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衛星嘅衛星

衛星嘅衛星（英文：subsatellite）係指圍住主衛星周圍運行嘅衛星。英文有時會叫做「moonmoon」或者「submoon」、「grandmoon」。圍住天然嘅衛星運行嘅太空探測器等人工天體，有時都會叫做衛衛星。另外，有時啲從主衛星分離出嚟嘅子機都會叫做衛星嘅衛星。呢篇文主要講圍住天然衛星周圍運行嘅天然天體。

根據對太陽系衛星嘅經驗性研究，衛星嘅衛星可能係行星系統嘅一部分。喺太陽系度，大型行星有好多自然衛星。而且，已經發現嘅好多系外行星都係大型行星，其中有啲行星好似「Kepler 1625b」咁可能擁有至少一顆大型系外衛星。所以，太陽系內外嘅行星系統有冇衛星嘅衛星仲有得傾。

截至2019年，太陽系內外嘅衛星嘅衛星仲未有確鑿證據證明佢哋存在，仍然係假設性嘅天體。由於衛星嘅潮汐力等影響，衛星嘅衛星嘅軌道通常唔穩定，所以畀人認為只能暫時存在。要令到衛星嘅衛星長期穩定存在，需要滿足好多條件，例如衛星要有1000公里級嘅尺寸同偏重嘅質量，衛星要圍住較遠嘅軌道運行，衛星嘅衛星嘅質量要細過主衛星質量嘅10萬分之一，衛星嘅衛星嘅軌道距離要唔好太遠或者太近等等。

譯名

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喺中文同粵文，「衛星嘅衛星」仲未有一個啱用嘅譯名，可以叫佢做「子衛星」、「副衛星」、「衛星仔」，但係呢啲名全部都有一個問題，就係唔知之後點譯「衛星嘅衛星嘅衛星」。

所以有人提議譯做「衛衛星」，而「衛星嘅衛星嘅衛星」就叫做「衛衛衛星」，如此類推。

最適合廣東話嘅叫法可能係引入數學方程式嘅講法，「衛星嘅衛星」叫「二次衛星」，「衛星嘅衛星嘅衛星」就叫「三次衛星」如此類推。[未記出處或冇根據]

懷疑真係有嘅例子

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瑞亞

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土星嘅衛星瑞亞周圍嘅環嘅假想圖

2008年3月，有班科學家睇完土星探測機卡西尼號嘅觀測數據之後，就寫咗篇論文話土星嘅衛星瑞亞周圍可能有個環[1]。佢哋計過數，話瑞亞周圍真係有啲位可以穩定咁公轉[1]。仲話如果真係有環嘅話，應該都幾幼[2]，所以可能會有啲「衛星嘅衛星」做「羊仔」幫手維持個環嘅形狀。

不過之後卡西尼號再睇返，明明如果真係有環嘅話應該睇到，但係乜都見唔到，冇環冇「衛星嘅衛星」[3][4]。所以而家啲科學家都唔信瑞亞有環同衛星嘅衛星㗎嘞[4]。

伊阿珀托斯

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有啲科學家提出過個假設，話土星嘅衛星伊阿珀托斯以前可能有過衛星嘅衛星同環[5][6]。伊阿珀托斯條赤道有條好特別嘅山脊，有人就話呢條山脊可能係以前嘅「衛星嘅衛星」或者環嘅嘢跌落赤道堆起嚟㗎[5][7]。

存在嘅可能性

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由於太陽周圍有行星公轉，而行星周圍又有衞星公轉，咁樣嘅層次結構令人推測衞星周圍可能都會有孫衞星。不過，太陽系入面仲未發現過孫衞星嘅存在[8]。衞星周圍公轉嘅衛星嘅衛星受到行星嘅潮汐力影響好大，所以通常好難長期穩定存在[8]。關於衛星嘅衛星可以穩定存在嘅條件，之前已經有好多研究探討過太陽系內外嘅情況。

