En mecánica orbital , una órbita de Lissajous ( pronunciada [li.sa.ʒu] ), llamada así por Jules Antoine Lissajous , es una trayectoria orbital cuasiperiódica que un objeto puede seguir alrededor de un punto de Lagrange de un sistema de tres cuerpos con una propulsión mínima. Las órbitas de Lyapunov alrededor de un punto de Lagrange son trayectorias curvas que se encuentran completamente en el plano de los dos cuerpos primarios. Por el contrario, las órbitas de Lissajous incluyen componentes en este plano y perpendiculares a él, y siguen una curva de Lissajous . Las órbitas de halo también incluyen componentes perpendiculares al plano, pero son periódicas, mientras que las órbitas de Lissajous normalmente no lo son.
En la práctica, cualquier órbita alrededor de los puntos de Lagrange L 1 , L 2 o L 3 es dinámicamente inestable, lo que significa que las pequeñas desviaciones del equilibrio aumentan con el tiempo. [1] Como resultado, las naves espaciales en estas órbitas de puntos de Lagrange deben usar sus sistemas de propulsión para mantener la posición orbital . Aunque no son perfectamente estables, un modesto esfuerzo de mantenimiento de la posición mantiene a una nave espacial en una órbita de Lissajous deseada durante mucho tiempo.
En ausencia de otras influencias, las órbitas alrededor de los puntos de Lagrange L 4 y L 5 son dinámicamente estables siempre que la relación de las masas de los dos objetos principales sea mayor que aproximadamente 25. [2] La dinámica natural mantiene la nave espacial (o cuerpo celeste natural) en la proximidad del punto de Lagrange sin el uso de un sistema de propulsión, incluso cuando se perturba ligeramente el equilibrio. [3] Sin embargo, estas órbitas pueden ser desestabilizadas por otros objetos masivos cercanos. Por ejemplo, las órbitas alrededor de los puntos L 4 y L 5 en el sistema Tierra-Luna pueden durar solo unos pocos millones de años en lugar de miles de millones debido a las perturbaciones de los otros planetas en el Sistema Solar . [4]
Varias misiones han utilizado órbitas de Lissajous: ACE en Sol-Tierra L1, [5] SOHO en Sol-Tierra L1, DSCOVR en Sol-Tierra L1, [6] WMAP en Sol-Tierra L2, [7] y también la misión Genesis, que recoge partículas solares en L1. [8] El 14 de mayo de 2009, la Agencia Espacial Europea (ESA) lanzó al espacio los observatorios Herschel y Planck , ambos utilizan órbitas de Lissajous en Sol-Tierra L2. [9]
La misión Gaia de la ESA también utiliza una órbita Lissajous en la relación Sol-Tierra L2. [10]
En 2011, la NASA transfirió dos de sus naves espaciales THEMIS desde la órbita terrestre a la órbita lunar a través de las órbitas Lissajous Tierra-Luna L1 y L2. [11]
En junio de 2018, Queqiao , el satélite de retransmisión de la misión de aterrizaje lunar Chang'e 4 de China , entró en órbita alrededor de la Tierra-Luna L2. [12] [a]
En la novela de ciencia ficción Sunstorm de 2005 de Arthur C. Clarke y Stephen Baxter , se construye un enorme escudo en el espacio para proteger a la Tierra de una tormenta solar mortal. Se describe que el escudo estaba en una órbita de Lissajous en L 1. En la historia, un grupo de personas ricas y poderosas se refugian frente al escudo en L 2 para protegerse de la tormenta solar gracias al escudo, la Tierra y la Luna.
En la novela de ciencia ficción Artemisa de 2017 de Andy Weir , se utiliza una órbita de Lissajous como punto de transferencia para viajes de rutina hacia y desde la Luna.
