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Caja de arena Orbit
Abrir página completa¿Qué es una órbita? Lanza una pelota de lado y se curva hacia el suelo. Lázala más rápido y cae más lejos. Lázala lo suficientemente rápido y el suelo se curva por debajo de ella tan rápidamente como cae, así que nunca aterriza: sigue cayendo alrededor del planeta y siempre falla. Esa es una órbita. Nada sostiene un satélite; está cayendo todo el tiempo.
Lo que sucede:
Prueba esto
Cae hacia atrás Órbitas Escapes
·
Ajuste fino de la órbita (elementos orbitales y leyes de Kepler)
Los astrónomos describen una órbita con cinco números llamados elementos orbitales, cambiándolos aquí; la altura y velocidad arriba siguen.
Cómo usarlo
- Velocidad lateral
- Este control decide lo que sucede. Demasiado lento y cae hacia atrás. Lo suficientemente rápido y da vueltas en un círculo. Más rápido y se balancea hacia fuera en una elipse. Más rápido que la velocidad de escape y se va para siempre. La barra de colores debajo del regulador muestra donde comienza cada uno a la altura elegida.
- Altura
- Más arriba, la gravedad es más débil, por lo que una velocidad menor es suficiente para mantenerse en órbita.
- Velocidad del tiempo
- Las órbitas reales tardan horas, días o años, así que el tiempo pasa más rápido aquí. Tiempo × 1000 significa que cada segundo en la pantalla es de 1000 segundos (unos 17 minutos) en el espacio. La rotación del planeta se acelera por la misma cantidad. Los números mostrados son siempre los reales.
- Pista de tierra
- La pista dorada en el suelo es la ruta que va directamente debajo del satélite, ya que la Tierra gira por debajo de la órbita, así que cada vuelta pasa por diferentes lugares.
- Flecha de oro
- En qué dirección se mueve y a qué velocidad: cuanto más larga es la flecha, más rápido.
- Mirando a su alrededor
- La cuadrícula débil es el plano del ecuador de la Tierra (o, alrededor del Sol, el plano de la órbita de la Tierra), y la cuadrícula brillante es el plano de la órbita de la Tierra.
Tabla de datos (texto alternativo)
| Paso de tiempo | Distancia desde el Sol ahora | Velocidad ahora |
|---|
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:
- Qué grande ¿Cuál es la órbita?
- ¿Qué forma tiene: redonda o estirada?
- ¿Qué tan inclinado está?
- ¿De qué manera está orientada la inclinación?
- ¿A qué dirección apunta la parte estirada?
- 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.
Pruébalo ahora
Cargue la órbita de Molniya, marque 'Vista lateral', luego cambie la inclinación de 63.4 grados a 0 y a 180 Describa en una oración qué hace cada uno de los tres controles deslizantes de ángulo con la órbita.
Los desafíos son donde el aprendizaje se queda.
Un cuestionario rápido
3 preguntas rápidas. Elige una respuesta para ver si tienes razón.
-
¿Qué elemento te dice cuán inclinada está una órbita?
- A Excentricidad
- B Inclinación
- C Semieje mayor
- D Anomalía media
Mostrar la respuesta
B. Inclinación
-
Una órbita con una inclinación mayor de 90 grados es:
- A Imposible
- B Retrógrado: el cuerpo gira hacia atrás
- C Siempre circular
- D Fuera del sistema solar
Mostrar la respuesta
B. Retrógrado: el cuerpo gira hacia atrás El cometa Halley (162 grados) y la luna de Neptuno Tritón (unos 157 grados) son retrógrados.
-
¿Qué dos elementos describen el tamaño y la forma de la órbita?
- A Inclinación y nodo
- B Semieje mayor y excentricidad
- C Argumento de periapsis y anomalía media
- D Anomalía de nodo y media
Mostrar la respuesta
B. Semieje mayor y excentricidad
Línea de meta
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Hasta el siguiente Velocidad orbital: la ecuación vis-vivaPalabras en esta lección
Fuentes
- 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
Esta lección tiene licencia CC BY-SA 4.0.