정지 궤도에 자연 위성이 존재할 수 있습니까?

Physics SE를 탐색하는 동안 정지 궤도의 위성에 관한 질문 (여기에서 요구하는 것과 관련이 없음)에 대한 질문이 있었으며 잠시 동안 자연 위성 (예 : 달) 을 나타내는 것으로 해석했습니다 . 그래서 나는 궁금해했다 : 정지 궤도에 자연 위성이 존재할 수 있는가?

그런 다음 멈추고 생각했습니다. 목성과 같은 큰 가스 ​​거인의 경우, 행성에 달이 너무 가까이 있으면 달에 치명적일 수 있습니다. 그것이 지구의 로슈 한계 내에서 모험한다면, 건배입니다. 그러나 좋은 소식이 있습니다. 로슈 한계는 기본 몸체와 위성의 질량과 밀도에 따라 다릅니다. 따라서이 이유는 대량의 자연 위성이 생존 할 수 있기 때문에 적용 할 수 없습니다. 따라서 질문이 변경됩니다.

충분히 높은 질량의 고밀도 자연 위성이 1 차 본체의 정지 궤도를 차지할 수 있습니까?

물론, 자연 위성 (달)은 호스트의 스핀주기와 동일한 궤도주기를 가질 수 있습니다 (이러한 궤도에 접근 할 수있는 경우). 그러나 이러한 잠금을 생성 할 수있는 조석 마찰은 매우 약하므로 드물게 발생해야합니다. 또한, 다른 달 또는 그들의 호스트 스타에서 궤도로 섭동하면 달이 그러한 궤도에서 벗어날 수 있습니다.

반면에, 달의 궤도주기는 호스트의 회전주기가 아닌 자기의주기와 같다는 것이 일반적입니다. 이것은 지구 달의 경우와 정확히 똑같습니다 (지구가 "선택적"궤도에 있다고 말할 수 있음). 지구와 달의 상호 작용으로 자연스럽게 발생합니다.

예. 카론 은 명왕성 동기 궤도에 있습니다. 명왕성과 카론은 조수가 잠겨 있습니다.

소행성이 정지 궤도 에 도달 하기 위해서는 매우 정확한 궤도가 필요하다 . 우연히 발생하지 않습니다. 우주 비행 제공 회사는 고객의 통신 위성을 그곳에 배치하기 위해 실질적인 노력을 기울여야합니다. 그리고 정지 점은 매우 안정적인 궤도가 아닙니다. 달의 다양한 중력은 지구가 회전함에 따라 위성이 위성에 더 가깝고 멀어짐에 따라 위성을 정지 궤도에서 끌어냅니다. GEO는 달까지의 거리의 약 10 분의 1입니다. 위성은 그곳에 머무르기 위해 작전을 유지하는 반복 스테이션 을 수행하기 위해 소형 로켓 엔진이 필요 합니다. 지구는 달을 제외하고 어떤 궤도에서도 자연 위성 이 지속되지 않습니다 .

카론과 명왕성은 나쁜 예입니다. 그것들은 비슷한 질량을 가지고있다 : 명왕성은 Charon보다 9 배 더 무겁고 (지구는 달보다 81 배 더 무겁다), 그 시스템의 질량 중심은 본체 외부 (pluto 표면에서 약 1000km)에있다.

위성의 주요 문제는 로슈 제한입니다. Eath-Moon 시스템의 경우 Roche 반경은 중심에서 중심까지 약 15500km입니다 (표면에서 표면까지 7,700km). 지구의 정지 궤도는 지구 중심에서 42164, 지오이드 표면 (해수면)에서 35786입니다. 적도 평야에서만 작동합니다 (달은 지구 적도로 18,3-28,6 기울어 짐). 따라서 지구 크기의 행성은 정지 궤도에서 달 크기의 위성을 가질 수 있습니다. 먼 과거에 우리 달은 훨씬 더 가까웠다 – 아마도 약 50000 km (중앙에서 약 60,000).

정지 궤도는 다음을 요구합니다. * 신체 사이의 정확한 거리로 1 일의 궤도주기를 제공합니다. * 적도 궤도는 위성이 항상 같은 위도 위에 있도록합니다 (그렇지 않은 경우 지구 동기 궤도라고합니다). * 원형 궤도.

이러한 매개 변수 중 하나를 우연히 정확하게 얻는 것만으로는 거의 불가능합니다. 만약 우리가 세 개가 모두있는 위성을 발견했다면, 아마도 외계인 문명이 위성을 설치했을 가능성을 고려해야 할 것입니다.

카론과 명왕성은 지구의 달과 마찬가지로 조용히 잠겨 있습니다. 지구가 달과 함께 정지 궤도에 있다고 말할 수 있습니다. 실제로 달이 지구와의 정지 궤도에 올 때까지 지구의 회전은 달에 의해 느려지고 계속 늦어 질 것입니다.