Beberapa bahasa di situs ini mungkin telah diterjemahkan oleh mesin dan mungkin mengandung kesalahan. Bantu memperbaikinya Baca bahasa Inggris aslinya
Unsur orbital
  1. Belajar
  2. Navigator
Navigator · Modul 3

Unsur orbital

Enam angka mengikat orbit apapun di ruang: ukurannya, bentuknya, kemiringannya, orientasinya dan dimana tubuh berada padanya.

14 min

NASA/JPL/Space Science Institute

Pelajaran ini disusun oleh anggota tim Local Solar System Foundation dan dapat diperbaiki oleh seorang penilai yang bersertifikat. Apakah Anda berkompeten dalam subjek ini? Sugeran penyuntingan

Orbit Sandbox

Buka halaman penuh

Apa itu orbit? Lempar bola ke samping dan ia melengkung ke bawah ke tanah. Lempar lebih cepat dan ia mendarat jauh. Lempar cukup cepat dan bumi melengkung ke bawahnya secepat jatuhnya, sehingga tidak pernah mendarat: ia terus jatuh di sekitar planet dan selalu gagal. Itu adalah orbit. Tidak ada yang menahan satelit; ia jatuh sepanjang waktu.

Apa yang terjadi:

Kecepatan sekarang
Tinggi sekarang
Satu putaran mengambil
Tinggi terendah
Tinggi tertinggi

Coba ini

Terbalik Orbit Escape

·

Setel ulang orbit (unsur orbit dan hukum Kepler)

Para astronom menggambarkan orbit dengan lima angka yang disebut unsur orbit. Ubah mereka di sini; ketinggian dan kecepatan di atas mengikutinya.

Tercepat (periapsis)
Paling lambat (apoapsis)
Kepler's 3rd law check: T² / a³
Bagaimana cara menggunakannya
Kecepatan lateral
Satu kendali ini memutuskan apa yang terjadi. Terlalu lambat dan jatuh kembali. Cukup cepat dan berputar dalam lingkaran. Lebih cepat dan bergeser keluar menjadi elips. Lebih cepat dari kecepatan lari dan pergi selamanya. Bar berwarna di bawah slider menunjukkan dimana masing-masing dimulai pada ketinggian yang dipilih.
Tinggi
Di mana itu dimulai, di atas, gravitasi lebih lemah, jadi kecepatan yang lebih lambat cukup untuk tetap berada dalam orbit.
Kecepatan waktu
Orbit nyata membutuhkan waktu berjam-jam, hari atau tahun, jadi waktu berjalan lebih cepat di sini. Waktu ×1,000 berarti setiap detik pada layar adalah 1,000 detik (sekitar 17 menit) di ruang angkasa. Putaran planet dipercepat dengan jumlah yang sama. Angka yang ditampilkan selalu real.
Jalur tanah
Jejak emas di tanah adalah jalur tepat di bawah satelit Bumi berputar di bawah orbit, sehingga setiap putaran melewati tempat yang berbeda.
Panah emas
Ke arah mana ia bergerak dan seberapa cepat: semakin panjang anak panah, semakin cepat.
Melihat sekeliling
Seret untuk memutar tampilan, scroll atau ketuk untuk memperbesar. Grid yang samar adalah bidang khatulistiwa Bumi (atau, di sekitar Matahari, bidang orbit Bumi).
Tabel data (alternatif teks)
Jarak dan kecepatan pada dua belas langkah waktu yang sama di sekitar orbit
Langkah waktuJarak dari Matahari sekarangKecepatan sekarang

Enam angka. Itu semua yang diperlukan untuk menjelaskan orbit apapun di tata surya, dari Bulan ke komet. Belajarlah untuk membacanya dan kau bisa menentukan di mana dunia akan berada, bertahun-tahun ke depan.

Bumi di belakang permukaan abu-abu Bulan.
Bumi berada di belakang Bulan, difoto oleh pesawat ruang angkasa Orion NASA pada Artemis I. Credit: NASA

Enam angka menggambarkan orbit apapun di tata surya.

Lihat

Untuk menjelaskan ke mana satelit atau planet pergi, Anda perlu menjawab beberapa pertanyaan:

  1. Seberapa besar adalah orbit?
  2. Bentuk apa Apakah itu: bulat atau melebar?
  3. Bagaimana miring benarkah?
  4. Ke mana arahnya?
  5. Bagaimana bagian yang diperpanjang menunjukkan?
  6. Dimana di orbit adalah tubuh sekarang?

Setiap jawaban adalah satu angka. Bersama-sama enam angka ini disebut unsur orbital, dan mereka menggambarkan orbit apapun.

Di kotak pasir, orbit Molniya dimuat. Satelit komunikasi Rusia menggunakan ini panjang, miring orbit sehingga mereka tergantung selama berjam-jam tinggi di atas utara jauh, di mana satelit geostasioner sulit dilihat. Tandai Side view untuk melihat kemiringan, dan mainkan dengan slider.