太陽系入面嘅衛星嘅衛星

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行星潮汐力令衛星嘅衛星軌道不穩定嘅過程，喺力學上同恆星附近公轉嘅行星周圍衞星軌道嘅穩定性討論差唔多。喺1970年代，有啲研究關注太陽潮汐力嘅影響，解釋點解水星同金星冇衞星[9][10][11]。2000年之後，研究唔單止局限於太陽系，仲擴展到研究好似熱木星噉近恆星公轉嘅系外行星嘅衞星穩定性[12]。呢啲研究指出，近恆星嘅行星周圍公轉嘅衞星，要麼會向內移動撞到行星，要麼會超出穩定軌道嘅外側界限而消失[8]。喺行星-衞星-衛星嘅衛星組成嘅系統中都會發生同樣嘅情況，衛星嘅衛星可能會撞到衞星或者飛出衞星嘅引力範圍而消失[8]。

衛星嘅衛星嘅長期軌道穩定性唔單止取決於佢嘅軌道，仲同孫衞星嘅質量、主衞星嘅質量同埋衞星同行星嘅距離有關。1973年，Mark J. Reid 做咗個研究，考慮埋行星潮汐力嘅影響，探討衛星嘅衛星存在嘅可能性[13]。Reid 假設有個孫衞星圍住月球轉，計算之後得出結論：要長期穩定存在，衛星嘅衛星嘅質量唔可以超過衞星嘅十萬分之一[13]。所以就算太陽系入面有衛星嘅衛星，估計最大都只得10公里左右[8]。另外，如果孫衞星嘅軌道離心率細，係順行軌道，而且質量相對衞星好細嘅話，喺衞星希爾半徑大約50%以內嘅範圍先可以長期穩定[14]。衞星嘅希爾半徑會隨住衞星質量增加同埋離行星越遠而變大。所以要孫衞星穩定存在，衞星本身要夠大，仲要離行星夠遠[8]。再者，如果孫衞星太接近衞星，可能會受到衞星地殼局部質量分佈嘅影響而變得唔穩定[15]。因此，衛星嘅衛星要有個唔太近又唔太遠（喺希爾半徑50%左右）嘅軌道先得[8]。

因為以上嘅限制，如果衞星質量太細或者軌道太接近行星，衛星嘅衛星就冇辦法穩定存在。所以衛星嘅衛星存在嘅條件其實好嚴格，太陽系入面大部分衞星都冇辦法長期擁有衛星嘅衛星[8]。不過都有少數例外，有啲衞星符合可以穩定存在衛星嘅衛星嘅條件，例如木星衞星卡利斯托、土星衞星泰坦同土衛八，仲有地球嘅衞星月球。分析顯示，如果衛星嘅衛星夠細（大約10公里）而且離衞星有適當距離嘅話，喺呢啲衞星周圍可能會有穩定存在嘅空間[8]。呢啲衞星有個共同特徵：直徑大約1000公里，質量相對大，而且離行星較遠。其他大部分規則衞星離行星太近，冇辦法穩定保持衛星嘅衛星。譬如除咗卡利斯托之外嘅木星伽利略衞星、泰坦以內嘅土星規則衞星、天王星同海王星所有規則衞星同大型衞星，都因為太近行星而輕導唔到衛星嘅衛星[8]。

不過，就算有可能穩定存在，都唔等於真係有衛星嘅衛星存在。事實上，呢啲衞星周圍都未發現到有孫衞星。要有衛星嘅衛星存在，就要有啲機制可以喺穩定區域形成或者捕獲衛星嘅衛星。就算真係形成咗衛星嘅衛星，都可能因為衞星軌道嘅變化或者多個衞星之間嘅引力相互作用而消失[8]。除咗行星潮汐力之外，仲有其他因素可能影響衛星嘅衛星，例如月球軌道方面，太陽同地球嘅攝動可能會令軌道更加唔穩定[16][17]。啲繞月探測器就算唔控制降落都會撞到月球表面，就係因為呢啲攝動引起嘅軌道變化[18]。

太陽系外嘅衛星嘅衛星

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到2019年為止，雖然發現咗好多系外行星，但係仲未確認到有系外衞星存在。不過由於太陽系入面有咁多衞星，大家都覺得系外衞星應該都好普遍，而且當中可能都會有啲擁有衛星嘅衛星。

