Временный спутник

Временный спутник (англ. temporary satellite) — объект, захваченный гравитационным полем планеты и вследствие этого ставший её естественным спутником, но, в отличие от нерегулярных спутников больших внешних планет Солнечной системы, он покинет орбиту планеты или же столкнётся с ней. Единственными наблюдавшимися примерами являются 2006 RH₁₂₀, временный спутник Земли в течение 9 месяцев в 2006 и 2007 годах, и 2020 CD₃, открытый в 2020 году^[1][2]. С 29 сентября по 25 ноября временным спутником Земли стал астероид 2024 PT5^{[англ.][3]}. Некоторые завершившие работу космические аппараты или ракеты также могут наблюдаться на временных орбитах^[4].

В астрофизике временным спутником является любое тело, вошедшее в сферу Хилла планеты с достаточно малой скоростью, при которой объект становится гравитационно связанным с планетой на некоторый период времени^[5].

Захват астероидов

Динамика захвата астероидов Землёй исследовалась в рамках моделирований, проводимых на суперкомпьютерах^[6], результаты были опубликованы в 2012 году^[7]. Из 10 миллионов виртуальных околоземных астероидов 18 000 оказались временно захваченными^[7]. При этом у Земли оказывается по крайней мере один временный спутник с размером около 1 метра в любой момент времени, но такие спутники слишком слабы, чтобы их можно было обнаружить в рамках современных обзоров^[6].

Согласно результатам моделирования, временные спутники обычно оказываются пойманными и освобождаются при прохождении одной из двух точек равновесия между Солнцем и планетой на линии, их соединяющей, это точки Лагранжа L1 and L2^[6]. Захваченные астероиды обычно обладают орбитами, очень похожими на орбиту планеты (коорбитальная орбита), и чаще всего захватываются, когда планета находится ближе всего к Солнцу (в случае Земли, в январе) или дальше всего от Солнца (в случае Земли, в июле)^[6].

В строгом смысле, только тела, совершающие полный оборот вокруг планеты, считаются временными спутниками. Тем не менее, астероиды вне тесной коорбитальной конфигурации с планетой также могут быть временно захвачены менее чем на один оборот, то есть совершают пролёт с временным захватом (temporarily-captured fly-bys, TCF)^[8]. В 2017 году моделирование, продолжившее исследование 2012 года, учитывало скорректированную модель популяции околоземных астероидов, 40% захваченных астероидов относилось к типу TCF. Полное число TCO/TCF оказалось меньше, чем в предыдущем исследовании, максимальный размер объектов, которые, как можно ожидать, будут вращаться вокруг Земли в каждый момент времени, составляет около 0,8 м^[8]. В другом исследовании от 2017 года, на основе моделирования с учётом миллиона виртуальных коорбитальных астероидов, 0,36% объектов оказываются временно захваченными^[9].

Примеры

По состоянию на февраль 2020 года два объекта удалось пронаблюдать в то время, когда они являлись временными спутниками: 2006 RH₁₂₀^[1][10][11] и 2020 CD₃^[12]. Согласно вычислениям орбиты, на своей орбите вокруг Солнца 2006 RH₁₂₀ проходил мимо Земли с малой скоростью каждые 20—21 год^[11], в такой конфигурации он снова сможет стать временным спутником.

По состоянию на март 2018 года был только один подтверждённый пример временно захваченного спутника, не прошедшего полную орбиту, астероид 1991 VG^{[англ.][9]}. Этот астероид наблюдался в течение месяца после его открытия в ноябре 1991 года, затем в апреле 1992 года, после чего объект не наблюдали до мая 2017 года^[13]. После повторного обнаружения вычисления орбиты подтвердили, что 1991 VG являлся временным спутником Земли в феврале 1992 года^[9].

15 октября 2020 года подвергнется временному захвату Землёй астероид 2020 SO.

