閉合長軸軌道

不過對於我們的目的來說,用長軸長度更為方便,兩者的差別只是比例係數有所不同。 對於曆法來說,一個更常用的“月”是所謂的朔望月,它是月相的周期。 同樣的,對於繞月軌道,我們也需要一個參照軌道,以避免涉及比例係數的具體數值。

在表述克卜勒定律的時候,人們通常採用的是半長軸的長度(請讀者想一想,這是為什麼?)。不過對於我們的目的來說,用長軸長度更為方便,兩者的差別只是比例係數有所不同。

這是平反反比引力場的特殊性質-即有界軌道必定閉合-的推論。不過為了使這一結果成立,變軌過程必須足夠迅速,否則新軌道的近地點高度及軌道取向都會有一定幅度的改變。在實際的精密軌道計算中這種改變是必須考慮的,但對於我們的粗略驗證來說,它可以被忽略。

讀者們也許會對月球公轉周期如此顯著地小於一個“月”感到意外。對於曆法來說,一個更常用的“月”是所謂的朔望月,它是月相的周期。由於月相與地球太陽的相對位置有關,而在一個“月”里地球繞太陽轉過的角度頗為可觀,因此朔望月與月球公轉周期有著不小的差別,它約為29.5天(感興趣的讀者可以推導一下這個數值)。

這一估算雖然從數值上看精度還可以,但實際上要比前兩次估算粗略得多。因為它忽略了地球直徑和近地點高度,也忽略了遠地點高度(約為40.5萬公里)與月球軌道半徑(約為38.4萬公里)的差別(這一差別部分地被無需完全飛至遠地點這一事實所抵消),以及“嫦娥一號”在接近月球時所受月球引力的影響等諸多因素。

細心的讀者也許注意到了,在上面的討論中我們曾以地球同步軌道作為參照,以避免涉及克卜勒第三定律中的比例係數(在衛星質量可以忽略的情況下,該係數只與萬有引力常數及中心天體的質量有關)。同樣的,對於繞月軌道,我們也需要一個參照軌道,以避免涉及比例係數的具體數值。請讀者利用地球質量為月球質量的81倍,以及比例係數反比於中心天體質量這兩條信息來尋找一個參照軌道。

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