Elementos orbitales

Seis números. Eso es todo lo que se necesita para describir cualquier órbita en el sistema solar, desde la Luna hasta un cometa. Aprende a leerlos y podrás determinar dónde estará cualquier mundo, años por delante.

Seis números describen cualquier órbita en el sistema solar.

Mira.

Para describir hacia dónde va un satélite o planeta, necesitas responder a algunas preguntas:

1. Qué grande ¿Cuál es la órbita?
2. ¿Qué forma tiene: redonda o estirada?
3. ¿Qué tan inclinado está?
4. ¿De qué manera está orientada la inclinación?
5. ¿A qué dirección apunta la parte estirada?
6. Dónde ¿Dónde está el cuerpo en la órbita ahora?

Cada respuesta es un número. Juntos estos seis números se llaman Elementos orbitales, y describen cualquier órbita.

En la caja de arena, se carga la órbita Molniya. Los satélites de comunicaciones rusos usan esta órbita larga e inclinada para que puedan permanecer durante horas sobre el extremo norte, donde los satélites geoestacionarios son difíciles de ver. Marque Vista lateral para ver la inclinación, y juegue con los controles deslizantes.

Entender

Elemento	Símbolo	Lo que establece
Semieje mayor	a	Tamaño
Excentricidad	e	Forma
Inclinación	y	Inclinación del plano orbital respecto a un plano de referencia
Longitud del nodo ascendente	Ω	Dirección en la que la órbita cruza el plano de referencia yendo “hacia arriba”
Argumento de la periapsis	ω	Donde se encuentra el punto más cercano, medido dentro del plano orbital desde el nodo ascendente
Anomalía media en la época	M₀	Donde se encuentra el cuerpo en un momento dado (la época)

Para los planetas, el plano de referencia suele ser el eclíptica, el plano de la órbita de la Tierra, y la dirección de referencia es el equinoccio de marzo. Para los satélites terrestres, el plano de referencia es el ecuador de la Tierra.

Algunos valores significativos:

• i = 0°: la órbita se encuentra en el plano de referencia. A geoestacionario El satélite tiene i = 0 y e = 0 alrededor del ecuador de la Tierra.
• i = 90°: a polar Orbita, pasando por encima de ambos polos.
• i > 90°: retrógrado, dando vueltas hacia atrás.
• La órbita de Molniya utiliza i = 63,4° a propósito: en esa inclinación, el bulbo de la Tierra no hace que el periapsis se desvíe alrededor de la órbita.

Master

Los tres ángulos son un conjunto ordenado de rotaciones. Un punto en el plano orbital (x′ hacia el periapsis, y′ 90° adelante) es llevado al sistema de referencia por R_z(−Ω) · R_x(−i) · R_z(−ω). Esta es exactamente la transformación en las “Posiciones Aproximadas de los Planetas” del JPL, que el sitio usa:

x = (cos ω cos Ω − sin ω sin Ω cos i) x′ + (−sin ω cos Ω − cos ω sin Ω cos i) y′

y expresiones similares para y y z.

Las tablas planetarias a menudo dan variantes: Longitud del perihelio ϖ = Ω + ω (útil cuando i es pequeño y Ω está mal definido), y el Longitud media L = ε + M. Las tablas del JPL enumeran a, e, i, L, ϖ, Ω con sus tasas de cambio por siglo, porque los otros planetas perturban lentamente cada órbita.

¿Por qué 63,4°? El bulto ecuatorial de la Tierra (el término J₂) hace que el argumento del preceso de periapsis sea proporcional a (5 cos² i − 1). Se desvanece cuando cos² i = 1/5, es decir, i = 63.43° o 116.57°: las “inclinaciones críticas”. Los elementos que permanecen constantes en el problema de los dos cuerpos se desvían lentamente en el mundo real; es por eso que los conjuntos de elementos siempre vienen con una época, el momento para el cual son válidos.