Quelle est la stabilité des orbites de Lissajous?

Maintenant que le télescope spatial Gaia est en route vers le point lagrangien Soleil-Terre L2 (SEL2), je commence à m'interroger sur la stabilité de l'orbite de Gaia. Le télescope Planck est déjà là, tout comme Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) et d'autres sondes, et de Wikipedia j'ai appris que:

En pratique, toute orbite autour des points lagrangiens L1, L2 ou L3 est dynamiquement instable, ce qui signifie que les petits écarts par rapport à l'équilibre croissent de façon exponentielle au fil du temps.

Gaia a une sorte de système de manoeuvre orbitale (pour emprunter un terme de navette spatiale) et un propulseur à bord, tout comme Planck, mais je me demande à quel point ces orbites sont déterministes et si Planck et Gaia ont des corrections automatiques et une détection de collision dans leurs ordinateurs de vol ; La L2 n'est "qu'à" 1,5 million de km (soit environ 5 secondes-lumière), il y a donc sûrement du temps pour une correction manuelle.

Quelqu'un connaît-il une source qui indique à quel point les orbites de Gaia et de Planck sont différentes, s'il y a des intersections entre leurs plans orbitaux ou même à quel point le besoin d'une correction orbitale imprévue est-il probable? Je connais les formes de Lissajou dans les cours de mathématiques et je sais à quel point le tracé projeté peut différer en fonction de la précision des types de données utilisés dans les calculs (par exemple, float vs double). Comment l'ESA / NASA gère-t-elle cela, maintenant que SEL2 semble devenir un endroit bondé?

— Alexander Janssen
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Bonne question et je pensais en poser une similaire après avoir regardé la webdiffusion de lancement hier. Mais comme il s'agit davantage de la gestion des orbites des vaisseaux spatiaux, des procédures, du contrôle d'attitude et similaires à leur fonction prévue d'observatoires spatiaux, je pense que ce serait mieux adapté à l'exploration spatiale . Ce n'est pas strictement hors sujet en astronomie , alors je vous laisse le soin. Si vous acceptez qu'il doit être migré, veuillez l'indiquer dans un commentaire ou signaler votre question à l'attention du modérateur. À votre santé!

— TildalWave

Oh, je ne connaissais pas l'exploration spatiale, merci pour le pointeur. Quant à la question de la migration de la question, je ne sais pas. Il conviendrait probablement aux deux endroits, mais l'astronomie recherche de bonnes questions pour le sortir de la version bêta, comme je l'ai lu quelque part. Si personne ne se plaint, je le garderais ici; si aucune bonne réponse n'apparaît, nous pourrions toujours la migrer si cela convient à tout le monde.

— Alexander Janssen

Ce document (accès à l'institution ou paiement requis) établit plutôt des parallèles intéressants avec les astéroïdes. Malheureusement, je ne connais pas suffisamment le sujet pour rédiger une réponse qui rende justice à la question.

— Moriarty

J'en ai trouvé un intéressant: arc.aiaa.org/doi/abs/10.2514/6.2002-4528 (Contrôle par satellite volant en formation autour du point de libération L2 Soleil-Terre) Il a presque exactement ce dont vous avez besoin, mais je n'ai pas de accès complet dès maintenant.

— Cheeku

Le rapport original de Gaia sur la science et la technologie (voir page 221, voir aussi le résumé ) donne une analyse de l'orbite de Lissajous. D'après ce que je comprends, Gaia sera placé dans une orbite de Lissajous de petite amplitude, lui donnant un rayon orbital de km loin de km le long de l'axe Soleil-Terre. $\sim400000$ $\sim100000$

En plus du fait que cette orbite est intrinsèquement instable, la pression de rayonnement variable du soleil provoque une déstabilisation stochastique de l'orbite. La prévision est qu'une fois en orbite, une petite correction de vitesse de m / s est nécessaire environ une fois par mois afin de maintenir l'orbite. $\sim1$

D'après un résumé sur l'orbite de Planck, il semble que cela s'applique également à Planck.

Que le point SEL2 soit «encombré» ne me semble pas être un si gros problème. Une fois les satellites éteints (Planck et Herschel ne sont plus actifs), leur orbite se déstabilisera rapidement, se retirant ainsi de la région. Mais plus important encore, le rayon orbital est comparable à la distance à la lune, c'est vraiment une très grande quantité d'espace. Étant donné que ces satellites ne font que quelques mètres de diamètre, la probabilité d'une collision est probablement négligeable.

— Michael B.
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