Місяць) міг мати орбітальний період, рівний періоду віджиму його господаря (за умови, що така орбіта була б доступною). Однак тертя припливів, які можуть призвести до такого блокування, є досить слабким, тому це має бути рідкісним шансом. Більше того, збурення на орбіту інших лун чи їх зірки-господаря можуть вивести Місяць із такої орбіти.

З іншого боку, досить поширеним є те, що орбітальний період Місяця дорівнює їхньому (а не періоду віджимання) їхнього господаря. Це саме так для Земного Місяця (можна сказати, що Земля знаходиться на "селеностаціонарній" орбіті) і, природно, відбувається у формі припливної взаємодії планети з її Місяцем.

— Вальтер
джерело

22

Так. Харон знаходиться на синхронній орбіті Плутона. Плутон і Харон взаємно замикаються припливом.

— HopDavid
джерело

Цікаво. Я не вважав Плутона і Харона. Це досить хороший приклад. Я зауважу, що це особливий випадок (тобто Харон не завжди повинен був би представити одне обличчя Плутону).

— HDE 226868

6

Потрібна була б дуже точна траєкторія, щоб астероїд опинився на геостаціонарній орбіті . Це не відбувається випадково. Компанії, що надають космічні польоти, повинні докласти реальних зусиль, щоб розмістити там супутники зв'язку своїх клієнтів. І геостаціонарний не дуже стабільний вид орбіти. Міняча сила Місяця витягує супутники зі своїх геостаціонарних орбіт, коли супутники щодня рухаються все ближче та далі від нього, коли Земля обертається. ГЕО становить приблизно десяту частину відстані до Місяця. Супутники потребують своїх маленьких ракетних двигунів, щоб виконувати повторювані станції маневрів, щоб залишитися там. Земля не має стійкого природного супутника на жодній орбіті, крім Місяця.

— LocalFluff
джерело

1

Це не дає відповіді на запитання. ОП не запитувала, чи буде це легко чи ні, але якщо це буде можливо. Я не бачу жодної причини, чому планета не могла мати Місяць на нерухомій орбіті (я не хочу використовувати термін GEOstationary, оскільки це стосується лише Землі). Насправді Місяць Харона Плутона знаходиться на синхронній орбіті навколо Плутона (вони взаємно замкнуті ). Стаціонарна орбіта не була б занадто далеко! Moreoer, обурення, яке ви згадуєте на геосатах, можуть чи не впливати на масовий місяць

— Етьєн Пеллегріні

@Etienne Pellegrini Якщо вони впорядковані, вони мають нерухомі стосунки. Земля не рухається по небу, як це видно з Місяця. І супутник не може назавжди залишитися на нерухомій орбіті. Сонце, ексцентриситет орбіти супутника, сили припливу з часом змінять його орбіту.

— LocalFluff

Ну, я згоден, орбіта з часом змінилася б. Але ці зміни можуть бути досить повільно , що ви можете розглянути орбіту стаціонарності для деякого діапазону часу (який може бути досить довгим, орбіта Місяця навколо Землі не змінюється , що швидко ...). Сказати, що нерухома орбіта неможлива через збурення - це як сказати, що кругова орбіта ніколи не можлива. Думаю, все залежить від розглянутих часових масштабів

— Етьєн Пеллегріні

Я, на жаль, погодився б з @EtiennePellegrini, що це не відповідає на моє запитання, хоча це їжа для роздумів. Наприклад, можливо, в майбутньому можна буде перемістити невеликий (читати: дуже маленький) астероїд на геостаціонарну орбіту (див. Ваше цікаве питання astronomy.stackexchange.com/questions/6182/… ).

— HDE 226868

Я думав про природні супутники, захоплені Землею. Ваше запитання ширше. Я мало що про це знаю. Тут хорошим моментом HopDavid є те, що подвійні планети, як Плутон-Харон, як правило, отримують синхронні орбіти. Припливні сили допомагають синхронізувати обертання планети та Місяця, а не лише самої орбіти.

— LocalFluff

5

Харон і Плутон - погані приклади. Вони мають порівнянну масу: Плутон лише в 9 разів важчий за Харона (Земля у 81 рази масивніша за Місяць), тому центр маси в цій системі лежить поза основним тілом (приблизно в 1000 км від поверхні Плутона).

Основна проблема супутників - це межа Roche. Для системи Eath-Moon радіус Рош становить близько 15500 км від центру до центру (7400 км від поверхні до поверхні). Геостаціонарна орбіта для Землі знаходиться 42 164 від центру Землі або 35 786 від поверхні геоїдів (рівень моря). Він працює лише на екваторіальній рівнині (Місяць нахилений 18,3-28,6 до земного екватора). Отже, планета розміром Землі може мати супутник розміром Місяця на геостаціонарній орбіті. У далекому минулому наш Місяць був набагато ближче - можливо, приблизно 50 000 км (приблизно 60 000 від центру до центру).

— Максим Трофімов
джерело

1

Геостаціонарна орбіта вимагає: * Точної відстані між тілами, даючи орбітальний одноденний період. * Екваторіальна орбіта, так що супутник завжди знаходиться на одній широті (якщо ні, його називають геосинхронною орбітою) * Кругова орбіта.

Отримати один із цих параметрів точно випадково лише вкрай малоймовірно. Якби ми знайшли супутник, на якому всі троє на місці, нам, мабуть, доведеться почати розглянути можливість того, що його туди поставила якась чужа цивілізація.

— Джон Люнгман
джерело

0

харон і плутон прихильно замкнені, як і місяць до землі. тож можна сказати, що Земля знаходиться на геостаціонарній орбіті з Місяцем. насправді обертання Землі було і буде уповільнюватися місяцем, поки Місяць не буде на геостаціонарній орбіті із землею.

— Стенлі ухиляється
джерело

2

припливне блокування не те саме, що в GEO. У ГЕО місяць завжди знаходився в одній точці на небі, якої це не так.

— jwenting

Однак у випадку Плутона та Харона вони взаємно замкнені, тому Харон залишається у нерухомій точці над Плутоном, а Плутон - у нерухомій точці над Хароном. Ця позиція виникла через те, що два об'єкти мають однакові розміри.

— Джеймс К