مدار ملامس

في علم الفلك وديناميكا الفضاء، يُعرف المدار المماس لجسم ما في الفضاء في لحظة معينة بأنه المدار الذي كان سيتخذه حول جسمه المركزي لو لم تكن هناك اضطرابات . ^{[ 1 ]} وهو المدار الذي يتطابق مع الموقع والسرعة الحاليين .

كلمة "osculate " مشتقة من اللاتينية وتعني "قبلة". في الرياضيات، يتلامس منحنيان عندما يتقاطعان عند نقطة ما، دون أن يتقاطعا بالضرورة، حيث يكون لهما نفس الموضع والميل والانحناء؛ أي أن المنحنيين "يتبادلان القبلة".

يمكن وصف المدار المماس وموقع الجسم عليه وصفًا كاملًا باستخدام عناصر كبلر المدارية الستة القياسية (العناصر المماسّة)، والتي يسهل حسابها بمعرفة موقع الجسم وسرعته بالنسبة للجسم المركزي. تبقى العناصر المماسّة ثابتة في غياب الاضطرابات . تتعرض المدارات الفلكية الحقيقية لاضطرابات تُسبب تطور العناصر المماسّة، وأحيانًا بسرعة كبيرة. في الحالات التي أُجريت فيها تحليلات ميكانيكية سماوية عامة للحركة (كما هو الحال بالنسبة للكواكب الرئيسية والقمر والأقمار الأخرى ) ، يمكن وصف المدار بمجموعة من العناصر المتوسطة ذات الحدود العلمانية والدورية. أما في حالة الكويكبات ، فقد وُضع نظام من العناصر المدارية المناسبة لتمكين تمثيل أهم جوانب مداراتها.

يمكن أن تنشأ الاضطرابات التي تتسبب في تغيير مدار الجسم المتذبذب من:

• مكون غير كروي للجسم المركزي (عندما لا يمكن نمذجة الجسم المركزي بكتلة نقطية ولا بتوزيع كتلة متناظر كرويًا، على سبيل المثال عندما يكون كرويًا مفلطحًا ).
• جسم ثالث أو أجسام أخرى متعددة تؤثر جاذبيتها على مدار الجسم، على سبيل المثال تأثير جاذبية القمر على الأجسام التي تدور حول الأرض.
• تصحيح نسبي.
• قوة غير جاذبية تؤثر على الجسم، على سبيل المثال القوة الناشئة عن:
  • قوة الدفع من محرك صاروخي
  • إطلاق أو تسريب أو تهوية أو استئصال مادة
  • الاصطدامات مع الأجسام الأخرى
  • مقاومة الغلاف الجوي
  • ضغط الإشعاع
  • ضغط الرياح الشمسية
  • التحويل إلى إطار مرجعي غير قصوري (على سبيل المثال عندما يتم وصف مدار القمر الصناعي في إطار مرجعي مرتبط بخط استواء الكوكب المترنح ).

ستختلف معلمات مدار الجسم إذا تم التعبير عنها بالنسبة إلى إطار مرجعي غير قصوري (على سبيل المثال، إطار يتقدم بالتزامن مع خط استواء الجسم الأساسي)، عن تلك التي تم التعبير عنها بالنسبة إلى إطار مرجعي قصوري (غير دوار) .

بصورة أعم، يمكن تحليل المسار المضطرب كما لو كان مُجمّعًا من نقاط، تُساهم كل نقطة منها بمنحنى من سلسلة من المنحنيات. تُسمى المتغيرات التي تُحدد معلمات المنحنيات ضمن هذه المجموعة بالعناصر المدارية . عادةً (وإن لم يكن بالضرورة)، تُختار هذه المنحنيات كمخروطات كبلرية، تشترك جميعها في بؤرة واحدة. في معظم الحالات، من الملائم جعل كل منحنى من هذه المنحنيات مماسًا للمسار عند نقطة التقاطع. تُسمى المنحنيات التي تُحقق هذا الشرط (وكذلك الشرط الإضافي المتمثل في أن يكون لها نفس الانحناء عند نقطة التماس كما لو كانت ناتجة عن جاذبية الجسم نحو الجسم المركزي في غياب قوى الاضطراب) بالمنحنيات المماسّة ، بينما تُسمى المتغيرات التي تُحدد معلمات هذه المنحنيات بالعناصر المماسّة . في بعض الحالات، يمكن تبسيط وصف الحركة المدارية وتقريبه باختيار عناصر مدارية غير مماسّة . كذلك، في بعض الحالات، فإن المعادلات في نوعين قياسيين على الأقل من العناصر المدارية (من نوع لاغرانج أو من نوع ديلاوناي)، عند تغييرها، تنتج عناصر لا تكون متداخلة. ^{[ 2 ]}

• مخطط لتسلسل المدارات المتداخلة للهروب من مدار الأرض بواسطة المركبة الفضائية SMART-1 التي تعمل بالوقود الأيوني : وكالة الفضاء الأوروبية للعلوم والتكنولوجيا - مدار SMART-1 المتداخل حتى 25.08.04
• سلسلة من المدارات المتداخلة لاقتراب المركبة الفضائية SMART-1 من القمر : وكالة الفضاء الأوروبية للعلوم والتكنولوجيا - مدار SMART-1 المتداخل حتى 09.01.05

مقاطع فيديو

• المدارات المتلامسة: مشكلة الأجسام الثلاثة المقيدة على يوتيوب (الدقيقة 4:26)
• المدارات المتلامسة: مسألة لاغرانج لثلاثة أجسام على يوتيوب (الدقيقة 4:00)
• المدارات المتلامسة: مسألة لاغرانج لأربعة أجسام على يوتيوب (الدقيقة 1:05)
• المدارات المتلامسة: في: مسألة الأجسام الثلاثة لفيثاغورس على يوتيوب (الدقيقة 4:26)
• مركز الكواكب الصغيرة: مخاطر الكويكبات، الجزء 3: إيجاد المسار على يوتيوب (الدقيقة 5:38)