Лунная орбита - Lunar orbit

Луны с орбиты Луны с планеты Земля поднимается над горизонтом , взятая на Apollo 8 миссии по астронавтом Уильямом Андерсом 24 декабря 1968 года.

В астрономии , лунная орбита (также известная как селеноцентрическая орбита ) является орбитой объекта вокруг Луны .

В космической программе это относится не к орбите Луны вокруг Земли , а к орбитам различных пилотируемых или беспилотных космических аппаратов вокруг Луны. Высота в Апоцентре (самой дальней точка от центра притяжения) для орбиты Луны известна как апоселении , apocynthion или aposelene , в то время как периапсида (точка ближе всего к центру притяжения) известна как периселении , pericynthion или periselene , из имена или эпитеты богини луны .

Низкая лунная орбита ( LLO ) - это орбиты ниже 100 км (62 миль) над уровнем моря. У них период около 2 часов. Они представляют особый интерес при исследовании Луны, но страдают от эффектов гравитационного возмущения, которые делают их наиболее нестабильными и оставляют только несколько возможных наклонов орбиты для неопределенных замороженных орбит , что полезно для длительного пребывания в LLO.

Роботизированный космический корабль

Советский Союз послал первый космический аппарат вблизи Луны, роботизированного автомобиля Луна 1 , 4 января 1959 г. Он прошел в 6000 километров (3200 NMI; +3700 миль) от поверхности Луны, но не достиг лунной орбиты. Луна-3 , запущенная 4 октября 1959 года, была первым космическим аппаратом-роботом, завершившим окололунную свободную обратную траекторию , но не по лунной орбите, а по траектории в виде восьмерки, которая охватила обратную сторону Луны и вернулась на Землю. Этот аппарат предоставил первые снимки обратной стороны лунной поверхности.

Советская Луна-10 стала первым космическим кораблем, который фактически облетел Луну в апреле 1966 года. Он изучал поток микрометеороидов и лунную среду до 30 мая 1966 года. Следующая миссия, Луна-11 , была запущена 24 августа 1966 года и изучала Луну. гравитационные аномалии, радиация и измерения солнечного ветра.

Первым космическим аппаратом Соединенных Штатов, вышедшим на орбиту Луны, был Lunar Orbiter 1 14 августа 1966 года. Первая орбита была эллиптической , с аполуной в 1 008 морских миль (1867 км, 1160 миль) и опасностью 102,1 морских миль (189,1 миль). км; 117,5 миль). Затем орбита была сделана круговой на расстоянии около 170 морских миль (310 км; 200 миль), чтобы получить подходящие изображения. Пять таких космических аппаратов были запущены в течение тринадцати месяцев, и все они успешно составили карту Луны, в первую очередь с целью поиска подходящих мест для посадки в рамках программы «Аполлон» .

Самым последним из них был Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer (LADEE), который стал экспериментом по баллистическому удару в 2014 году.

Пилотируемый космический корабль

В программах Apollo «сек Service Module / Command (CSM) остается в лунной парковочной орбите , а лунный модуль (LM) приземлился. Комбинированный CSM / LM сначала выйдет на эллиптическую орбиту, номинально 170 морских миль (310 км; 200 миль) на 60 морских миль (110 км; 69 миль), которая затем была изменена на круговую орбиту стоянки около 60 морских миль ( 110 км; 69 миль). Орбитальные периоды варьируются в зависимости от суммы апоапсиса и периапсиса , и для CSM они составили около двух часов. Последовательность посадки LM началась с выведения на спусковую орбиту (DOI), чтобы опустить их перицентр примерно до 50 000 футов (15 км; 8,2 морских миль), выбранных во избежание столкновения с лунными горами, достигающими высоты 20 000 футов (6,1 км; 3,3 миль). После второй миссии посадки процедура была изменена на Аполлоне 14, чтобы сэкономить больше топлива LM для его механического спуска, за счет использования топлива CSM для выполнения сжигания DOI, а затем подъем его перицентра обратно на круговую орбиту после того, как LM совершил посадку.

Эффекты возмущения

Гравитационные аномалии, слегка искажающие орбиты некоторых лунных орбитальных аппаратов, привели к обнаружению массовых концентраций (получивших название масконов ) под поверхностью Луны, вызванных большими ударами тел в какое-то отдаленное время в прошлом. Эти аномалии имеют достаточную величину, чтобы вызвать значительные изменения лунной орбиты в течение нескольких дней. Они могут привести к тому, что отвес свешивается примерно на треть градуса по вертикали, указывая на маскон, и увеличивает силу тяжести на полпроцента. Apollo 11 первая пилотируемая посадки миссия использовала первую попытку для коррекции эффекта возмущений (замороженные орбиты не были известны в то время). Орбита парковки была «сделана по кругу» в 66 морских миль (122 км; 76 миль) на 54 морских мили (100 км; 62 мили), что, как ожидалось, станет номинальной круговой 60 морских миль (110 км; 69 миль), когда LM совершила обратное рандеву с CSM. Но эффект был переоценен в два раза; при сближении орбита была рассчитана на 63,2 морских мили (117,0 км; 72,7 мили) на 56,8 морских миль (105,2 км; 65,4 мили).

Изучение воздействия масконов на лунные космические корабли привело к открытию в 2001 году " замороженных орбит ", имеющих четыре орбитальных наклонения : 27 °, 50 °, 76 ° и 86 °, при которых космический корабль может оставаться на низкой орбите неопределенное время. . В Apollo 15 субспутник ПФС-1 и Apollo 16 субспутник ПФС-2 , как небольшие спутники , высвобождаемые из Apollo служебного модуля , способствовали этому открытию. PFS-1 оказался на длительной орбите с наклонением 28 ° и успешно выполнил свою миссию через полтора года. PFS-2 был размещен на особенно нестабильном наклонении орбиты 11 ° и продержался на орбите всего 35 дней, прежде чем упал на поверхность Луны.

Смотрите также

Рекомендации