宇宙探査は、現代社会が経験した変化に大きな影響を与えました。それがもたらした利益の範囲は広い：最初に宇宙で開拓された新技術の開発、雇用の創出、教育の促進、そして宇宙と生命の根本的なより良い理解.これらの問題やその他の問題は、宇宙活動の成果の 1 つであり、世界の進歩を推進する主要なプレーヤーです。
技術的能力の改善が観察されたにもかかわらず、太陽系の別の天体への宇宙ミッションを設計および実装するための道筋に沿って現れる多くの課題により、このタスクは依然として非常に複雑になっています.私たちの太陽系は、現在の技術を考慮すると強調されますが、別の惑星系の探査に関する見通しは、特にこれらのミッションを克服するために非常に長い距離と時間が必要なため、まだ遠い現実です.
しかし、惑星、小惑星、彗星、準惑星、および惑星衛星への宇宙船の訪問を含む宇宙探査活動に対する政府および民間企業の財政的支援の増加に伴い、そのような天体の周りの天文環境を調査するための研究の必要性が高まっています。これらのミッションの計画にとって基本的に重要です。この問題を解明するための良い例として、天体の表面を周回し、探査機を着陸させる予定のミッションについて読者に紹介します。たとえば、特定の物体の周りの安定した軌道の発見は、観測のために宇宙船を配置し、燃料消費を節約するためのより良い地域を示すことができます.これらの領域は、小さなデブリ (リング粒子の可能性もある) や小さな月が存在する可能性が無視できない領域を提供することもあります。
太陽の周りの惑星の楕円運動に関する有名なケプラーの法則に従って、天体の周りの宇宙船の運動は、その周りの楕円軌道 (または軌道) に従う必要があります。これは、宇宙船が天体 (システムの中心体とも呼ばれる) の重力により、宇宙船が自身の方向に引っ張られるため、魅力的なフィールドを移動するために発生します。その間、宇宙船は体の表面に衝突するような接近を避けるのに十分な速度を持っています。このバランスにより、宇宙船はシステムの中心体の周りの軌道を維持します。これはケプラー軌道と呼ばれます。
ただし、中心体の引力以外の力の存在は、ケプラー運動を乱し、元の軌道から逸脱する可能性があります。それは、中心体との衝突につながるものを含め、宇宙船がたどる将来の経路にさまざまな可能性をもたらします.物体 (例えば、惑星の月) の周りの宇宙船のケプラー運動にこれらの偏差を引き起こす可能性のある摂動の中で、いくつか挙げることができます:月の不規則な形状と分布による月の重力場の不規則性質量と、惑星や系の他の衛星の引力に起因する三体摂動。
実装された場合、このような乱れた動きを記述する数学的モデルは複雑すぎて、数式の観点から解決できません。これにより、動きの数学的および物理的分析の可能性が制限され、その特性をよりよく理解し、その将来を予測する必要があります。別の方法は、通常、強力な数値計算を採用して、特定のシステムで想定されるすべての物理的効果の下での実際の運動を記述する、目的の数式/解 (存在する場合) に対する非常に正確な数値アプローチを決定することです。しかし、非常に有用な数学的情報が失われている一方で、特に長い時間スケールを考慮した研究では、数値解を見つけるために多くの計算作業と時間が必要になることもあります.
これらのシナリオの代替手段は、平均化手法と呼ばれる手法を使用して力の単純化されたモデルを採用することです。これは、運動の解を提供しませんが (数学的に言えば)、運動のアプローチされた記述を見つけるための計算の数を大幅に簡素化します。そうすることで、いくつかの初期条件に対する感度や計算時間と労力の大幅な削減などの数値的アプローチの問題を回避することができ、運動に関する定性的な情報を提供することもできます。
これらのアイデアを使用して、ガリレオの月カリストの周りの宇宙船の動きが分析されます。これは、将来の訪問を受ける重要な関心のある月の 1 つです。前述の擾乱力 (木星の引力とカリストの主な形状の不規則性) の単純化されたモデルが提示されています。それらは、この月の周りの宇宙船の軌道の寿命を短縮または延長するこれらの力の影響を定性的に研究することを可能にします。木星の周りのカリストの運動の軌道離心率の影響も分析されています。カリスト周辺の宇宙船の動きを説明するいくつかの重要なパラメータの時間伝播のプロットと、これらのパラメータのいくつかを変化させた寿命のマップを含む図が作成され、提示されています。これらのマップは、月の楕円体形状から来る重力擾乱の下で、周回体が高度に傾斜した軌道にあるために利用可能な時間を延長する条件を見つけるなど、文献で入手可能な結果の有用な検証と改善としても機能します。システムの他の本体。
これらの調査結果は、ジャーナル Astrophysics and Space Science に掲載された、二重平均モデルを使用したカリスト周辺の軌道のライフタイム マップというタイトルの記事で説明されています。この作業は、サンパウロ州立大学の Josué Cardoso dos Santos が主導しました。
