Orbita

Orbita

Orbita to tor, po którym poruszają się ciała niebieskie pod wpływem sił grawitacji. W Układzie Słonecznym Ziemia, planety, komety i inne ciała krążą wokół Słońca, a księżyce wokół swoich planet. Ruch tych ciał można opisać za pomocą praw Newtona, ale w przypadku dużych mas lub dużych prędkości, jak w przypadku Merkurego, konieczne jest zastosowanie ogólnej teorii względności.

Izaak Newton opracował analityczne rozwiązanie dla układów dwóch punktów materialnych oddziałujących grawitacyjnie. W przypadku większej liczby ciał nie ma ogólnych rozwiązań analitycznych.

Rodzaje orbity

Orbity mogą być zamknięte lub otwarte, w zależności od energii układu:

• Otwarte orbity – mają kształt hiperboli, ciała zbliżają się do siebie i oddalają na zawsze (np. komety jednopojawieniowe).
• Zamknięte orbity – mają kształt elipsy; ciało powtarza swój ruch w stałych odstępach czasu. Opisane są prawami Keplera, wynikającymi z praw Newtona.

Punkty w najbliższej i najdalszej odległości od ciała okrążanego to odpowiednio perycentrum i apocentrum. Dla różnych ciał niebieskich używa się specyficznych nazw, np. peryhelium i aphelium dla Słońca.

Elementy orbity

Orbita ciała w trójwymiarowej przestrzeni jest określona przez sześć parametrów:

• $a$ – półoś wielka (średnia odległość od centrum)
• $\backslash epsilon$ – ekscentryczność (mimośród)
• $i$ – inklinacja (nachylenie orbity)
• $\backslash omega$ – argument perycentrum
• $\backslash Omega$ – długość węzła wstępującego
• $n$ – średni ruch dzienny

Chwilowe położenie punktu na orbicie określa dodatkowy parametr $t\_0$.

Orbity okołoziemskie

Satelity i stacje kosmiczne orbitują wokół Ziemi na różnych wysokościach, które dzielą się na:

• Niska orbita okołoziemska – od 200 do 2000 km nad Ziemią
• Średnia orbita okołoziemska – od 2000 km do 35 786 km
• Orbita geostacjonarna – 35 786 km nad równikiem
• Wysoka orbita okołoziemska – powyżej orbity geostacjonarnej