We consider the dissipative spin-orbit problem in Celestial Mechanics, which describes the rotational motion of a triaxial satellite moving on a Keplerian orbit subject to tidal forcing and "drift". Our goal is to construct quasi-periodic solutions with fixed frequency, satisfying appropriate conditions. With the goal of applying rigorous KAM theory, we compute such quasi-periodic solution with very high precision. To this end, we have developed a very efficient algorithm. The first step is to compute very accurately the return map to a surface of section (using a high order Taylor's method with extended precision). Then, we find an invariant curve for the return map using recent algorithms that take advantage of the geometric features of the problem. This method is based on a rapidly convergent Newton's method which is guaranteed to converge if the initial error is small enough. So, it is very suitable for a continuation algorithm. The resulting algorithm is quite efficient. We only need to deal with a one dimensional function. If this function is discretized in $N$ points, the algorithm requires $O(N \log N) $ operations and $O(N) $ storage. The most costly step (the numerical integration of the equation along a turn) is trivial to parallelize. The main goal of the paper is to present the algorithms, implementation details and several sample results of runs. We also present both a rigorous and a numerical comparison of the results of averaged and not averaged models.


翻译:我们考虑的是天体机械学中的消散性旋转轨道问题,它描述了在受潮力和“漂浮”影响的开普勒轨道上移动的三轴卫星的旋转运动。我们的目标是建立固定频率的准周期解决办法,满足适当的条件。我们为了应用严格的KAM理论,我们以非常精确的方式计算出这种准周期性解决办法。我们为此制定了一种非常高效的算法。第一步是非常准确地将返回图计算到部分表面(使用高顺序泰勒的超精确度方法)。然后,我们利用利用利用问题几何特征的最近算法,为返回图找到一个不易变曲线。这个方法基于快速趋同的牛顿方法,如果最初错误小,则保证会汇合。因此,这个算法非常适合继续算法。因此,我们只需要处理一个维函数。如果这个函数以美元值分解,那么算法也需要用美元(N=log N)的高级模型来比较返回地图的返回曲线。 美元平均运算法是按最昂贵的运算法,而数字的运算结果是按一个最昂贵的运算。

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