Kas yra elipsinė orbita?

Elipsinė orbita – tai vieno kūno judėjimas aplink kitą ovalo formos keliu. Ją galima apibrėžti kaip Keplerio orbitą, kurios ekscentriciškumas svyruoja nuo 0 iki 1. Tiriant dangaus mechaniką, Keplerio orbita nagrinėja orbitos kūnų, judančių elipsės, hiperbolės ar parabolės pavidalu, dėsnius ir principus. . Astrodinamikoje orbitos ekscentriškumas, kartais vadinamas pirmuoju ekscentriškumu, yra parametras, apibūdinantis tikrąją jos formą ir tempimą.

Pagal standartines astrodinamikos prielaidas ir principus orbita turi būti kūgio formos. Tada kūgio ekscentriškumas yra skaitinė vertė. Šis skaičius reiškia konkretų projekcijos kampą, apibrėžiantį elipsės orbitos lygumą arba apvalumą.

Elipsinės orbitos ekscentriškumas taip pat gali būti apibrėžtas kaip orbitos nuokrypio nuo standartinio apskritimo formos matas. Tobulos apskritimo orbitos orbitos ekscentriškumas yra 0. Ši vertė naudojama kaip etalonas vertinant bet kurios elipsės orbitos skirtumą nuo standartinio apskritimo.

Žemės saulės sistemą sudaro daugybė natūralių palydovų, tokių kaip planetos, mėnuliai, kometos ir panašūs besisukantys kūnai. Šie kūnai skrieja aplink savo pirminius pradmenis, pvz., Žemę, skriejančią aplink Saulę, išilgai fiksuotos elipsės orbitos. Atrodo, kad bendra jų judėjimo apžvalga sudaro žiedinių orbitų įspūdį. Tačiau iš tikrųjų visi dangaus kūnai griežtai eina elipsės formos orbitomis su įvairiais ekscentriškumo laipsniais. Kuo didesnė ekscentriškumo vertė, tuo plokštesnė ir pailgesnė bus elipsės orbitos forma.

Šiuo metu Žemės elipsės orbitos ekscentriškumas yra lygus 0.0167. Dėl šios mažos vertės elipsinė Žemės orbita yra beveik tobulas apskritimas. Kita vertus, kometų ekscentrinės vertės yra artimos 1, todėl jų orbitos yra beveik plokščios ir pailgos. Esant gravitacinei dviejų kūnų problemai, ekscentriškumo matas nuo 0 iki 1 leidžia abiem kūnams suktis identiškomis orbitomis. Populiarūs elipsinių orbitų pavyzdžiai yra Hohmanno perdavimo orbita, Molnijos orbita ir tundros orbita.

Elipsinių orbitų koncepciją pirmasis atrado ir propagavo XVII amžiaus pradžioje vokiečių mokslininkas Johannesas Kepleris. Išvados buvo paskelbtos jo Pirmajame planetų judėjimo įstatyme ir iškėlė svarbius dėsnius, susijusius su dangaus kūnų orbitomis. Šie atradimai padėjo mokslininkams suprasti ir ištirti elipsinės orbitos savybes.
Specifinė orbitos energija, dar žinoma kaip vis-viva energija, apibrėžiama kaip orbitoje skriejančio objekto potencialios energijos ir kinetinės energijos suma. Elipsinės orbitos savitoji energija yra neigiama ir apskaičiuojama neatsižvelgiant į jos ekscentriškumą. Planetų orbitų elipsinė prigimtis yra svarbi savybė, kuri lemia sezoninius pokyčius, temperatūros zonas ir atitinkamų planetų klimato zonas.