리사주 궤도
궤도 역학에서 리사주 궤도(영어: Lissajous orbit)는 쥘 앙트완 리사주(Jules Antoine Lissajous)의 이름을 따서 명명된 것으로, 어떤 물체가 추진력 없이 3체 시스템의 라그랑주 점 주위를 돌아 갈 수 있는 준주기적 궤도이다. 라그랑주 점 주위의 랴푸노프 궤도는 두 천체의 평면 상에 완전히 놓여 있는 곡선 경로이다. 대조적으로 리사주 궤도는 이 평면에 수직인 구성요소를 포함하며 리사주 곡선에 따른다. 헤일로 궤도(halo orbit)에서도 평면에 수직인 구성 요소가 포함되지만 주기적인 반면에 리사주 궤도는 일반적으로 그렇지 않다.
실제로, 라그랑주 점 L1, L2 또는 L3 주변의 모든 궤도는 동적으로 불안정하여 평형에서 약간의 이탈은 시간이 지남에 따라 증가한다[1] 결과적으로 이러한 라그랑주 점 궤도의 우주선은 궤도 스테이션 유지(orbit station-keeping)를 수행하기 위해서는 추진 시스템을 사용해야 한다. 궤도가 완벽하게 안정적이지는 않지만 위치 유지를 위한 적당한 노력에 의하면 우주선을 원하는 리사주 궤도에 오랫동안 유지할 수 있다.
다른 영향이 없다면 라그랑주 점 L4 와 L5 주위의 궤도는 두 주요 물체의 질량 비율이 약 25보다 크면 동적으로 안정적이다.[2] 자연 역학에 의하여 평형에서 약간 교란되더라도 추진 시스템을 사용하지 않고도 우주선(또는 자연 천체)은 라그랑주 점 근처에 유지된다.[3] 그러나 이 궤도는 근처에 있는 다른 거대한 물체에 의해 불안정해질 수 있다. 예를 들어, L4 및 L5 점 주위의 궤도는 행성의 섭동으로 인해 수십억 년이 아니라 수백만 년 동안만 지속될 수 있다.[4]
리사주 궤도를 이용하는 우주선[편집]
리사주 궤도는 여러개의 임무에서 이용되어, 태양–지구 L1의 ACE[5] 태양–지구 L1의 SOHO, 태양–지구 L1의 DSCOVR,[6] 태양–지구 L2의 WMAP[7] 또한 L1에서 태양 입자 수집 임무를 수행한 제네시스 우주선 등이 있다.[8] 2009년 5월 14일, 유럽 우주국 (ESA)은 태양-지구 L2에서 리사주 궤도를 사용하는 허셜 우주망원경 및 플랑크 우주망원경을 발사했다.[9] ESA의 현재 가이아 임무에서도 태양-지구 L2의 리사주 궤도를 이용한다.[10] 2011년 나사는 지구-달 L1 및 L2의 리사주 궤도를 통해 두 대의 테미스 우주선을 지구궤도에서 달 궤도로 이송하였다.[11] 2018년 6월, 중국의 창어 4호 달 착륙선 임무를 위한 중계 위성인 Queqiao는 지구-달 L2 주위의 궤도에 진입했다.[12] [a]
소설에서의 등장[편집]
아서 C. 클라크와 스티븐 백스터의 2005년 공상과학 소설인 《태양풍》(Sunstorm) 에서는 치명적인 태양 폭풍으로부터 지구를 보호하기 위해 우주에 거대한 방패가 건설되었는데, 이 방패는 L1 지점의 리사주 궤도에 있는 것으로 설명된다. 이 소설에서 부유하고 권력이 센 사람들의 무리는 방패의 지구 반대편인 L2 지점에 숨어서 지구와 달에 의하여 태양 폭풍으로부터 보호를 받는다.
각주[편집]
참고 문헌[편집]
- ↑ “ESA Science & Technology: Orbit/Navigation”. European Space Agency. 2009년 6월 14일. 2009년 6월 12일에 확인함.
- ↑ “A230242 - Decimal expansion of (25+3*sqrt(69))/2”. 《OEIS》. 2019년 1월 7일에 확인함.
- ↑ Vallado, David A. (2007). 《Fundamentals of Astrodynamics and Applications》 3판. Springer New York. ISBN 978-1-881883-14-2. (paperback), (hardback).
- ↑ Lissauer, Jack J.; Chambers, John E. (2008). “Solar and planetary destabilization of the Earth–Moon triangular Lagrangian points”. 《Icarus》 195 (1): 16–27. Bibcode:2008Icar..195...16L. doi:10.1016/j.icarus.2007.12.024.
- ↑ Advanced Composition Explorer (ACE) Mission Overview, Caltech, retrieved 2014-09-06.
- ↑ SpaceX Falcon 9 successfully launches the DSCOVR spacecraft, NASA, retrieved 2015-08-05.
- ↑ WMAP Trajectory and Orbit, NASA, retrieved 2014-09-06.
- ↑ Genesis: Lissajous Orbit Insertion, NASA, retrieved 2014-09-06.
- ↑ “Herschel: Orbit/Navigation”. ESA. 2006년 5월 15일에 확인함.
- ↑ “Gaia's Lissajous Type Orbit”. ESA. 2017년 3월 18일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2006년 5월 15일에 확인함.
- ↑ ARTEMIS: The First Mission to the Lunar Libration Orbits
- ↑ Jones, Andrew (2018년 6월 14일). “Chang'e-4 relay satellite enters halo orbit around Earth-Moon L2, microsatellite in lunar orbit”. 《SpaceNews》. 2019년 1월 6일에 확인함.
외부 링크[편집]
- Koon, W. S.; M. W. Lo; J. E. Marsden; S. D. Ross (2006). 《Dynamical Systems, the Three-Body Problem, and Space Mission Design》 (PDF). 2020년 3월 2일에 원본 문서에서 보존된 문서.
- Koon, Wang Sang; 외. (2000). 〈Dynamical Systems, the Three-Body Problem, and Space Mission Design〉 (PDF). 《International Conference on Differential Equations》. Berlin: World Scientific. 1167–1181쪽.