马蹄轨道（Horseshoe Orbit）

本文作者：天疆说

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定义

三角平动点附近的天平动轨道随振幅增大向 L3 方向拉长；超过临界蝌蚪轨道后，轨道包围 L4 与 L5 两点，称马蹄轨道——更确切地说，是绕 L3、L4、L5 的天平动（Murray & Dermott 1999，§3.9/3.11）。马蹄轨道与蝌蚪轨道以雅可比常数 C=C_L3 为分界；其零速度曲线在旋转系中呈马蹄形。

注意马蹄轨道是大尺度共轨运动，不享有平衡点本身的线性稳定性——「L4/L5 稳定故马蹄轨道稳定性较好」的推理不成立。

实例

最知名的天然马蹄轨道是土星卫星 Janus 与 Epimetheus：两者在几乎相同的轨道上发生共轨交换（Murray & Dermott 1999，§3.12）。日地系中的小行星 Cruithne 也常被引为马蹄轨道实例。

相关概念

• 蝌蚪轨道（Tadpole Orbit）
• 平动点（Libration Point）
• 平动点周期轨道（Libration Point Orbit, LPO）

参考文献

• Murray & Dermott, 1999, Solar System Dynamics（§3.9、§3.11、§3.12）