有個系外衞星嘅候選天體叫做開普勒1625b I，據報喺2018年發現佢可能圍住開普勒1625b公轉[19]。如果真係系外衞星嘅話，佢嘅大細可能同海王星差唔多。根據太陽系入面衛星嘅衛星存在可能性嘅研究，估計呢個系外衞星候選天體原則上都有可能長期穩定擁有大型衛星嘅衛星[8]。因為估計呢個衞星質量好大，所以佢可能可以穩定保持到好似維斯塔或者穀神星咁大嘅衛星嘅衛星[8]。不過有人指出開普勒1625b I嘅軌道傾斜角可能好大[19]，咁就唔利於衛星嘅衛星嘅軌道穩定性[8]。

衛星嘅衛星嘅衞星

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因為連衛星嘅衛星都未確認存在，而且存在嘅條件都好有限，就算真係有都應該好細粒，所以關於衛星嘅衛星嘅衞星（subsubmoon[8]）嘅研究就更加少啦。根據長期穩定存在所需嘅質量比例推測，太陽系入面衛星嘅衛星最大可能只有10公里左右，所以衛星嘅衛星嘅衞星可能嘅最大尺寸就會更細，可能細過1公里[8]。

衛星嘅衛星嘅衞星嘅衛星

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同上。

人工衛星嘅衛星

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以前已經有好多太空船進入過繞月球軌道，包括阿波羅計劃嘅載人太空船。呢啲繞月嘅月球探測器等人造天體，有時都會被叫做衛星嘅衛星。

到2019年為止，仲未有探測器進入過月球以外嘅其他衛星嘅軌道。1988年蘇聯嘅福布斯計劃原本打算將兩個探測器送入火星衛星福布斯嘅類似繞行軌道，但係最後失敗咗[20]。

日本嘅JAXA/ISAS計劃緊嘅火星衛星探査計劃 (MMX)，打算接近同降落福布斯，然後進行樣本返回[21][22]。同蘇聯嘅福布斯計劃一樣，佢唔係進入受衛星重力束縛嘅軌道，而係打算進入類似準衛星嘅類似繞行軌道[21]。

另外，ESA計劃緊嘅木星探測計劃JUICE，最後會將探測器送入繞木衛三嘅軌道[23]。呢個唔同福布斯計劃同MMX嘅類似繞行軌道，而係真係入到木衛三嘅重力圈入面，受重力束縛嘅繞行軌道。所以JUICE會成為繞住木衛三公轉嘅人造衛星嘅衛星

虛構小說

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  • 喺《星戰毛毛星》度，個主角行星有兩個衛星，兩個都有類似土星嘅環系統。
  • John Wyndham 嘅短篇小說《Dumb Martian》，主要故事發生喺木星四/二號上面，呢個係卡利斯托嘅衛星嘅衛星（睇《The Seeds of Time》）。
  • 喺《星球大戰》入面，Ajan Kloss 呢個衛星本身都有兩個衛星[24]。

