Co to jest orbita eliptyczna?
Eliptyczna orbita to ruch jednego ciała wokół drugiego po owalnej ścieżce. Można go zdefiniować jako orbitę Keplera o mimośrodowości w zakresie od 0 do 1. W badaniach mechaniki niebieskiej orbita Keplera dotyczy praw i zasad orbitujących ciał poruszających się w postaci elipsy, hiperboli lub paraboli . W astrodynamice ekscentryczność, zwana czasem pierwszą ekscentrycznością orbity, jest parametrem opisującym jej rzeczywisty kształt i rozciągnięcie.
Zgodnie ze standardowymi założeniami i zasadami astrodynamiki orbita musi mieć kształt przekroju stożkowego. Mimośrodowość stożkowa jest wówczas wartością liczbową. Liczba ta oznacza określony kąt projekcji, określający płaskość lub okrągłość orbity eliptycznej.
Mimośrodowość orbity eliptycznej można również zdefiniować jako miarę odchylenia orbity od kształtu standardowego koła. Mimośrodowość orbity dla idealnej orbity kołowej wynosi 0. Wartość ta służy jako punkt odniesienia do oceny rozbieżności dowolnej orbity eliptycznej od standardowego koła.
Ziemski układ słoneczny składa się z wielu naturalnych satelitów, takich jak planety, księżyce, komety i podobne ciała obrotowe. Ciała te krążą wokół swoich odpowiednich obiektów pierwotnych - takich jak Ziemia krążąca wokół Słońca - wzdłuż stałej orbity eliptycznej. Ogólny przegląd ich ruchu wydaje się przypominać okrągłe orbity. W rzeczywistości jednak wszystkie ciała niebieskie ściśle podążają po orbitach eliptycznych, przy różnym stopniu ekscentrycznych miar. Im wyższa wartość mimośrodowości, tym bardziej płaski i wydłużony będzie kształt orbity eliptycznej.
Mimośrodowość orbity eliptycznej Ziemi jest obecnie mierzona jako 0,0167. Ta niska wartość sprawia, że eliptyczna orbita Ziemi jest prawie idealnym kołem. Z drugiej strony mimośrodowe wartości komet są bliskie 1, co czyni ich orbity prawie płaskimi i wydłużonymi. W przypadku grawitacyjnego problemu dwóch ciał, miara mimośrodowości od 0 do 1 pozwala obu ciałom obracać się na identycznych orbitach. Popularnymi przykładami orbit eliptycznych są orbita transferowa Hohmanna, orbita Molniya i orbita tundry.
Koncepcję orbit eliptycznych odkrył i promował po raz pierwszy niemiecki naukowiec Johannes Kepler na początku XVII wieku. Odkrycia zostały opublikowane w jego Pierwszym Prawie Ruchu Planetarnego i przedstawiły ważne prawa związane z orbitami ciał niebieskich. Odkrycia te pomogły naukowcom w zrozumieniu i zbadaniu właściwości orbity eliptycznej.
Konkretna energia orbitalna, znana również jako energia vis-viva, jest definiowana jako suma energii potencjalnej i energii kinetycznej obiektu na orbicie. W przypadku orbity eliptycznej energia właściwa jest ujemna i jest obliczana niezależnie od jej mimośrodowości. Eliptyczna natura orbit planetarnych jest ważną cechą, która determinuje zmiany sezonowe, strefy temperaturowe i strefy klimatyczne odpowiednich planet.