О периоде движения полюса оси вращения упругой Луны

Аннотация

Результаты исследования вращательного и поступательно-вращательного движений вязкоупругой Земли и Луны приведены во многих работах. Однако в основном изучена эволюция системы Земля--Луна. Для современных исследований Луны также важно изучить проявление упругих свойств Луны в ее физической либрации (в современную эпоху). В частности, актуальны исследования влияния жидкого и твердого ядер Луны, а также эластичности мантии Луны при ее вращательном движении с учетом высокоточного описания орбитального движения Луны и его резонансного характера. В настоящей работе выявлены значимые эффекты, которые должны приниматься во внимание при интерпретации результатов наблюдений. Для описания вращательного движения Луны использованы уравнения задачи Лиувилля в переменных Андуайе и теория возмущений. Показано, что учитывающая упругие свойства Луны модель приводит к существенному удлинению периода колебаний ее полюса по сравнению с периодом для классической модели твердой Луны. Для сравнения даны значения чандлеровских периодов, рассчитанные по представленным в работе формулам. Результаты проведенных исследований актуальны для обновленной российской лунной программы на период 2021--2040 гг.

Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:

Баркин М.Ю., Шкапов П.М. О периоде движения полюса оси вращения упругой Луны. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки, 2022, № 5 (104), с. 4--15. DOI: https://doi.org/10.18698/1812-3368-2022-5-4-15

Литература

[1] Barkin Yu.V. Perturbated rotational motion of weakly deformable celestial bodies. AApTr, 2000, vol. 19, iss. 1, pp. 19--65. DOI: https://doi.org/10.1080/10556790008241350

[2] Архангельский Ю.А. Аналитическая динамика твердого тела. М., Наука, 1977.

[3] Аксенов Е.П. Теория движения искусственных спутников Земли. М., Наука, 1977.

[4] Barkin Y.V., Hanada H., Matsumoto K., et al. Effects of a physical librations of the Moon caused by a liquid core, and determination of the fourth mode of a free libration. Sol. Syst. Res., 2014, vol. 48, no. 6, pp. 403--419. DOI: https://doi.org/10.1134/S003809461406001X

[5] Barkin Yu.V., Ferrandiz J.M. Elliptical Chandler pole motions of the Earth and Mars. EGU General Assembly, 2010, p. 2936.

[6] Манк У., Макдональд Г. Вращение Земли. М., Мир, 1964.

[7] Hanada H., Heki K., Araki H., et al. Application of a PZT telescope to In situ Lunar orientation Measurements (ILOM). In: Sanso F. (eds). A Window on the Future of Geodesy. International Association of Geodesy Symposia, vol. 128. Berlin, Heidelberg, Springer, 2005, pp. 163--168. DOI: https://doi.org/10.1007/3-540-27432-4_29

[8] Barkin Yu., Matsumoto K., Hanada H., et al. The influence of elastic properties of the Moon on its pole motion. 118th Meeting of the Geodetic Society of Japan, 2012, pp. 149--150.

[9] Barkin M.Yu., Shkapov P.M., Hanada H. The physical librations of the Moon caused by its tidal deformations. Herald of the Bauman Moscow State Technical University, Series Natural Sciences, 2019, no. 2 (83), pp. 4--16. DOI: http://dx.doi.org/10.18698/1812-3368-2019-2-4-16

[10] Barkin Yu.V., Ferrandiz J., Shuanggen J., et al. Cassini’s motions of the Moon and Mercury and possible excitations of free librations. Geod. Geodyn., 2018, vol. 9, iss. 6, pp. 474--484. DOI: https://doi.org/10.1016/j.geog.2018.01.005

[11] Matsumoto K., Goossens S., Ishihara Y., et al. An improved lunar gravity field model from SELENE and historical tracking data: revealing the far side gravity features. J. Geophys. Res., 2010, vol. 115, iss. E6. DOI: https://doi.org/10.1029/2009JE003499

[12] Goossens S., Matsumoto K. Lunar degree 2 potential Love number determination from satellite tracking data. Geophys. Res. Lett., 2008, vol. 35, iss. 2. DOI: https://doi.org/10.1029/2007GL031960

[13] Barkin Yu.V., Barkin M.Yu. Theory of physical libration of the Moon with the liquid core: forced librations. Cosmic Res., 2016, vol. 54, no. 6, pp. 458--474. DOI: https://doi.org/10.1134/S0010952516060010

[14] Barkin Yu.V. Comparative rotational dynamics of the Moon, Mercury and Titan. AApTr, 2004, vol. 23, iss. 5, pp. 481--492. DOI: https://doi.org/10.1080/10556790412331319659

[15] Araki H., Tazawa S., Noda H., et al. Lunar global shape and polar topography derived from Kaguya-LALT laser altimetry. Science, 2009, vol. 323, no. 5916, pp. 897--900. DOI: https://doi.org/10.1126/science.1164146

[16] Konopliv A.S., Park R.S., Rivoldini A., et al. Detection of the chandler wobble of Mars from orbiting spacecraft. Geophys. Res. Lett., 2020, vol. 47, iss. 21. DOI: https://doi.org/10.1029/2020GL090568