¿Qué es una "isla de estabilidad para veleros"?

La "Isla del velero" recibe su nombre de un gráfico de Poincaré Surface-of-Section (SOS) de una familia de órbitas de tipo S potencialmente estable en el sistema Plutón-Caronte. De la entrada del blog de NASA Ames titulada Playing Marbles at Pluto. Mirando el entorno de polvo dinámico. Generadores, Sweepers y Sweet-Spots de Kimberly Ennico:

Othon Winter (UNESP Brasil) disertó sobre “Sobre la Relevancia de la Isla Velero para la Misión Nuevos Horizontes”. Al investigar dónde encontrarían las partículas órbitas estables, su modelado predijo una región donde había un grupo de órbitas caracterizadas por una alta excentricidad (e= 0,2 a 0,8) y ubicadas alrededor de 0,6 Plutón-Caronte semieje mayor (es decir, entre Plutón y Caronte) . La apodaron "Isla de los veleros" porque en un gráfico de excentricidad frente a distancia de Plutón parecía un velero. Esta población de "órbitas estables" no se había predicho en trabajos anteriores.

 

La figura de arriba está tomada de Giuliatti Winter et al 2010 donde describen una familia de órbitas llamadas tipo S que son estables. Las parcelas están en d vs. e. donde d, en el eje x es el semieje mayor centrado en Plutón (a qué distancia del baricentro de Plutón) y e, en el eje y es la excentricidad. Las áreas "blancas" son soluciones de órbita que se encontraron estables. El Área '1' es la “Isla del Velero” descrita en la charla. La izquierda son órbitas progradas (inclinación = 0), la derecha son órbitas retrógradas (inclinación = 180 grados).

De UNA PECULIAR REGIÓN ESTABLE ALREDEDOR DE PLUTÓN Y SU ROL EN LA TRAYECTORIA DE LA MISIÓN DE NUEVOS HORIZONTES (PDF), cuya lista de autores, entre otros, incluye a los ya mencionados Othon C. y Silvia M. Giuliatti Winter, UNESP Universidad Estatal de São Paulo, Brasil:

Figura 1 : Diagrama de$a$[ semi-eje mayor ] versus$e$[excentricidad] . La pequeña región estable se muestra en negro. Los parámetros nominales de las partículas son:$ω,= 0$y$Ƭ > = 0$, dónde$ω$es el argumento del pericentro y$Ƭ$es la época del pericentro.

Figura 2 : Una muestra de superficie de Poincaré de secciones para seis valores diferentes de la Constante de Jacobi. En cada caso se muestran únicamente aquellos puntos asociados a las órbitas periódicas y cuasi periódicas de la familia “BD” (Broucke, 1968), que corresponde a la región pequeña (Fig. 1).

         

Figura 3 : El conjunto de órbitas periódicas, en el marco sinódico, para los diferentes valores de$C_J$como se muestra en la Figura 2. El baricentro está ubicado en 0.

---

La trayectoria nominal de New Horizons pasa cerca de esta región de trayectorias de "Isla de veleros", la más cercana a unos 1650 km. Todavía no está claro si New Horizons tendrá que ajustar su trayectoria para evitar posibles escombros en su camino, pero con las observaciones realizadas hasta ahora , todo parece claro. Alan Stern, investigador privado de New Horizons, describe posibles trayectorias alternativas de sobrevuelo en este artículo .

---

Algunas lecturas adicionales:

• Órbitas estables: la misión New Horizons a Plutón (PDF)
• Límites en el sistema de anillos de Plutón desde la ocultación estelar del 12 de junio de 2006 e implicaciones para el peligro de impacto de New Horizons (PDF)
• Pequeñas partículas en el entorno de Plutón: efectos de la presión de la radiación solar (PDF)
• Gráficos de superficie de sección de Poincaré (PDF)