Wat is een elliptische baan?
Een elliptische baan is de beweging van het ene lichaam om het andere in een ovaalvormig pad. Het kan worden gedefinieerd als een Kepler-baan met een excentriciteit die overal tussen 0 en 1 ligt. In de studie van de hemelmechanica behandelt een Kepler-baan de wetten en principes van cirkelende lichamen in de vorm van een ellips, hyperbool of parabool . In astrodynamica is de excentriciteit, soms de eerste excentriciteit genoemd, van een baan een parameter die de werkelijke vorm en rek beschrijft.
Volgens de standaardaannames en principes van astrodynamica moet een baan een kegelsnede hebben. De conische excentriciteit is dan een numerieke waarde. Dit nummer staat voor een specifieke projectiehoek en definieert de vlakheid of rondheid van een elliptische baan.
Excentriciteit voor een elliptische baan kan ook worden gedefinieerd als een maat voor de afwijking van een baan ten opzichte van de vorm van een standaardcirkel. Orbitale excentriciteit voor een perfecte cirkelbaan is 0. Deze waarde dient als benchmark om de afwijking van een gegeven elliptische baan ten opzichte van de standaardcirkel te evalueren.
Het zonnestelsel van de aarde bestaat uit talloze natuurlijke satellieten zoals planeten, manen, kometen en soortgelijke draaiende lichamen. Deze lichamen cirkelen rond hun respectievelijke voorverkiezingen - zoals de aarde die rond de zon draait - langs een vaste elliptische baan. Een algemeen overzicht van hun beweging lijkt een indruk te geven van cirkelvormige banen. In werkelijkheid volgen echter alle hemellichamen strikt elliptische banen, met verschillende gradaties van excentrieke maten. Hoe hoger de waarde van excentriciteit, hoe platter en langer de vorm van de elliptische baan zal zijn.
De excentriciteit van de elliptische baan van de aarde wordt momenteel gemeten als 0,0167. Deze lage waarde maakt de elliptische baan van de aarde bijna een perfecte cirkel. Aan de andere kant zijn excentrische waarden voor kometen dicht bij 1, waardoor hun banen bijna vlak en langwerpig zijn. In het geval van een gravitatie-probleem met twee lichamen, laat een excentriciteitsmaat tussen 0 en 1 beide lichamen toe om in identieke banen te draaien. Populaire voorbeelden van elliptische banen zijn de Hohmann transferbaan, de Molniya-baan en de toendra-baan.
Het concept van elliptische banen werd voor het eerst ontdekt en gepromoot door Johannes Kepler, een Duitse wetenschapper in de vroege 17e eeuw. De bevindingen werden gepubliceerd in zijn First Law of Planetary Motion en brachten belangrijke wetten naar voren met betrekking tot banen van hemellichamen. Deze bevindingen hebben wetenschappers geholpen de eigenschappen van een elliptische baan te begrijpen en te bestuderen.
De specifieke orbitale energie, ook bekend als vis-viva-energie, wordt gedefinieerd als de som van potentiële energie en kinetische energie van een rond een voorwerp draaiend object. Voor een elliptische baan is de specifieke energie negatief en wordt deze berekend ongeacht de excentriciteit. De elliptische aard van planetaire banen is een belangrijk kenmerk dat seizoensgebonden veranderingen, temperatuurzones en de klimaatzones van de respectieve planeten bepaalt.