Mengerti

UnsurSimbolApa yang ditetapkan
Sumbu semi-mayorBuat lingkaranUkuran
EkscentricitasdanBentuk
KemiringanBuang kartuMiringnya bidang orbit terhadap bidang referensi
Bujur dari node naikΩArah di mana orbit melewati bidang referensi menuju “atas”
Argumen periapsisωDi mana titik terdekat terletak, diukur dalam bidang orbit dari nodus naik
Rata-rata anomali pada epochM₀Di mana tubuh berada pada saat tertentu (epoch)

Untuk planet, bidang referensi biasanya adalah ekliptika, bidang orbit Bumi, dan arah referensi adalah ekuinoks Maret. Untuk satelit Bumi, bidang referensi adalah khatulistiwa Bumi.

Beberapa nilai yang berarti:

  • i = 0°: orbit berada di bidang referensi. Satelit geostasioner memiliki i = 0 dan e = 0 di sekitar khatulistiwa Bumi.
  • i = 90°: orbit polar, melewati kedua kutub.
  • i > 90°: retrograde, bergerak ke belakang.
  • Orbit Molniya menggunakan i = 63.4° dengan sengaja: pada kemiringan itu, pembengkakan Bumi tidak membuat periapsis bergerak di sekitar orbit.

Master

Tiga sudut adalah serangkaian rotasi yang tersusun. Sebuah titik di bidang orbit (x′ menuju periapsis, y′ 90° ke depan) dibawa ke dalam bingkai referensi oleh R_z(−Ω) · R_x(−i) · R_z(−ω). Ini adalah tepat transformasi dalam JPL “Posisi Perkiraan dari Planet”, yang situs orrery menggunakan:

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

dan ekspresi serupa untuk y dan z.

Tabel planet sering memberikan variasi: bukit panjang perihelion ϖ = Ω + ω (manfaat ketika i kecil dan Ω tidak terdefinisi dengan baik), dan bukit panjang rata-rata L = ϖ + M. Tabel JPL memasukkan a, e, i, L, ϖ, Ω dengan tingkat perubahannya per abad, karena planet-planet lain perlahan mengganggu setiap orbit.

Mengapa 63.4°? Benjolan khatulistiwa Bumi (istilah J₂) membuat argumen periapsis preces pada laju yang proporsional dengan (5 cos² i − 1). Hal ini menghilang ketika cos² i = 1/5, yaitu i = 63.43° atau 116.57°: “inklisisi kritis”. Unsur-unsur yang tetap konstan dalam masalah dua badan bergerak perlahan di dunia nyata; itulah mengapa himpunan unsur selalu datang dengan epoch, saat mereka berlaku.

Cobalah.

Muatkan orbit Molniya, tandai 'Tampilan sisi', kemudian ubah kemiringan dari 63.4 derajat ke 0 dan ke 180. Deskripsikan dalam satu kalimat apa yang dilakukan masing-masing dari tiga slider sudut pada orbit.

Kuis Cepat

3 pertanyaan cepat. Pilih jawaban untuk melihat apakah Anda benar.

  1. Apa yang memberitahu Anda bagaimana miringnya orbit adalah?

    1. A Ekscentricitas
    2. B Kemiringan
    3. C Sumbu semi-mayor
    4. D Anomali rata-rata
    Tunjukkan jawabannya

    B. Kemiringan

  2. Orbit dengan kemiringan lebih besar dari 90 derajat adalah:

    1. A Tidak mungkin.
    2. B Retrograde: tubuh bergerak ke belakang
    3. C Selalu melingkar
    4. D Diluar tata surya
    Tunjukkan jawabannya

    B. Retrograde: tubuh bergerak ke belakang Komet Halley (162 derajat) dan bulan Neptunus Triton (sekitar 157 derajat) adalah retrograd.

  3. Dua unsur apa yang menggambarkan ukuran dan bentuk orbit?

    1. A Kemiringan dan node
    2. B Sumbu semi- besar dan eksentrisitas
    3. C Argumen periapsis dan anomali rata-rata
    4. D Node dan anomali rata-rata
    Tunjukkan jawabannya

    B. Sumbu semi- besar dan eksentrisitas

Baris akhir

  • Dimainkan dengan interaktif
  • Baca pelajarannya
  • Sudahkah kau menantangnya?
  • Menjawab kuis

Tandai pelajaran selesai untuk menyimpannya ke kemajuan Anda pada perangkat ini.

Kata dalam pelajaran ini

Sumber

Pelajaran ini berlisensi CC BY-SA 4.0.

Alat dan pelajaran menggunakan model yang disederhanakan hanya untuk belajar. Mereka tidak boleh digunakan untuk navigasi, perencanaan misi atau keputusan operasi apapun. Sertifikat gratis dan tidak diakreditasi. Baca larangan konten pendidikan