Об асимптотических свойствах вековой части пертурбационной функции в ограниченной круговой задаче трех тел

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Исследованы асимптотические свойства вековой части пертурбационной функции в ограниченной пространственной круговой задаче трех тел, когда вековая часть представлена в виде степенного ряда по малому параметру μ, равному отношению большой полуоси невозмущенной орбиты точки нулевой массы к радиусу круговой орбиты внешнего тела (Юпитера). Предполагается, что μ < 1 (внутренний вариант). Описан новый вывод вековой части на основе применения формулы Парсеваля с последующим представлением коэффициентов ряда через функции Гаусса и Клаузена. Исследован — в плоскости оскулирующих элементов e, ω — радиус сходимости редуцированного ряда для разных значений μ при фиксированных значениях константы Лидова–Козаи, построены области сходимости и расходимости ряда. Показано, что в областях расходимости степенной ряд является асимптотическим по Пуанкаре, при этом степень аппроксимации ряда его частичной суммой сохраняет высокие значения вплоть до семидесяти членов ряда. Показано, что асимптотические свойства ряда ухудшаются на кривых неаналитичности ряда и полностью пропадают в малой окрестности μ = 1. Асимптотичность ряда позволяет, используя традиционные методы теории возмущений, исследовать эволюцию кеплеровских элементов орбиты для всех значений μ из интервала [0, 1), исключая случай μ ≈ 1.

Full Text

Restricted Access

About the authors

П. С. Красильников

Московский авиационный институт (национальный технический университет)

Author for correspondence.
Email: a.dobroslavskiy@gmail.com
Russian Federation, Москва

А. В. Доброславский

Московский авиационный институт (национальный технический университет)

Email: a.dobroslavskiy@gmail.com
Russian Federation, Москва

References

  1. Laplace P. Traité de mécanique céleste. V. 1. Paris: Charles Crapelet, 1799.
  2. Le Verrier U.-J. Annales de l’Observatoire de Paris. V. 1. Chapitre IV. Développement de la fonction qui sert de base au calcul des perturbations des mouvements des planètes. Recherches astronomiques. Paris: Mallet-Bachelier, 1855. P. 258–342.
  3. Hansen P. A. Entwickelung des Products einer Potenz des Radius Vectors mit dem Sinus oder Cosinus eines Vielfachen der wahren Anomalie in Reihen. Leipzig, 1852. P. 181–281.
  4. Hill G. W. On the development of the perturbative function in periodic series // The Analyst. 1875. V. 2. Iss. 6. P. 161–180.
  5. Tisserand F. Traité de Mécanique Céleste. Paris: Gauthier-Villars, 1889.
  6. Kozai Y. The motion of a close earth satellite // Astronomical J. 1959. V. 64. P. 367–377. doi: 10.1086/107957.
  7. Kaula W. M. Development of the Lunar and Solar Disturbing Functions for a Close Satellite // Astronomical J. 1962. V. 67. doi: 10.1086/108729.
  8. Брумберг В. А. Разложение пертурбационной функции в спутниковых задачах // Бюл. Ин-та теорет. астрономии. 1967. Т. 11 № 2. С. 73–83.
  9. von Zeipel H. Sur ľapplication des séries de M. Lindstedt a l’etude du mouvement des cometes periodiques // Astronomische Nachrichten. 1910. V. 183. P. 345–418.
  10. Laskar J., Boué G. Explicit expansion of the three-body disturbing function for arbitrary eccentricities and inclinations // Astronomy and Astrophysics. 2010. V. 522. Art. ID. A60.
  11. Ito T. High-Order Analytic Expansion of Disturbing Function for Doubly Averaged Circular Restricted Three-Body Problem // Advances in Astronomy. 2016. Art. ID8945090. doi: 10.1155/2016/8945090.
  12. Аксенов Е. П. Осредненная ограниченная круговая задача трех тел // Тр. Ун-та дружбы народов им. П. Лумумбы. 1967. Т. 21. С. 184–202.
  13. Дубошин Г. Н. Теория притяжения. М.: ГИФМЛ, 1961.
  14. Емельянов Н. В. Динамика естественных спутников планет на основе наблюдений. Фрязино: Век 2, 2019. 575 с.
  15. Lidov M. L., Ziglin S. L. Non-restricted double-averaged three body problem in Hill’s case // Celestial Mechanics. 1976. V. 13. P. 471–489.
  16. Kozai Y. Secular perturbations of asteroids with high inclination and eccentricity. // Astronomical J. 1962. V. 67. P. 591–598.
  17. Лидов М. Л. Эволюция орбит искусственных спутников планет под действием гравитационных возмущений внешних тел // Искусственные спутники Земли. 1961. Т. 8. С. 5–45.
  18. Пуанкаре А. Избранные труды в трех томах. Т. 1. М.: Наука, 1971. 772 с.
  19. Lidov M. L., Ziglin S. L. The analysis of restricted circular twice-averaged three body problem in the case of close orbits // Celestial Mechanics. 1974. V. 9. Iss. 2. P. 151–173.
  20. Вашковьяк М. А. Эволюция орбит в ограниченной круговой двукратно осредненной задаче трех тел. I. Качественное исследование // Косм. исслед. 1981. Т. 19. № 1. С. 5–18. (Cosmic Research. 1981. V. 19. P. 1–10.)
  21. Gronchi G. F. Generalized averaging principle and the secular evolution of planet crossing orbits // Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy. 2002. V. 83. P. 97–120.
  22. Gronchi G. F., Milani A. The stable Kozai state for asteroids and comets with arbitrary semimajor axis and inclination // Astronomy and Astrophysics. 1999. V. 341. P. 928–935.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Coordinate systems, variables of the problem

Download (100KB)
3. Fig. 2. Comparison of Fourier series (11) with (14)

Download (71KB)
4. Fig. 3. Orbital intersection curves

Download (51KB)
5. Fig. 4. Surface isolines ρ = ρ (e, ω, c1) at c1 = 0.1 (a) and c1 = 0.4 (b)

Download (149KB)
6. Fig. 5. Graph of the behaviour of the function R**

Download (62KB)
7. Fig. 6. (a) - divergence by oscillation type; (b) - divergence by secular type

Download (93KB)

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences