エンケラドス探査のための低エネルギー軌道の設計と性能

カッシーニは土星の人工衛星として周回し、各衛星にはフライバイ探査で短時間しか観測時間が得られなかったはず。土星エンケラドス系のラグランジュ点周辺を浮遊するハロー軌道なら僅かな加減速でエンケラドスの上空をかなり覆う様に探査できる。以下、機械翻訳。
エンケラドス探査のための低エネルギー軌道の設計と性能
（2020年2月5日に提出）
氷の衛星は、多くのこれらの天体で観測された水ベースの生命と地質活動の兆候のため、主要な宇宙機関の探査計画の焦点にあります。特に、エンケラドスの南極の近くに間欠泉のような水のジェットが存在することにより、この土星の衛星は、生命と居住性の特徴を探すための優先候補になりました。この調査は、エンケラドスでの将来の現場ミッションの科学軌道として、土星-エンケラドス円形制限三体問題におけるラグランジュ点L1およびL2についてのハロー軌道間の一連の軌道を提案します。これらのヘテロクリニックを設計するために採用された方法論が提示され、議論されています。次に、軌道周期、エンケラドスの表面からの距離範囲など、ソリューションの観測性能の分析が続きます。軌道要素、衛星を中心とした慣性参照フレームの速度、瞬間的な表面カバレッジ、上空飛行時間と地上トラック。分析の結論は、提案された軌道は、エンケラドスの科学的探査での使用に適した特徴、すなわち、長い輸送時間、低い高度、広い表面視界窓、長い飛行時間を示すということです。

図1：CR3BPの滑odな重心参照フレーム内のプライマリ、3番目の天体、および5つの平衡点。


図2：L1およびL2を中心とする北（左）および南（右）のハロー軌道のファミリー
（エンケラドス中心の正規化されていないユニットを含むフレーム）。


図3：北ハロー軌道の不安定（赤）および安定（青）HIMの枝
CJ = 3.000102土星-エンケラドス系のL2（上）とL1（下）の周り（非正規化ユニットを含むエンケラドス中心のシンジケートフレーム）。


図5：上：不安定（赤）および安定（青）HIMの影響のない軌跡
Σと交差し、L2の周りの南ハロー軌道と北ハロー軌道から発生
L1の周り、それぞれCJ = 3.000118（エンケラドス中心のシノディカルフレームと非正規化ユニット）。 下：Σとの交点のベクトル表現（正規化単位）。


図6：L2周辺の南ハロー軌道からへのヘテロクリニック接続の3Dビュー
CJ = 3.000118のL1を中心とする北ヘイロー軌道　正規化されていないユニットのフレーム）。