Квазиспутник — это объект , находящийся в определенном типе коорбитальной конфигурации ( орбитальный резонанс 1:1 ) с планетой (или карликовой планетой ), при котором объект остается вблизи этой планеты в течение многих орбитальных периодов.
Орбита квазиспутника вокруг Солнца занимает то же время, что и планета, но имеет другой эксцентриситет (обычно больший), как показано на диаграмме. При наблюдении с точки зрения планеты наблюдателем, обращенным к Солнцу, будет казаться, что квазиспутник движется по продолговатой ретроградной петле вокруг планеты. .
В отличие от настоящих спутников, квазиспутниковые орбиты лежат вне сферы Хилла планеты и нестабильны. Со временем они, как правило, эволюционируют к другим типам резонансного движения, где они больше не остаются в окрестностях планеты, затем, возможно, позже возвращаются на квазиспутниковую орбиту и т. д.
Другие типы орбит в резонансе 1:1 с планетой включают подковообразные орбиты и орбиты головастика вокруг точек Лагранжа , но объекты на этих орбитах не остаются вблизи долготы планеты в течение многих оборотов вокруг звезды. Известно, что объекты на подковообразных орбитах иногда периодически переходят на относительно короткоживущую квазиспутниковую орбиту, [1] и иногда их путают с ними. Примером такого объекта является 2002 AA 29 .
Квазиспутник похож на объект на далекой ретроградной орбите , в другом контексте. Последний термин обычно используется для космического зонда или искусственного спутника на ретроградной орбите вокруг Луны, и период может быть намного короче, чем у Луны, тогда как термин «квазиспутник» обычно относится к объекту, подобному астероиду, период которого аналогичен периоду планеты, квазиспутником которой он считается. Но в обоих случаях объект (астероид, космический зонд), рассматриваемый в системе отсчета, которая вращается вместе с двумя основными объектами (один раз в год для Солнца-Земли, один раз в месяц для Земли-Луны), по-видимому, движется ретроградно по сравнению с этим вращением, тем самым удлиняя свой сидерический период. Таким образом, квазиспутник (с низким наклоном) имеет тенденцию оставаться в определенных созвездиях, а не проходить через весь зодиак. Квазиспутники с высоким эксцентриситетом могут удаляться от своей планеты на довольно большие расстояния, превышающие астрономическую единицу для квазиспутников Земли , таких как 2014 OL 339 .
Слово «геосинхронный» иногда используется для описания квазиспутников Земли, поскольку их движение вокруг Солнца синхронизировано с движением Земли. Однако такое использование нетрадиционно и сбивает с толку. Традиционно геосинхронные спутники вращаются вокруг Земли в прямом направлении, с орбитальными периодами, синхронизированными с вращением Земли.
У Венеры есть один известный квазиспутник, 524522 Zoozve . Этот астероид также пересекает Меркурий и Землю ; похоже, он был «спутником» Венеры только около 7000 лет назад и должен быть выброшен из этой орбитальной конфигурации примерно через 500 лет. [2]
По состоянию на 2023 год у Земли было семь известных квазиспутников:
В долгосрочной перспективе астероиды могут перемещаться между квазиспутниковыми орбитами и подковообразными орбитами , которые вращаются вокруг точек Лагранжа L4 и L5. К 2016 году орбитальные расчеты показали, что все пять известных на тот момент квазиспутников Земли неоднократно перемещаются между подковообразными и квазиспутниковыми орбитами. [8] 3753 Cruithne , [9] 2002 AA 29 , [1] 2003 YN 107 и 2015 SO 2 [5] являются малыми планетами на подковообразных орбитах, которые могут эволюционировать в квазиспутниковую орбиту. Время, проведенное в фазе квазиспутника, отличается от астероида к астероиду. Квазиспутник 2016 HO 3 , как прогнозируется, будет стабильно находиться в этом орбитальном состоянии в течение нескольких сотен лет, в отличие от 2003 YN 107 , который был квазиспутником с 1996 по 2006 год, но затем покинул окрестности Земли и вышел на подковообразную орбиту. [8] [10]
469219 Камоалева ( 2016 HO 3 ) считается одним из самых стабильных квазиспутников Земли, найденных до сих пор. Он находится на расстоянии от 38 до 100 лунных расстояний от Земли. [10]
Предполагается, что у астероида-карликовой планеты 1 Церера есть квазиспутник, пока не имеющий названия (76146) 2000 EU 16 .
(309239) 2007 RW 10 является временным квазиспутником Нептуна . [11] Объект был квазиспутником Нептуна около 12 500 лет и останется в этом динамическом состоянии еще 12 500 лет. [11]
На основе моделирования предполагается, что Уран и Нептун потенциально могут удерживать квазиспутники вплоть до возраста Солнечной системы (около 4,5 миллиардов лет) [12] , но орбита квазиспутника останется стабильной только 10 миллионов лет вблизи Юпитера и 100 000 лет вблизи Сатурна . Известно, что у Юпитера и Сатурна есть квазиспутники. [ необходимо разъяснение ] 2015 OL106 , соорбитальный к Юпитеру, периодически становится квазиспутником планеты и в следующий раз станет таковым между 2380 и 2480 годами.
В начале 1989 года советский космический аппарат «Фобос-2» был выведен на квазиспутниковую орбиту вокруг марсианского спутника Фобоса со средним радиусом орбиты около 100 километров (62 мили) от Фобоса. [13] Согласно расчетам, он мог бы оставаться в ловушке в окрестностях Фобоса в течение многих месяцев. Космический аппарат был потерян из-за неисправности бортовой системы управления.
Известно, что некоторые объекты являются случайными квазиспутниками, что означает, что они не были принудительно приняты в конфигурацию гравитационным влиянием тела, квазиспутниками которого они являются. [14] Известно, что карликовые планеты Церера и Плутон имеют случайные квазиспутники. [ 14 ] В случае Плутона известный случайный квазиспутник, 15810 Arawn , является, как и Плутон, плутино и принудительно принят в эту конфигурацию гравитационным влиянием Нептуна. [14] Это динамическое поведение является повторяющимся, когда Arawn становится квазиспутником Плутона каждые 2,4 млн лет и остается в этой конфигурации в течение почти 350 000 лет. [14] [15] [16]