В период с 11 июня 2022 года по 3 июля 2022 года временным спутником Земли был астероид 2022 NX1^{[англ.][14]}.

Список известных и возможных спутников, квазиспутников, троянских астероидов и объектов на подковообразных орбитах

Название	Эксцентриситет	Диаметр (м)	Первооткрыватель	Год открытия	Тип	Текущий тип
Луна	0.055	1737400	?	?	естественный спутник	естественный спутник
Великая процессия метеоров 1913 года	?	?	?	9 февраля 1913	возможный временный спутник	разрушен
(3753) Круитни	0.515	5000	Дункан Уолдрон	10 октября 1986	квазиспутник	подковообразная орбита
1991 VG	0.053	5–12	Spacewatch	6 ноября 1991	временный спутник	аполлон
(85770) 1998 UP1	0.345	210–470	Lincoln Lab's ETS	18 октября 1998	подковообразная орбита	подковообразная орбита
(54509) YORP	0.230	124	Lincoln Lab's ETS	3 августа 2000	подковообразная орбита	подковообразная орбита
2001 GO2	0.168	35–85	Lincoln Lab's ETS	13 апреля 2001	Possible подковообразная орбита	возможная подковообразная орбита
2002 AA29	0.013	20–100	LINEAR	9 января 2002	квазиспутник	подковообразная орбита
2003 YN107	0.014	10–30	LINEAR	20 декабря 2003	квазиспутник	подковообразная орбита
(164207) 2004 GU9	0.136	160–360	LINEAR	13 апреля 2004	квазиспутник	квазиспутник
(277810) 2006 FV35	0.377	140–320	Spacewatch	29 марта 2006	квазиспутник	квазиспутник
2006 JY26	0.083	6–13	Catalina Sky Survey	6 мая 2006	подковообразная орбита	подковообразная орбита
2006 RH120	0.024	2–3	Catalina Sky Survey	14 сентября 2006	временный спутник	аполлон
(419624) 2010 SO16	0.075	357	WISE	17 сентября 2010	подковообразная орбита	подковообразная орбита
2010 TK7	0.191	150–500	WISE	1 октября 2010	троянец Земли	троянец Земли
2013 BS45	0.083	20–40	Spacewatch	20 января 2013	подковообразная орбита	подковообразная орбита
2013 LX28	0.452	130–300	Pan-STARRS	12 июня 2013	временный квазиспутник	временный квазиспутник
2014 OL339	0.461	170	EURONEAR	29 июля 2014	временный квазиспутник	временный квазиспутник
2015 SO2	0.108	50–111	Обсерватория Чёрный Верх	21 сентября 2015	квазиспутник	временная подковообразная орбита
2015 XX169	0.184	9–22	Mount Lemmon Survey	9 декабря 2015	временная подковообразная орбита	временная подковообразная орбита
2015 YA	0.279	9–22	Catalina Sky Survey	16 декабря 2015	временная подковообразная орбита	временная подковообразная орбита
2015 YQ1	0.404	7–16	Mount Lemmon Survey	19 декабря 2015	временная подковообразная орбита	временная подковообразная орбита
(469219) Камоалева	0.104	41-100	Pan-STARRS	27 апреля 2016	квазиспутник	устойчивый квазиспутник
DN16082203	?	?	?	22 августа 2016	возможный временный спутник	разрушен
2020 CD3	0.017	1–3	Mount Lemmon Survey	15 февраля 2020	временный спутник	аполлон

Искусственные объекты на орбитах временных спутников

Земля также может захватывать на временные орбиты неработающие космические аппараты или ракеты на гелиоцентрических орбитах, в этом случае астрономы не могут сразу определить, является ли спутник естественным или искусственным. Возможность искусственного происхождения обсуждалась как для 2006 RH₁₂₀^[1], так и для 1991 VG^[9].

