บทเรียนนี้ถูกเขียนโดยสมาชิกของทีม Local Solar System Foundation และสามารถปรับปรุงได้โดยผู้ตรวจสอบที่มีคุณสมบัติ คุณมีความรู้ในเรื่องนี้หรือไม่? ขอแนะนำการแก้ไข
กล่องทรายวงโคจร
เปิดหน้าเต็มอะไรคือวงโคจร? ขว้างลูกบอลไปด้านข้าง แล้วมันจะโค้งลงมาที่พื้น ขว้างเร็วขึ้น และมันจะตกลงมาไกลกว่าเดิม ขว้างเร็วพอ และพื้นก็จะโค้งออกจากใต้มันอย่างรวดเร็วเท่ากับที่มันตกลงมา ดังนั้นมันจึงไม่เคยตกลงมาเลย: มันยังคงตกลงมารอบดาวเคราะห์ และพลาดเสมอ นี่คือวงโคจร ไม่มีอะไรช่วยให้ดาวเทียมอยู่บนพื้นได้ มันจะตกลงมาตลอดเวลา
เกิดอะไรขึ้น:
ลองนี่สิ
กลับมา วงโคจร ตัวหลบหนี
·
ปรับแต่งวงโคจร (องค์ประกอบของวงโคจร และกฎของเคปเลอร์)
นักดาราศาสตร์อธิบายวงโคจรด้วยตัวเลขห้าตัวที่เรียกว่า องค์ประกอบของวงโคจร เปลี่ยนมันได้ที่นี่ ความสูงและความเร็วด้านบนจะติดตาม
ใช้ยังไง
- ความเร็วทางซ้าย
- ตัวควบคุมนี้จะตัดสินว่าจะมีอะไรเกิดขึ้น หากช้าเกินไป จะทำให้มันตกลงมา ถ้าเร็วพอ จะทำให้มันหมุนรอบวงกลม หากเร็วกว่านั้น จะทำให้มันกลายเป็นรูปทรงลูกศร หากเร็วกว่าความเร็วในการหลบหนี จะทำให้มันออกจากที่นี่ตลอดไป แถบสีขาวใต้ตัวเลื่อนแสดงให้เห็นถึงจุดเริ่มต้นของแต่ละจุดที่มีความสูงที่เลือกไว้
- ความสูง
- จุดเริ่มต้นที่สูงขึ้น แรงดึงดูดอ่อนกว่า ดังนั้นความเร็วช้าลงก็เพียงพอที่จะอยู่ในวงโคจร
- ความเร็วของเวลา
- วงโคจรจริงใช้เวลาหลายชั่วโมง, วัน หรือปี เวลาจะผ่านไปเร็วกว่านี้ เวลา x 1,000 หมายความว่า ทุกวินาทีบนจอแสดงผลคือ 1,000 วินาที (ประมาณ 17 นาที) ในอวกาศ การหมุนของดาวเคราะห์จะถูกเร่งขึ้นด้วยจำนวนเดียวกัน ตัวเลขที่แสดงไว้เป็นตัวเลขจริงเสมอ
- เส้นทางพื้น
- เส้นทางทองคำบนพื้นดินคือเส้นทางที่อยู่ใต้ดาวเทียมโดยตรง โลกหมุนอยู่ใต้วงโคจร ดังนั้นทุกรอบจะผ่านไปยังสถานที่ต่างๆ
- ลูกศรทองคำ
- ทิศทางที่มันเคลื่อนไหวและความเร็ว: ยิ่งลูกธนูยาวเท่าไรก็จะเร่งขึ้น
- มองไปรอบๆ
- ลากเพื่อหมุนมุมมอง, เลื่อนหรือจับเพื่อขยายภาพ เส้นกรอบที่ดูอ่อนนุ่มคือเส ็ นศูนย์กลางของโลก (หรือ รอบดวงอาทิตย์ คือ เส ็ นโคจรของโลก)
ตารางข้อมูล (ตัวเลือกข้อความ)
| ก้าวเวลา | ระยะทางจากดวงอาทิตย์ตอนนี้ | เร็วเข้า |
|---|
Six numbers. มันเป็นเพียงสิ่งที่จำเป็น เพื่ออธิบายวงโคจรใด ๆ ในระบบสุริยะ จากดวงจันทร์ไปยังดาวหาง เรียนรู้ที่จะอ่านมัน และคุณสามารถพิมพ์ลงไปที่ไหนโลกใดก็ได้จะอยู่, ปีต่อมา.

