¿Por qué la precesión nodal se ve afectada por el período de rotación del planeta?

Él j 2 término en la ecuación de precesión nodal tiene el período de rotación del planeta. Entiendo que el achatamiento de la esfera con un abultamiento ecuatorial induce un torque en la órbita de un satélite, lo que provoca su precesión. Pero, ¿por qué la rotación del planeta afecta este proceso?

No lo es, al menos no directamente. Por supuesto, la rotación de un cuerpo puede conducir a una forma achatada, pero por pura j 2 (es decir, sin gravedad grumosa) y gravedad newtoniana (sin arrastre de marco, etc.) no debería haber un efecto directo de la rotación del planeta en la órbita, siempre que esté fuera de la atmósfera, etc. ¿Puede señalar en qué parte de ese artículo de Wikipedia ¿Crees que esto se afirma? no lo veo
Consulte esta sección: en.wikipedia.org/wiki/Nodal_precession#Equation , donde analizan el término J2. Contiene la "tasa de rotación del cuerpo central".
¡Ay, ahí está! Bien, veamos a dónde va esto. siempre supuse j 2 es una cantidad medida, en lugar de derivada. Es posible que los dos sean idénticos para un cuerpo homogéneo, pero para una Tierra con una distribución heterogénea de tipos y densidades de materiales, pensé que habría una diferencia suficiente donde un modelo de equilibrio simple no predeciría el campo de gravedad resultante. exactamente, ni siquiera el j 2 término. Mi corazonada es que el artículo está agitando las manos sin reconocerlo .
De los enlaces en la pregunta (actualmente sin respuesta) Para la relación matemática entre J2 (km ^ 5 / s ^ 2) y J2 adimensional, ¿cuál se deriva del otro? Puedes ver que al menos allí, j 2 proviene de la expansión armónica zonal de un potencial medido, no derivado de una ecuación simple. Sospecho que el artículo de Wikipedia está usando un juego de manos matemático aquí, o simplemente es perezoso.
Gracias. Podría ser lo último, de wikipedia siendo perezoso. ¡Espero que un poco más de excavación y tiempo me ayuden!
Parece que J_2 aquí está en el marco ECEF. Generalmente, el campo de gravedad se define de dos maneras. Uno sin contabilidad centrífuga. Y con contabilidad de fuerza centrífuga. Parece que lo último que se menciona es wiki.
@karthikeyan si llega a una conclusión y nadie más ha publicado una respuesta, está perfectamente bien responder su propia pregunta y aceptarla.
@uhoh: ¡necesitaré más tiempo para entender la jerga que se derrama en los comentarios! De todos modos, gracias por señalarme
¿Cómo estás? ¿Algo más que pueda agregar a continuación?

Respuestas (1)

¿Por qué la precesión nodal se ve afectada por el período de rotación del planeta?

No lo hace , al menos no directamente.


La primera ecuación allí para la tasa de precesión ω pag :

ω pag = 3 2 R mi 2 ( a ( 1 ϵ 2 ) ) 2 j 2 ω porque ( i )

depende de los parámetros de la órbita ( a , ϵ , ω , i) y el radio ecuatorial de la Tierra R mi y su "segundo factor de forma dinámico ( 5 C 20 )" o j 2 término. No hay una dependencia explícita de la tasa de rotación de la tierra ni se debe esperar, como j 2 es una expresión relacionada con un término axisimétrico.

Pero el artículo de Wikipedia continúa usando una ecuación diferente que intenta predecir el valor j 2 término basado en algún modelo de equilibrio de un cuerpo giratorio. El artículo dice:

Esta última cantidad está relacionada con la oblatividad de la siguiente manera:

j 2 = 2 ϵ mi 3 R mi 3 ω mi 2 3 GRAMO METRO mi

sin realmente dar una fuente para esto o una explicación.

En mi opinión, el artículo de Wikipedia podría mejorarse explicando que esta ecuación no es necesariamente fundamental, ni debe usarse para generar un valor para j 2 que luego se usaría para propagar la órbita de una nave espacial.

La oblatividad o ϵ mi en la ecuación proviene de la superficie de la Tierra, mientras que una medida precisa de j 2 solo provendrá de cuidadosas mediciones experimentales del campo gravitatorio de la Tierra, que resulta de la distribución tridimensional real de la masa dentro del volumen total de la Tierra.

Un pequeño cuerpo rocoso j 2 no estaría relacionado con su velocidad de rotación ya que las fuerzas centrífugas no definirían su forma. Sin embargo, cuanto más grande sea el cuerpo y más pueda fluir para alcanzar una distribución de masa de equilibrio, más estrecha será la relación entre su velocidad de rotación y la distribución de masa y, por lo tanto, la relación entre su velocidad real. j 2 y el predicho por la segunda ecuación.