三體問題：太陽攝動下的地月系統，地月間連線的平動點是否改變？
2020-07-09 魅力科技life天體運動是深空探測的主要研究方向之一，尤其是小天體在多天體力場中的運動目前正成為深空探測任務中的研究熱點。其中研究最多、應用最廣的當數二體問題和三體問題，尤其是三體問題，因其特殊的力學特性，正得到越來越廣泛的應用。
而月球自1958年後，便一直是世界各國重點研究的一個天體，先後也曾向月球發射了超一百多個的月球探測器，從月球的地形引力場、磁場、月壤等，到如今的地、月、日三體系統的研究，讓月球探測越發的熱鬧起來。
月球在太空中所處的位置比較特殊，月球是地球的一個天然衛星，又是太陽系中的一顆行星，同時因為地、月、日三個天體的相互作用，所以其特殊的位置決定了它的研究價值。
三體運動
什麼是三體問題？
三體問題，主要是指任何一個相互旋轉的兩大天體和一個小天體所組成的系統，其中小天體的質量很小，對兩大天體的運動幾乎沒有影響。最典型的三體問題就是地、月、日三個天體了，月球是地球的一顆衛星，相對於太陽的運動來說，幾乎可以忽略月球引力的影響。
地、月、日三個天體中，太陽的質量最大，可以說在太陽系中的天體，都會受到太陽引力的作用，而月球的運動軌跡也會受到太陽的影響，在三體運動中，儘管太陽的質量最大，但因為距離太遠，所以月球受到地球引力最大，太陽引力次之，甚至太陽引力因為地球對月球的引力作用下，影響很小。
但太陽引力的影響再小，月球的運動軌跡也會受到影響，那對於地月系統間的平動點又是否會有影響呢？
地球和月球
什麼是地月系統的平動點？
地月系統的平動點是指地球和月球之間引力的平衡點，是通往月球、火星或更遠深空探測的一個通道，而地月平動點中建造一個空間站，相當於月球空間站，這個空間站可以作為深空探測的中轉站，不僅能夠向深空發射探測器、月球著陸器，甚至還能為後續可能建成的月球基地起到維修保養的作用。
尤其是當今世界航天的發展，地面觀測和地球軌道上的探索已經無法滿足當前空間探測的發展了，而地月系統中的平動點或將成為未來天基觀測平臺和通訊中繼站，以此來更好的服務深空探測。
地月平動點
地月間連線的平動點是否改變？
地月系統的平動點的研究對象主要是集中在月球上的平動點上，但地月系統的平動點不存在傳統意義上的平動點，因在太陽攝動的影響下，地月系統的平動點會發生微小的變化，並不會固定在一個點上，平衡的位置都是瞬時的。
相對於地月二體系統而言，整體可以看做是一個封閉的系統，在整個系統內，引力、離心力、潮汐力都是相互作用的，而整體系統的總動量守恆。地月二體系統構成的整體相對於太陽，又重新構建一個新的二體系統。
而對於天體運動中的二體系統，在其連線處，會有一個平動點，因為天體不是完整且規則的圓形，所以這個平動點是會變化的，不過總體而言，都是圍繞著一條非線性回歸線而變動，所以，相對而言，地月地鐵系統的平動點還是在那一個區域。
太陽系
總結來說，地、月、日三體系統中，儘管月球受到太陽引力的作用，，在每一個時刻，地、月二體系統會重新構建一個與平動點位置不同的平衡點，但這些平衡點不會偏離平動點位置太遠，穩定性也與平動點保持一致，甚至可以通過數學計算，算出這些新構建的平衡點的區域大致在哪個範圍。
（圖片來源於網絡）
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三體問題究竟是否可解?-虎嗅網
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