Determining the orbit of the temporary Earth satellite of asteroid 2024 PT5

This study investigates the gravitational inﬂuence of the major planets and the Moon on the orbital dynamics and mechanical energy of near-Earth asteroid 2024 PT5 during its temporary capture by Earth. Discovered on 7 August 2024 by the ATLAS Sutherland survey, the asteroid transitioned onto an elliptical geocentric orbit in late September 2024 and returned to a heliocentric trajectory in mid-November 2024. The primary objective is to determine which massive bodies of the Solar System speciﬁcally the Moon and the nearest planets facilitated the capture process, induced changes in the asteroid’s total mechanical energy during the capture phase, and provided the key perturbations leading to its escape from Earth’s gravitational ﬁeld. High-precision geocentric ephemerides and osculating orbital elements were obtained from the JPL Horizons service. Numerical analyses of the time series for kinetic, potential, and total mechanical energy, as well as eccentricity, were performed to characterize both the capture and release phases. Particular attention was given to the temporal correlations between the asteroid’s close approaches to the Moon and to the major planets, and the corresponding variations in its orbital elements. This approach isolates the intervals during which 2024 PT5 experienced the most pronounced dynamical changes, thereby informing targeted numerical simulations. The methodology includes a detailed statement of the problem and computational procedure, including the criteria used to deﬁne the start and end of the temporary satellite phase and efforts to identify the bodies exerting the strongest gravitational inﬂuence. The results lay the groundwork for developing a general algorithm to assess the probability of capture for any near-Earth object, and to evaluate its potential hazard or scientiﬁc value for future sample-return missions. Application of these techniques promises to enhance the precision of asteroid trajectory forecasts and to support ongoing planetary defense initiatives.
Виконано дослідження гравітаційного впливу великих планет та Місяця на орбітальну динаміку та механічну енергію астероїда 2024 PT5 під час його тимчасового захоплення Землею. Виявлений 7 серпня 2024 року за допомогою огляду ATLAS Sutherland, астероїд перейшов на еліптичну геоцентричну орбіту наприкінці вересня 2024 року та повернувся на геліоцентричну траєкторію в середині листопада 2024 року. Основна мета полягає у визначенні того, які тіла Сонячної системи, зокрема Місяць та найближчі планети, сприяли процесу захоплення, викликали зміни у повній механічній енергії астероїда під час фази захоплення та створили ключові збурення, що призвели до його виходу з гравітаційного поля Землі. Високоточні геоцентричні ефемериди та оскулюючі орбітальні елементи були отримані з сервісу JPL Horizons. Чисельний аналіз часових рядів для кінетичної, потенційної та повної механічної енергії, а також ексцентриситету, був проведений для характеристики як фаз захоплення, так і фаз вивільнення. Особливу увагу було приділено часовим кореляціям між близькими зближеннями астероїда з Місяцем та великими планетами, а також відповідним змінам його орбітальних елементів. Цей підхід виокремлює інтервали часу, протягом яких 2024 PT5 зазнавав найбільш виражених динамічних змін, тим самим надаючи інформацію для цілеспрямованих числових моделювань. Методологія включає детальне формулювання проблеми та обчислювальної процедури, зокрема критерії, що використовуються для визначення початку та кінця тимчасового захоплення супутника, та зусилля щодо ідентифікації тіл, що чинять найсильніший гравітаційний вплив. Результати закладають основу для розробки загального алгоритму оцінки ймовірності захоплення будь-якого навколоземного об’єкта, а також для оцінки його потенційної небезпеки або наукової цінності для майбутніх місій з повернення зразків. Застосування цих методів обіцяє підвищити точність прогнозів траєкторії астероїдів та підтримати поточні ініціативи планетарної оборони.

Ключові слова

temporarily captured objects, orbital dynamics, N-body integration, IAS15, REBOUND, тимчасово захоплені об’єкти, орбітальна динаміка, інтеграція N-тіл

Бібліографічний опис

Karastan M. Determining the orbit of the temporary Earth satellite of asteroid 2024 PT5 / M. Karastan, O. Bazyey // Odesa Astronomical Publications. – 2025. – Vol. 38. – P. 109–112.