ตัวเลขหกอธิบายวงโคจรใด ๆ ในระบบสุริยะ
ดูสิ
เพื่อให้อธิบายว่าดาวเทียมหรือดาวเคราะห์ไปที่ไหน คุณต้องตอบคำถามสองสามข้อ
- ใหญ่แค่ไหน วงโคจรคืออะไร?
- รูปร่างอะไร มันเป็นรูปกลมหรือยาว?
- มันเอียงไปไหน ใช่มั้ย?
- ทางไหน มันจะมองหน้ากันหรือเปล่า
- ทางไหน ส่วนที่ยืดออกไปตรงจุดหรือเปล่า
- ที่ไหน บนวงโคจรของศพตอนนี้?
คำตอบแต่ละตัวเป็นเลข จำนวนทั้งหกตัวนี้รวมกันเรียกว่า องค์ประกอบวงโคจร และมันอธิบายวงโคจรใดๆ
ในถังทราย วงโคจรของโมลเนียถูกโหลด ดาวเทียมสื่อสารรัสเซียใช้วงโคจรที่ยาวและเอียงนี้ ดังนั้นพวกเขาจึงต้องแขวนไว้นานหลายชั่วโมง สูงเหนือทางเหนือไกล ที่ดาวเทียมตั้งตำแหน่งบนโลกจะเห็นยาก เลือก มุมมองด้านข้าง เพื่อดูการเอียง และเล่นกับตัวเลื่อน
เข้าใจ
| ส่วน | สัญลักษณ์ | สิ่งที่มันตั้งไว้ |
|---|---|---|
| แกนกลาง | สร้างเส้นตรง | ขนาด |
| ค่าเอียง | ตัวเลือก | รูปร่าง |
| ความเอียง | เลือกรูปแบบ | ค่าความเอียงของขอบวงจรเมื่อเทียบกับขอบที่อ้างอิง |
| เส้นรุ่งเรืองของจุดที่กำลังขึ้น | Ω | ทิศทางที่วงโคจรข้ามขอบเขตอ้างอิงไป “ขึ้น” |
| ค่าอาร์กิวเมนต์ของจุดจบทางไกล | ω | จุดที่อยู่ใกล้ที่สุด, วัดจากระดับของวงโคจรจากจุดขึ้น |
| ค่าเฉลี่ยของความผิดปกติที่ยุค | มิลลิเมตร | ที่ที่ร่างกายอยู่ในเวลานั้นๆ |
สำหรับดาวเคราะห์ ส่วนที่อ้างอิงเป็นปกติ เส้นศูนย์กลาง:, ขอบวงจรของโลก และทิศทางที่อ้างอิงคือ ฤดูใบไม้ผลิ สำหรับดาวเทียมโลก ขอบเขตอ้างอิงคือเสาอากาศของโลก
ค่าที่มีความหมายบางอย่าง:
- i =0°: วงโคจรอยู่บนพื้นผิวอ้างอิง ภาษาอินเดีย-จีน ทิศทาง ดาวเทียมมี i =0และ e =0รอบเส ็ นศูนย์กลางของโลก
- i = 90°: วงโคจร polar ผ่านทั้งสองขั้วโลก
- i > 90°: retrograde, หมุนกลับ
- วงโคจรของโมลเนียใช้ i = 63.4° โดยเจตนา: ที่ความเอียงนั้น, การกระจายตัวของโลกไม่ทำให้จุดสิ้นสุดของวงโคจรหลุดออกไป
เจ้านาย
สามมุมเป็นชุดของการหมุนที่เรียบร้อย จุดในระดับโคจร (x′ ไปยัง periapsis, y′ 90° ข้างหน้า) จะถูกนำเข้าสู่กรอบอ้างอิงโดย R_z(−Ω) · R_x(−i) · R_z(−ω). นี่คือการแปลงที่ถูกต้อง ใน JPL “ตำแหน่งประมาณของดาวเคราะห์” ซึ่งเว็บไซต์นี้ใช้:
