Този урок е изготвен от Local Solar System Член на екипа на Фондацията и може да бъде подобрен от квалифициран рецензент. Квалифициран ли сте в тази област? Предложете редакция
Пясъчник на орбитата
Отваряне на цялата страницаКакво е орбита? Хвърли топката настрани и тя ще се изкриви до земята. Хвърли я по-бързо и ще падне по-далеч. Хвърли я достатъчно бързо и земята под нея ще се изкриви толкова бързо, колкото пада, така че никога няма да се приземи: тя продължава да пада около планетата и винаги пропуска. Това е орбита.
Какво се случва:
Опитай това.
Отпада отново Орбити Ескапи
·
Фина настройка на орбитата (орбитални елементи и законите на Кеплер)
Астрономите описват орбитата с пет числа, наречени орбитални елементи, които се променят тук; височината и скоростта по-горе следват.
Как да го използваме
- Скорост настрани
- Този един контрол решава какво ще се случи. Твърде бавно и тя пада назад. Достатъчно бързо и тя се върти в кръг. По-бързо и тя се люлее навън в елипса. По-бързо от скоростта на бягство и си тръгва завинаги. Цветната лента под плъзгача показва къде всеки започва на избраната височина.
- Височина
- По-високо, гравитацията е по-слаба, така че по-ниска скорост е достатъчна, за да останете в орбита.
- Скорост на времето
- Времето е по-бързо тук, защото реалните орбити отнемат часове, дни или години. Време × 1000 означава, че всяка секунда на екрана е 1000 секунди (около 17 минути) в космоса. Въртянето на планетата се ускорява със същото количество.
- Наземна писта
- Златната следа на земята е пътеката директно под спътника, Земята се върти под орбитата, така че всяка обиколка преминава през различни места.
- Gold arrow
- Накъде се движи и колко бързо: колкото по-дълга е стрелката, толкова по-бързо.
- Гледайки се наоколо
- Слабата мрежа е равнината на екватора на Земята (или, ако се разглежда около Слънцето, равнината на орбитата на Земята), а светлината от нея се разпространява по цялото небе.
Таблица с данни (алтернативен текст)
| Стъпка във времето | Разстояние от Слънцето сега | Скорост сега |
|---|
Шест числа. Това е всичко, което е необходимо за описване на всяка орбита в Слънчевата система, от Луната до кометата. Научете се да ги четете и можете да определите къде ще бъде всеки свят, години напред.

Шест числа описват всяка орбита в Слънчевата система.
Вижте.
За да опишете къде отива спътник или планета, трябва да отговорите на няколко въпроса:
- Колко голяма? Каква е орбитата?
- Каква форма? Кръгла ли е или опъната?
- Колко наклонен Нали?
- По кой начин Наклонът е с лице?
- По кой начин Разтегнатата част сочи ли?
- Къде В орбита е тялото в момента?
Всеки отговор е едно число. Заедно тези шест числа се наричат Орбитални елементи, и те описват всяка орбита.
В пясъчника се зарежда орбитата на Молния. Руските комуникационни спътници използват тази дълга, наклонена орбита, така че те висят с часове високо над далечния север, където геостационарните сателити трудно се виждат. Отметка Изглед от страна за да видите наклона и играйте с плъзгачите.
Разбирам.
| Елемент | Символ | Какво определя |
|---|---|---|
| Голяма полуос | Избери | Размер |
| Ексцентрицитет | и | Форма |
| Наклон | Изтегляне на картата | Наклон на орбиталната равнина спрямо референтната равнина |
| Дължина на възходящия възел | Ω | Посока, в която орбитата пресича референтната равнина и се движи “нагоре” |
| Аргумент на периапсиса | ω | Където се намира най-близката точка, измерена в орбиталната равнина от възходящия възел |
| Средна аномалия в епохата | М₀ | Където тялото е в даден момент (епохата) |
За планетите, референтната равнина обикновено е еклиптика, равнината на орбитата на Земята, а референтната посока е мартското равноденствие. За спътниците на Земята референтната равнина е екватора.
Някои значими стойности:
- i = 0°: орбитата е в референтната равнина. А геостационарна орбита Спътник има и = 0 и е = 0 около екватора на Земята.
- i = 90°: a полярен орбита, преминаваща над двата полюса.
- i > 90°: ретроградно, обикаля назад.
- Орбитата на Молния използва i = 63,4° нарочно: при този наклон изпъкналостта на Земята не кара периписиса да се отклонява около орбитата.
Господарю.
Трите ъгъла са подредена съвкупност от въртения. Точка в орбиталната равнина (x′ към перигея, y′ на 90° напред) се пренася в референтната система от R_z(−Ω) · R_x(−i) · R_z(−ω). Това е точно трансформацията в “Приблизителните позиции на планетите” на Лабораториите за въздух и плазма, която се използва от сайта:
x = (cos ω cos Ω − sin ω sin Ω cos i) x′ + (−sin ω cos Ω − cos ω sin Ω cos i) y′
и подобни изрази за y и z.
Планетарните маси често дават варианти: Дължина на перихела ϖ = Ω + ω (полезно, когато i е малък и Ω е слабо дефиниран), а средна дължина L = ε + M. Таблиците на JPL изброяват a, e, i, L, ϖ, Ω с техните скорости на промяна за век, тъй като другите планети бавно нарушават всяка орбита.
Защо 63,4°? Earth’s equatorial bulge (the J₂ term) makes the argument of periapsis precess at a rate proportional to (5 cos² i − 1). Тя изчезва, когато cos² i = 1/5, т.е. i = 63,43° или 116,57°: „критичните наклона“. Елементите, които остават постоянни в проблема с двете тела се движат бавно в реалния свят; затова множества от елементи винаги идват с определена степен на неизвестност. епоха, в момента, в който те са валидни.
Опитай го!
Заредете орбитата на Молния, отметнете 'Страничен изглед', след това променете наклона от 63.4 градуса на 0 и на 180 Опишете в едно изречение какво прави всеки от трите плъзгача с орбитата.
Предизвикателствата са там, където се залепва ученето.
Бърз тест
3 Изберете отговор, за да видите дали сте прави.
-
Кой елемент ви казва колко наклонена е орбитата?
- A Ексцентрицитет
- B Наклон
- C Голяма полуос
- D Средна аномалия
Покажи отговора
B. Наклон
-
Орбита с наклон по-голям от 90 градуса е:
- A Невъзможно е.
- B Ретроградно: тялото се движи назад
- C Винаги кръгла
- D Извън Слънчевата система
Покажи отговора
B. Ретроградно: тялото се движи назад Халеевата комета (162 градуса) и спътникът на Нептун Тритон (около 157 градуса) са ретроградни.
-
Кои два елемента описват размера и формата на орбитата?
- A Наклон и възел
- B Голяма полуос и ексцентрицитет
- C Аргумент на периапсиса и средна аномалия
- D Възлови и средни аномалии
Покажи отговора
B. Голяма полуос и ексцентрицитет
Финалната линия
- Игра с интерактивните
- Прочетете урока
- Приемете предизвикателството
- Направих теста
Маркирайте урока завършен, за да го запазите в напредъка си на това устройство.
Урокът е завършен.
Следваща. Орбитална скорост: уравнението на вис-виваДуми в този урок
Източници
- NASA JPL, Basics of Space Flight, Chapter 3: Gravity and Mechanics
- JPL SSD: Keplerian elements for approximate positions of the planets
- JPL Small-Body Database API documentation (orbital element definitions)
- JPL SSD: Planetary Satellite Mean Elements
- ESA: Types of orbits
Този урок е лицензиран CC BY-SA 4.0.