限制性三体问题中摄动运动方程的坐标系选择

作者：沈欣和,王文磊,许雪晴,周永宏,廖新浩

摘要：针对限制性三体问题,分别选取以中心天体和摄动体质心为坐标原点的惯性系,及以中心天体为坐标原点的非惯性系,讨论了不同坐标系下天体运动轨道描述的异同。利用运动天体轨道能量E的大小,可以确定受摄运动方程采用椭圆轨道根数还是采用双曲线轨道根数进行描述。为此,推导出一个关于轨道半长径和偏心率满足的临界关系判别式。结果表明,在摄动天体质量较大的情况下,非惯性系中存在大量轨道,这些轨道在原惯性坐标系中是稳定的椭圆轨道,转换到非惯性系中后却无法用椭圆轨道根数进行描述。只能引入双曲线轨道根数来描述轨道,由此将产生非惯性系下摄动运动方程轨道根数类型选择问题。最后,指出选择雅可比坐标系可以避免上述问题,并推导出适用于任意运动区域的具有统一形式的摄动函数展开式。

发文机构：中国科学院大学 中国科学院行星科学重点实验室 中国科学院上海天文台

关键词：限制性三体问题椭圆运动雅可比坐标系摄动运动方程restricted three-body problemelliptical motionJacobi coordinate systemperturbation equations of motion

分类号： P133[天文地球—天体力学][天文地球—天文学]