В других случаях искусственное происхождение объектов подтвердилось. В сентябре 2002 года астрономы обнаружили объект, получивший обозначение J002E3. Объект находился на временной орбите вокруг Земли, на гелиоцентрическую орбиту объект вышел в июне 2003 года. Вычисления показали, что до 2002 года объект также находился на гелиоцентрической орбите, но близко подходил к Земле в 1971 году. J002E3 был опознан как третья ступень ракеты Сатурн-5, нёсшей Аполлон-12 к Луне^[4][15]. В 2006 году объект, получивший обозначение 6Q0B44E, был обнаружен на орбите временного спутника, лишь впоследствии была подтверждена искусственная природа объекта, но само происхождение неизвестно^[4]. Другим подтверждённым искусственным временным спутником Земли с неизвестной природой является 2013 QW₁^[4].

Примечания

1. 2006 RH120 ( = 6R10DB9) (A second moon for the Earth?)  (неопр.). Great Shefford Observatory (14 сентября 2017). Дата обращения: 13 ноября 2017. Архивировано 6 февраля 2015 года.
2. MPEC 2020-D104 : 2020 CD3: Temporarily Captured Object  (неопр.). Minor Planet Electronic Circular. Minor Planet Center (25 февраля 2020). Дата обращения: 25 февраля 2020. Архивировано 22 октября 2020 года.
3. Radware Bot Manager Captcha
4. Azriel, Merryl (2013-09-25). "Rocket or Rock? NEO Confusion Abounds". Space Safety Magazine. Архивировано 15 ноября 2017. Дата обращения: 14 ноября 2017.
5. Lissauer, Jack J. Fundamental Planetary Sciences : physics, chemistry, and habitability / Jack J. Lissauer, Imke de Pater. — New York, NY, USA : Cambridge University Press, 2019. — P. 34. — «Comets or other bodies that enter the Hill sphere of a planet at very low velocity can remain gravitationally bound to the planet for some time as temporary satellites.». — ISBN 9781108411981.
6. Camille M. Carlisle (2011-12-30). "Pseudo-moons Orbit Earth". Sky & Telescope.
7. "Earth Usually Has More than One Moon, Study Suggests". Space.com. 2012-04-04.
8. Fedorets, Grigori; Granvik, Mikael; Jedicke, Robert (2017-03-15). "Orbit and size distributions for asteroids temporarily captured by the Earth-Moon system". Icarus. 285: 83—94. Bibcode:2017Icar..285...83F. doi:10.1016/j.icarus.2016.12.022.
9. de la Fuente Marcos, C.; de la Fuente Marcos, R. (2018-01-21). "Dynamical evolution of near-Earth asteroid 1991 VG". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 473 (3): 2939—2948. arXiv:1709.09533. Bibcode:2018MNRAS.473.2939D. doi:10.1093/mnras/stx2545.{{cite journal}}: Википедия:Обслуживание CS1 (не помеченный открытым DOI) (ссылка)
10. Roger W. Sinnott (2007-04-17). "Earth's "Other Moon"". Sky & Telescope. Архивировано 27 августа 2012. Дата обращения: 13 ноября 2017.
11. 2006 RH120. Close-Approach Data  (неопр.). JPL Small-Body Database Browser. NASA/JPL. Дата обращения: 13 ноября 2017. Архивировано 11 февраля 2017 года.
12. MPEC 2020-D104 : 2020 CD3: Temporarily Captured Object  (неопр.). Minor Planet Electronic Circular. Minor Planet Center (25 февраля 2020). Дата обращения: 25 февраля 2020. Архивировано 22 октября 2020 года.
13. 1991 VG Orbit  (неопр.). Minor Planet Center. Дата обращения: 12 марта 2018. Архивировано 21 сентября 2020 года.
14. Radware Bot Manager Captcha
15. Chesley, Steve; Chodas, Paul (2002-10-09). "J002E3: An Update". News. NASA. Архивировано 3 мая 2003. Дата обращения: 14 ноября 2017.