Perturbation Methods in Solving the Problem of Two Bodies of Variable Masses with Application of Computer Algebra

Applied Sciences, 2024

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Gold Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.3390/app142411669
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

The classical many-body problem is not integrable, so perturbation theory based on an exact solution to the two-body problem is usually applied to investigate the dynamics of planetary systems. However, in the case of variable masses, the two-body problem is not integrable, in general, and application of perturbation theory is required to investigate it, as well. In the present paper, we use the perturbation theory to derive the differential equations determining the orbital elements of the relative motion of one body around the other. Two models of the perturbed aperiodic motion on conic and quasi-conic sections are considered and compared. Special attention is paid to the practically important case of small eccentricities, when the perturbing forces may be replaced by the corresponding power series expansions. The differential equations of the perturbed motion are averaged over the mean anomaly, and the evolutionary equations describing the behavior of the orbital elements over long periods of time are obtained for two models. Comparing the corresponding solutions to the evolutionary equations, we have shown that both models demonstrate similar behavior with regard to the secular perturbations of the orbital elements. However, the second model, based on the aperiodic motion on a quasi-conic section, is more appropriate for generalization to the many-body problem with variable masses. All the relevant symbolic and numerical calculations are performed with the computer algebra system Wolfram Mathematica.