Сравнительный анализ методов моделирования гравитационного потенциала тел сложной формы

Корректное моделирование гравитационного поля малых небесных тел является актуальной проблемой при решении задач сближения, посадки и исследования этих объектов. Существует ряд различных методов описания гравитационного поля, каждый из которых имеет свои достоинства и недостатки. В работе рассмотрены и приведены результаты сравнительного анализа трех наиболее известных методов представления гравитационного потенциала: модели многогранников, модели масконов, разложения по сферическим гармоникам. Построена и реализована методика сравнения точности и вычислительной сложности указанных методов для астероида, форма которого полагается известной, а масса равномерно распределена по объему. Анализ показал, что метод разложения по сферическим гармоникам вычислительно более выгоден при расчете гравитационного потенциала на большом количестве пробных точек, но является наименее точным из трех представленных в работе методов. Метод масконов на небольшом количестве пробных точек затрачивает наименьшее время и имеет более высокую точность. Метод многогранника является наиболее вычислительно затратным, но он является самым точным и его можно использовать в качестве эталонного для вычисления гравитационного потенциала однородного тела.