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軌道要素
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ナビゲーター · モジュール 3

軌道要素

Six numbers pin down any orbit in space: its size, shape, tilt, orientation and where the body is on it.

14 分

NASA/JPL/Space Science Institute

これは 私の教えだ Local Solar System 基金チームのメンバーであり,資格あるレビュー者によって改善できる。 この分野に関して資格はありますか?編集を提案します

オビット・サンドボックス

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軌道とは何か? 横に投げると地面に曲がります。速く投げれば、より遠くに着陸します。十分速く投げれば、落ちる速さで下の地面も曲がってしまいます。だから、着陸しません。惑星の周りをずっと飛んでいき、常にミスします。これが軌道です。衛星は何も持たないので、常に落ちています。

何が起こるか:

スピード・ナウ
身長
One lap takes
最低高度
最高地点

これを試してみて

ファルス・バック 軌道 エスクープ

·

軌道を微調整 (軌道要素とケプラーの法則)

Astronomers describe an orbit with five numbers called orbital elements.ここで変更します。上の高さと速度が続きます

最も速い (近点)
最も遅い (遠点)
ケプラーの第3法則チェック: T² / a³
使い方
横速度
このコントロールで何が起こるかを決めます。遅すぎると後ろに落ちます。速すぎると円の中を回ります。速すぎると楕円になり、逃げ出し速度よりも速くなると永遠に離れます。スライダーの下の色付きバーは、選択した高さでどこから始まるのかを示します。
ヘイツ
重力が弱いので 軌道に留まるには速度を落とすだけ
時間速度
実際の軌道は数時間、数日、数年かかります。ここでは時間が速く流れます。時間×1,000 とは、スクリーン上の毎秒が宇宙で 1,000 秒 (約 17 分) ということです。惑星の自転も同じ速度で加速されます。表示されている数字は常に実際のものです。
地上軌道
地上の黄金の跡は衛星の直下にある道です。地球は軌道の下で回転しますので、それぞれの周回は異なる場所を通ります。
金の矢
どの方向に動いているか、どれだけ速く動いているか:矢印が長ければ長いほど速い。
周りを見回す
ドラッグしてビューを回転させ、スクロールまたはピンチでズームします。暗いグリッドは地球の赤道面 (あるいは太陽周りでは地球の軌道面) です。
データテーブル (テキスト代替)
軌道周りの距離と速度
タイムステップ現在の太陽からの距離スピード・ナウ

Six numbers. 太陽系の軌道を記述するために必要な全てです 月から彗星まで それを読むことを学べば 何年も先の世界がどこにあるか 分かる

月の灰色の表面の後ろに地球が沈む。
Earth sets behind the Moon, photographed by NASA's Orion spacecraft on Artemis I. Credit: NASA

Six numbers describe any orbit in the solar system.

見て

衛星や惑星がどこに向かっているのかを記述するには、いくつかの質問に答える必要があります。

  1. どれくらい大きい? 軌道は?
  2. どんな形? 丸いか伸びたか?
  3. どのくらい傾いたか そうなんですか?
  4. どっちだ? 傾斜面は?
  5. どっちだ? 伸びた部分は指しているのか?
  6. どこ 軌道上に死体が?

Each answer is one number. Together these six numbers are called the orbital elements, and they describe any orbit.

サンドボックスでは,Molniya軌道をロードした。 ロシアの通信衛星はこの長い傾斜軌道を使って 静止衛星が見えにくい極北上空で何時間も浮かんでいる 傾斜を見るには サイドビュー をチェックし、スライダーで操作してください。

理解

元素シンボル何を設定する
半長軸ここに大きさ
偏心率あなたは形状
傾斜あなたは、私のために何をしたのですか?基準面に対する軌道平面の傾き
上昇節点の経度Ω軌道が基準面を「上」に向かって交差する方向
近点論ω上昇節点から軌道面内で測定した最も近い点がある場所
時代の平均異常M₀身体がある時点でどこにあるか(時代)

For planets, the reference plane is usually the ecliptic, the plane of Earth’s orbit, and the reference direction is the March equinox. 地球衛星の場合,基準面は地球赤道である。

いくつかの有意義な値:

  • i = 0°: 軌道は基準面にある。 アラビア文字 静止衛星 衛星は地球の赤道付近で i=0 e=0
  • i = 90°:a 極性 両極を通過する軌道です
  • i > 90°: 逆行、後ろに回る。
  • The Molniya orbit uses i = 63.4° on purpose: at that tilt, Earth’s bulge does not make the periapsis drift around the orbit.

マスター

The three angles are an ordered set of rotations. 軌道平面(x′近点方向,y′90°前進)にある点をRz(−Ω)・Rx(−i)・Rz(−ω)で基準系に運ぶ。 これは正確に、JPLの「惑星の近似位置」での変換であり、サイトのオレリーが使用している。

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

yとzの表現も同じです

惑星表はしばしば変種を示す。 近日点経度 また,電磁波の伝播速度を求めるために,電磁波の伝播速度が小さいときは,ε=Ω+ω(iが小さくΩが定義されていない場合に有用)である。 平均経度 L = ε + M である。 The JPL tables list a, e, i, L, ϖ, Ω with their rates of change per century, because the other planets slowly perturb every orbit.

なぜ63.4度? Earth’s equatorial bulge (the J₂ term) makes the argument of periapsis precess at a rate proportional to (5 cos² i − 1). It vanishes when cos² i = 1/5, i.e.i = 63.43°または 116.57°:「臨界傾斜」。 二体問題において一定となる要素は,実世界ではゆっくりとドリフトする。 時代有効期限がある時点で

やってみろ

Molniya 軌道を読み込み、サイドビューをチェックし、傾きを 63.4 度から 0 度と 180 度に変更します。三つの角度スライダーが軌道に与える影響を一文で説明してください。

クイッククイズ

3 簡単な質問です 正解を選んでみてください

  1. 軌道の傾きはどういう要素で決まる?

    1. A 偏心率
    2. B 傾斜
    3. C 半長軸
    4. D 平均異常
    答えを表示

    B. 傾斜

  2. 軌道傾斜角が90度以上の軌道は:

    1. A インプシブル
    2. B 逆行
    3. C 常に円形
    4. D 太陽系外
    答えを表示

    B. 逆行 ハレー彗星(162度)と海王星の衛星トリトン(約157度)は逆行している。

  3. 軌道の大きさと形状を記述する二つの要素は何か。

    1. A 傾斜と結節点
    2. B 半長軸と離心率
    3. C 近点論と平均異常
    4. D ノードと平均異常
    答えを表示

    B. 半長軸と離心率

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このレッスンはライセンス CC BY-SA 4.0 である。

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