Orbitų elementai

Šeši skaičiai. Tai yra viskas, ko reikia norint apibūdinti bet kokią orbitą Saulės sistemoje, nuo Mėnulio iki kometos. Išmok juos skaityti ir galėsi nuspėti, kur pasaulis bus ateityje.

Saulės sistemos planetos yra išdėstytos pagal jų orbitas.

Žiūrėk.

Norėdami apibūdinti, kur palydovas ar planeta eina, turite atsakyti į keletą klausimų:

1. Kiek didelis yra orbita?
2. Kokia forma yra: apvali ar ištempta?
3. Kaip pakreiptas jis yra?
4. Kuria kryptimi yra pakreiptas?
5. Kuriuo keliu nukreipta ištempta dalis?
6. Kur orbitoje yra kūnas dabar?

Kiekvienas atsakymas yra vienas skaičius. Kartu šie šeši skaičiai yra vadinami orbitos elementai, ir jie apibūdina bet kokią orbitą.

Smėlio dėžėje įkeliama Molniya orbita. Rusijos ryšių palydovai naudoja šią ilgą, pakreiptą orbitą, todėl jie valandomis kabo aukštai virš tolimosios šiaurės, kur geostacionarius palydovus sunku pamatyti. Pažymėkite Šoninį vaizdą, kad pamatytumėte pakreipimą ir žaiskite su slankikliais.

Supratau.

Elementas	Simbolis	Ką jis nustato
Didžioji pusiau ašis	Padaryti	Dydis
Ekscentricitetas	e	Forma
Pakreipimas	Pašalinti	Orbito plokštumos pakreipimas atskaitos plokštumos atžvilgiu
Kylantis mazgas	Ω	Kryptis, kuria orbita kerta atskaitos plokštumą „į viršų“
Periapsis argumentas	ω	Kur yra arčiausias taškas, išmatuotas orbitos plokštumoje nuo kylančiojo mazgo
Vidutinis anomalija epochoje	M₀	Kur kūnas yra tam tikru momentu (epocha)

Planetoms atskaitos plokštuma paprastai yra ekliptika, Žemės orbitos plokštuma, o atskaitos kryptis yra kovo lygiadienio. Žemės palydovams atskaitos plokštuma yra Žemės pusiasalis.

Kai kurios prasmingos vertybės:

• i = 0°: orbita yra atskaitos plokštumoje. A geostacionari palydovas turi i = 0 ir e = 0 aplink Žemės pusiaują.
• i = 90°: a poliarinė orbita, einanti per abu polius.
• i > 90°: retrograde, juda atgal.
• Molnija orbitoje i = 63,4° naudojamas specialiai: esant tokiam Žemės pakreipimui, dėl Žemės išgaubtumo periapsis nesvyruoja aplink orbitą.

Pagrindinis

Visi trys kampai yra sutvarkytas sukimosi rinkinys. Taškas orbitos plokštumoje (x′ link periapsis, y′ 90° į priekį) yra perkeliamas į atskaitos sistemą R_z(−Ω) · R_x(−i) · R_z(−ω). Tai yra būtent JPL “Apytikslių planetų padėčių” transformacija, kurią naudoja šio tinklalapio autoriai:

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

ir panašios išraiškos y ir z.

Planetų lentelės dažnai suteikia variantus: perihelio ilguma ϖ = Ω + ω (naudinga, kai i yra mažas ir Ω yra blogai apibrėžtas), o vidutinė ilguma L = ε + M. JPL lentelėse išvardyti a, e, i, L, ϖ, Ω su jų pokyčių tempais per šimtmetį, nes kitos planetos lėtai sutrikdo kiekvieną orbitą.

Kodėl 63,4°? Earth’s equatorial bulge (the J₂ term) makes the argument of periapsis precess at a rate proportional to (5 cos² i − 1). Jis išnyksta, kai cos² i = 1/5, t. y. i = 63,43° arba 116,57°: „kritiniai polinkiai“. Elementai, kurie išlieka pastovūs dviejų kūnų problemoje, realiame pasaulyje lėtai dreifuoja; štai kodėl elementų rinkiniai visada turi epochą, momentą, kuriam jie galioja.