疏仕

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  1. ↑ 1.0 1.1 Jones, G. H.; Roussos, E.; Krupp, N.; Beckmann, U.; Coates, A. J.; Crary, F.; Dandouras, I.; Dikarev, V.; Dougherty, M. K.; Garnier, P.; Hansen, C. J.; Hendrix, A. R.; Hospodarsky, G. B.; Johnson, R. E.; Kempf, S.; Khurana, K. K.; Krimigis, S. M.; Kruger, H.; Kurth, W. S.; Lagg, A.; McAndrews, H. J.; Mitchell, D. G.; Paranicas, C.; Postberg, F.; Russell, C. T.; Saur, J.; Seiss, M.; Spahn, F.; Srama, R.; Strobel, D. F.; Tokar, R.; Wahlund, J.-E.; Wilson, R. J.; Woch, J.; Young, D. (2008). "The Dust Halo of Saturn's Largest Icy Moon, Rhea". Science. 319 (5868): 1380–1384. doi:10.1126/science.1151524. ISSN 0036-8075.
  2. ↑ Hecht, Jeff (2008-03-06). "Saturn satellite reveals first moon rings". New Scientist. 喺2018-10-12搵到.
  3. ↑ Tiscareno, Matthew S.; Burns, Joseph A.; Cuzzi, Jeffrey N.; Hedman, Matthew M. (2010). "Cassini imaging search rules out rings around Rhea". Geophysical Research Letters. 37 (14): n/a–n/a. arXiv:1008.1764. doi:10.1029/2010GL043663. ISSN 0094-8276.
  4. ↑ 4.0 4.1 〈やはり土星の衛星レアに環は存在しない〉。アストロアーツ。2010-08-03。喺2019-02-14搵到。 {{cite web}}: Cite has empty unknown parameter: |coauthors= (help)
  5. ↑ 5.0 5.1 Ip, W.-H (2006). "On a ring origin of the equatorial ridge of Iapetus". Geophysical Research Letters. 33 (16): L16203. Bibcode:2006GeoRL..3316203I. doi:10.1029/2005GL025386.
  6. ↑ Adam Hadhazy (2011-08-19). "The Greatest Mysteries of Saturn's Moons". SPACE.COM. 喺2011-08-20搵到.
  7. ↑ Fitzpatrick, Tony (2010-12-13). "How Iapetus, Saturn's outermost moon, got its ridge". the Source. Washington University in St. Louis. 原著喺2016-01-06歸檔. 喺2018-10-12搵到.
  8. ↑ 8.00 8.01 8.02 8.03 8.04 8.05 8.06 8.07 8.08 8.09 8.10 8.11 8.12 8.13 8.14 8.15 Kollmeier, Juna A; Raymond, Sean N (2019). "Can moons have moons?". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters. 483 (1): L80–L84. arXiv:1810.03304. doi:10.1093/mnrasl/sly219. ISSN 1745-3925.
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  12. ↑ Barnes, Jason W.; O’Brien, D. P. (2002). "Stability of Satellites around Close‐in Extrasolar Giant Planets". The Astrophysical Journal. 575 (2): 1087–1093. doi:10.1086/341477. ISSN 0004-637X.
  13. ↑ 13.0 13.1 Reid, Mark J. (1973). "The tidal loss of satellite-orbiting objects and its implications for the lunar surface". Icarus. 20 (2): 240–248. doi:10.1016/0019-1035(73)90053-5. ISSN 0019-1035.
  14. ↑ Domingos, R. C.; Winter, O. C.; Yokoyama, T. (2006). "Stable satellites around extrasolar giant planets". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 373 (3): 1227–1234. doi:10.1111/j.1365-2966.2006.11104.x. ISSN 0035-8711.
  15. ↑ Konopliv, A (2001). "Recent Gravity Models as a Result of the Lunar Prospector Mission". Icarus. 150 (1): 1–18. doi:10.1006/icar.2000.6573. ISSN 0019-1035.
  16. ↑ Lidov, M. L. (1963). "Evolution of the Orbits of Artificial Satellites of Planets as Affected by Gravitational Perturbation from External Bodies". AIAA Journal. 1 (8): 1985–1985. doi:10.2514/3.1983. ISSN 0001-1452.
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  18. ↑ 木下 宙 (1998)。《天体と軌道の力学》。東京大学出版会。ISBN 4130607219。 {{cite book}}: Cite has empty unknown parameter: |coauthors= (help)
  19. ↑ 19.0 19.1 Teachey, Alex; Kipping, David M. (2018). "Evidence for a large exomoon orbiting Kepler-1625b". Science Advances. 4 (10): eaav1784. arXiv:1810.02362. doi:10.1126/sciadv.aav1784. ISSN 2375-2548.
  20. ↑ Edwin V. Bell, II (2016-04-11). "Phobos Project Information". NASA Space Science Data Coordinated Archive. NASA. 喺2018-10-15搵到.
  21. ↑ 21.0 21.1 "MMX - Martian Moons eXploration". JAXA. 原著喺2020-02-22歸檔. 喺2019-02-14搵到. {{cite web}}: Cite has empty unknown parameter: |coauthors= (help)
  22. ↑ 〈火星衛星探査計画（MMX） | 科学衛星・探査機 | 宇宙科学研究所〉。ISAS/JAXA。喺2019-02-14搵到。 {{cite web}}: Cite has empty unknown parameter: |coauthors= (help)
  23. ↑ Dougherty; Grasset (2011). Jupiter Icy Moon Explorer (PDF). Parent page: OPAG October 2011 Presentations
  24. ↑ Hidalgo, Pablo (20 December 2019). Star Wars: The Rise of Skywalker: The Visual Dictionary. DK Publishing. ISBN 9781465479037.

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