x = (cos ω cos Ω − sin ω sin Ω cos i) x′ + (−sin ω cos Ω − cos ω sin Ω cos i) y′
และตัวอักษรคล้ายๆกันสำหรับ y และ z
ตารางดาวเคราะห์มักจะให้ตัวแปร: เส้นจีโอดิสคัปของจุดจบทางไกล ϖ = Ω + ω (มีประโยชน์เมื่อ i เล็กและ Ω ถูกกำหนดอย่างไม่ดี) และ เส้นจีโอดิสคัปโดยเฉลี่ย L = ϖ + M ตาราง JPL รายชื่อ a, e, i, L, ε, Ω กับอัตราการเปลี่ยนแปลงของพวกเขาต่อศตวรรษ เพราะดาวเคราะห์อื่น ๆ ช้าๆ บิดเบือนทุกวงโคจร
ทำไมถึง 63.4 องศา ความบวมที่เสาอากาศของโลก (คำว่า J₂) ทำให้การอ้างอิงของการเคลื่อนไหวรอบดวงจันทร์ในอัตราสัดส่วนกับ (5 cos² i − 1) มันหายไปเมื่อ cos² i = 1/5, เช่น i = 63.43° หรือ 116.57°: “ความเอียงที่สำคัญ” ตัวอย่างที่คงที่ในปัญหาสองส่วนจะเคลื่อนไหวช้าลงในโลกจริง นั่นคือเหตุผลว่าทำไมกลุ่มตัวอย่างจึงมาพร้อมกับ ยุค, ในขณะที่พวกเขามีผล
ลองดูสิ
โหลดวงโคจรของดาวอังคาร, เลือก 'มุมมองด้านข้าง' จากนั้นเปลี่ยนความเอียงจาก 63.4 องศา เป็น0และเป็น 180 อธิบายในประโยคเดียวว่าตัวเลื่อนมุมสามตัวจะทำอะไรกับวงโคจร
เยี่ยม ความท้าทายคือจุดที่การเรียนรู้จะติด
คำถามแบบทดสอบ
3 คำถามเร็วๆ เลือกคำตอบดูว่าคุณถูกหรือไม่
-
อะไรบอกคุณว่าวงโคจรมีมุมแคบแค่ไหน
- A ค่าเอียง
- B ความเอียง
- C แกนกลาง
- D ค่าเฉลี่ยของความผิดปกติ
แสดงคำตอบ
B. ความเอียง
-
วงโคจรที่มีความเอียงมากกว่า 90 องศาคือ:
- A มันเป็นไปไม่ได้
- B กลับทิศ: ร่างกายหมุนไปด้านหลัง
- C วงกลมเสมอ
- D นอกระบบสุริยะ
แสดงคำตอบ
B. กลับทิศ: ร่างกายหมุนไปด้านหลัง ดาวหางฮาลลีย์ (162 องศา) และดวงจันทร์ของเนปจูน ทริตัน (ประมาณ 157 องศา) เป็นทางกลับ
-
อะไรคือสองส่วนที่อธิบายขนาดและรูปร่างของวงโคจร?
- A ความยาว
- B แกนกลางและความโค้ง
- C แสดงตัวอย่าง
- D จุดและค่าเฉลี่ยของความผิดปกติ
แสดงคำตอบ
B. แกนกลางและความโค้ง
เส้นจบ
- ฉันเล่นกับเกมแบบอินเตอร์แอคทีฟ
- อ่านบทเรียน
- ทำตามคำท้า
- ทำข้อสอบ
ทำการกำหนดให้บทเรียนเสร็จสมบูรณ์ เพื่อบันทึกมันไว้ในความคืบหน้าของคุณบนอุปกรณ์นี้
เรียนจบแล้ว เยี่ยมไปเลย
ต่อไป ความเร็วโคจร: สมการ vis-vivaคำในบทเรียนนี้
ต้นฉบับ
- 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
บทเรียนนี้มีลิขสิทธิ์ CC BY-SA 4.0