Halo yörünge

Halo yörünge, yörünge mekaniği kapsamındaki üç cisim probleminde L 1, L 2 veya L 3 Lagrange noktalarından biriyle ilişkili olan periyodik ve üç boyutlu bir yörüngedir. Lagrange noktası terimi yalnızca boş uzayda var olduğu kabul edilen bir referans noktası olmasına rağmen, bu noktalarda yer alan cisimler kendine özgü olarak Lissajous yörüngesi veya Halo yörüngesi adı verilen yörüngelerde hareket edebilmektedir. Bu noktalar, iki gezegensel cismin kütleçekimsel olarak birbirine çekilmesi ile ana cismin kendi etrafındaki dönüşünü ifade eden Coriolis etkisi ve özellikle uzay araçlarının yörüngeye yerleştirilmesinde baz alınan merkezkaç kuvveti arasındaki etkileşime benzer bir nitelik taşıdığı düşünülebilir. Halo yörüngeleri, örneğin Güneş – Dünya yörüngesinde dönen uydu sistemi veya Dünya – Ay yörüngesinde dönen uydu sistemi gibi herhangi bir üç cisimli sistemde görülebilir. Her Lagrange noktasında, hem kuzey hem de güney halo yörüngelerinin sürekli "aileleri" bulunur. Halo yörüngeleri kararsız olma eğiliminde olduğundan, bilimsel amaçlara hizmet eden yapay bir uyduyu yörüngede tutmak için iticilerin kullanımı gerekebilmektedir.

 Tanım ve tarih 
"Halo" adı ilk kez 1966 yılında Robert W. Farquhar tarafından Ay L Lagrange noktası çevresinde, iticiler kullanılarak periyodik hale getirilebilecek iletişim aktarma istasyonu görevi kapsamındaki uzay aracı yörüngeleri için kullanılmıştır., see Farquhar, R.W.: "The Control and Use of Libration-Point Satellites" , Ph.D. Dissertation, Dept. of Aeronautics and Astronautics, Stanford University, Stanford, California, 1968, pp. 103, 107–108. Ay'ın uzak tarafına yapılacak bir Apollo görevi kapsamında, Ay'ın Dünya etrafındaki dönüşüne göre önünde yer alacak bir yörüngeye (Dünya-Ay L2) yerleştirilebilecek bir uzay aracının kullanılması planlanmıştır. Böyle bir yörüngedeki bir uzay aracı hem Dünya'yı hem de Ay'ın uzak tarafını sürekli olarak görebileceği varsayımıyla hareket edilmiştir. Ancak, o dönemde tüm inişlerin Ay'ın yakın tarafına yönelik olarak gerçekleştirildiğinden Apollo için herhangi bir aktarma uydusu fırlatılmamıştır.

1973 yılında Farquhar ve Ahmed Kamel, bir Lissajous yörüngesinin düzlem içi genliği yeterince büyük olduğunda, aynı periyoda sahip karşılık gelen bir düzlem dışı genlik olacağını, böylece yörüngenin bir Lissajous yörüngesi olmaktan çıkıp yaklaşık olarak bir elips haline geleceğini keşfetmişlerdir. Bu halo yörüngelerini temsil etmek için analitik ifadeler kullanılırken, 1984 yılında Kathleen Howell daha kesin yörüngelerin sayısal olarak hesaplanabileceğini göstermiştir. Ayrıca, iki cismin kütleleri arasındaki oranın çoğu değeri için (Dünya ve Ay gibi) bir dizi kararlı yörünge olduğunu bulmuştur.

Halo yörüngesini kullanan ilk görev, 1978 yılında fırlatılan ESA ve NASA ortak uzay aracı ISEE-3'tür. Bu araç Güneş-Dünya L1 noktasına gitmiş ve birkaç yıl boyunca orada kalmıştır. Bir halo yörüngesi kullanan sonraki görev ise, 1996 yılında Güneş-Dünya L1 noktasına ulaşan ve yine Güneş'i incelemek için ESA/NASA ortak görevi olan Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) idi. Bu misyon ISEE-3'e benzer bir yörünge kullanmıştır. O zamandan bu yana Lagrange noktalarına seyahat eden başka misyonlar olsa da, bunlar (örneğin Gaia) tipik olarak gerçek bir halo yörüngesi yerine Lissajous yörüngeleri olarak adlandırılan periyodik olmayan varyasyonları kullanmışlardır.

Halo yörüngeleri Kısıtlı Üç Cisim Probleminde iyi bilinmesine rağmen, gerçek Dünya-Ay sistemi için bunu sağlayabilmek oldukça zordur. Ay-ötesi halo yörüngeleri ilk kez 1998 yılında M.A. Andreu tarafından hesaplanmış ve Dünya-Ay-Güneş sistemindeki bir uzay aracının hareketi için Yarı Dairesel Problem adı verilen yeni bir model ortaya konmuştur.

Farquhar'ın varsayımı, Mayıs 2018 tarihinde Çin'in ilk iletişim aktarma uydusu olan Queqiao'yu Dünya-Ay L2 noktasındaki halo yörüngeye yerleştirilmesiyle hayata geçirilmiştir. 3 Ocak 2019'da Chang'e 4 uzay aracı, Dünya ile iletişim kurmak için Queqiao aktarma uydusunu kullanarak Ay'ın uzak tarafındaki Von Kármán kraterine iniş gerçekleştirmiştir.

James Webb Uzay Teleskobu, 24 Ocak 2022'de Güneş-Dünya L2  noktasında yer alan bir halo yörüngesine sokulmuştur. Euclid uzay aracı ise Ağustos 2023'te aynı konumda benzer bir yörüngeye yerleştirilmiştir.

Hindistan'ın uzay ajansı ISRO, Güneş'in L noktasındaki bir halo yörüngesine yerleşerek, yıldızı izleyerek incelemek amacıyla Aditya-L1 adlı uyduyu fırlatmıştır. 6 Ocak 2024'te Hindistan'ın ilk Güneş görevi olan Aditya-L1 uzay aracı, Dünya'dan yaklaşık 1,5 milyon kilometre uzaklıktaki ilk Güneş-Dünya Lagrange noktası (L1) konumundaki yaklaşık 180 günlük bir periyotla nihai yörüngesine başarıyla yerleştirilmiştir.

 Ayrıca bakınız 
 Gezegenlerarası ulaşım ağı
 Gezegenlerarası uzay uçuşu
 Lissajous yörüngesi, halo yörüngelerini genelleştiren başka bir Lagrangian noktası yörüngesi.
 Doğrusala yakın halo yörüngesi

 Kaynakça 

 Dış bağlantılar 

 SOHO – The Trip to the L1 Halo Orbit
 Low Energy Interplanetary Transfers Using Halo Orbit Hopping Method with STK/Astrogator
 Gaia's Lissajous Type Orbit – Lissajous-tipi yörünge, neredeyse dairesel bir elips veya "halo"

Kategori:Lagrange mekaniği
Kategori:Truva (gök cismi)
Kategori:Üç cisim yörüngeleri