Yörünge Tayini Nedir?

Astronomide, yörünge belirleme, uzayda nesnelerin birbirlerini yörüngelerini belirleme anlamına gelir. Bu tahminleri yapmak için birkaç yöntem vardır. İlk yörünge belirleme yöntemi en kolay yöntemdir ve yörüngeli bir cismin yönünü ve hızını bulmak için iki ölçüm gerektirir. En küçük kareler yöntemi daha doğrudur, ancak yön, hız ve yörünge hatasının bir tahminini üretmek için aynı yörüngenin birçok tahminini gerektirir. Sıralı işleme yöntemi en doğru olanıdır ve önceki modellerden elde edilen birçok yörünge hatası tahmini gerektirir. Bu yöntem, uzay tozu ile küçük çarpışmalar gibi yörünge hatasına neden olan birkaç faktörü dikkate alan yeni yörüngesel modeller üretir.

Yörünge belirleme uygulaması, küresel konumlandırma uydularından (GPS) ikili yıldız yörüngelerine kadar uzanır. Yörünge hatası GPS sisteminde büyük sorunlara neden olabilir ve sürekli izlenmesi gerekir. Dünya ile çarpışması planlanan nesnelerin çarpışmadan önce yörünge belirleme yöntemleri ile tahmin edilmesi beklenmektedir.

İlk yörünge tespiti tarih boyunca kullanılmış ve bağımsız olarak birçok astronom tarafından geliştirilmiştir. Johannes Kepler tarafından üç gezegensel hareket yasasını türetmek için kullanıldı. Mars gezegeni için ilk doğru yörünge modeli, ilk yörünge tespiti kullanılarak da geliştirildi.

İlk kez 1801'de Carl Friedrich Gauss tarafından geliştirildiğinden, en küçük kare yöntemi ilk yörünge belirleme kullanımının yerini almıştır. Bir yörünge dönemi, bir yörüngenin tam bir döngüsüdür. En küçük kare yöntemi, tam yörünge periyotları arasında, bilinmeyen kuvvetler ve yolculuk sırasında yörüngeli vücudun etkileşimleri nedeniyle oluşan hataların her zaman olduğunu gösterir. İlk yörünge tespiti önceki verileri dikkate almaz. En az kare yöntemi yörünge hatasını hesapladığından, modern yörünge belirlemede yalnızca ilk adımdır.

Sıralı işleme yöntemi, bilgisayar modellemesi nedeniyle en çok tercih edilenidir. Bu yöntem ve Sherman Teoremi ile astronomlar gelecekteki pozisyonunu, hızını, yönünü ve yörünge hatasını çok sınırlı verilerle bulmak için bilgisayarların kullanımıyla yörüngesel modeller geliştiriyorlar. Sherman Teoremi, sıralı işlem yöntemine, doğrusallaştırma denilen başka bir matematik adımı gerektirir.

Sıralı işlem yönteminin kullanımı için gerekli olan karmaşık matematik ve geniş veri çoğu zaman mevcut değildir, bu nedenle astronomlar sıralı işlem yöntemi için tahminler yapar. Bu, yörünge belirleme zorluğunu azaltır, ancak yörünge hatasını biraz arttırır. Bu sürece durum tahmini referansı denir. Gökbilimciler durum tahmini referanslama ve doğrusallaştırmayı yalnızca çalıştıkları yörünge verileri doğrusal olmayan sıralı işlem yöntemlerini kullanmak için çok küçük olduğunda kullanırlar.