Орбитални елементи

Орбитални елементи — параметри потребни за препознавање на поединечна орбита. Во небесната механика, овие елементи се разгледуваат во класични двотелесни системи, каде се користи Кеплерова орбита (изведена од Њутновите закони за движењето и законот за гравитација). Постојат разни начини на математичко опишување на една орбита, додека пак во астрономијата и астродинамиката се користат шеми со шест параметри.

Вистинските орбити (и нивните елементи) се менуваат со теков на времето поради гравитациските петрурбации предизвикани од други објекти и последиците од релативноста. Кеплеровата орбита е само идеализирана математичка претстава на орбита во дадено време.

Кеплерови елементи

На оваа шема, орбиталната рамнина (жолто) пресекува појдовната рамнина (сиво). Кај сателитите што кружат околу земјата, појдовната рамнина е екваторската, а сателитите во сончеви орбити, тоа е еклиптичката рамнина. Пресекот помеѓу двете рамнини се нарекува права од јазли, бидејќи го поврзува тежиштето со искачувачките и симнувачките јазли. Оваа рамнина, заедно со пролетната точка, (♈) ја дава појдовната основа.

Традиционалните орбитални елементи се шест Кеплерови елементи, наречени по астрономот Јоханес Кеплер и неговите закони за планетарното движење.
Кога се набљудуваат од инертна рамка, две тела што кружат во орбита опишуваат посебни патеки (траектории). Секоја од нив има жариште во заедничкото тежиште. Кога се набљудуваат од неинертна рамка од само едно тело, патеката на спротивното тело е привидна; Кеплеровите елементи ги опишуваат неинертните патеки. Една орбита има два збира од Кеплерови елементи, зависно од тоа кое тело се зема за појдовно. Појдовното тело се нарекува примарно, а другото е секундарно. Примерното не мора да биде помасивно од секундарното, а дури и кога масата им е иста, орбиталните елементи ќе зависат од изборот на примарно тело.

Обликот и големината на елипсата се определени од следниве два елемента:

• орбитално занесување или ексцентрицитет ($e\,\!$) — облик на елипсата, изразува колку е сплесната во однос на кружница. (не е означен во шемата)
• голема полуоска ($a\,\!$) — збир од растојанијата на периапсидата и апоапсидата поделен со два. Кај кружните орбити, големата полуоска е разликата помеѓу центарот на телата, а не нивната оддалеченост од тежиштето.

Насоченоста на орбиталната рамнина во која се наоѓа елипсата е дадена со следниве два елемента:

• наклон — вертикална наваленост на елипсата во однос на појдовната рамнина, која се мери во искачувачкиот јазол (каде орбитата нагорно ја пресекува појдовната рамнина) (зелениот агол i во шемата).
• должина на искачувачкиот јазол — хоризонтално го насочува искачувачкиот јазол на елипсата (каде орбитата нагорно ја пресекува појдовната рамнина) во однос на пролетна точка на појдовната рамнина (зелениот агол Ω во шемата).

И следниве два:

• аргумент на перицентарот — ја определува насоченоста на елипсата (во која насока е сплесната споредено со кружница) на орбиталната рамнина, изразено како агол измерен од искачувачкиот јазол до големата полуоска. (виолетовиот агол $\omega \,\!$ во шемата)
• средна аномалија at епоха ($M_{o}\,\!$) ја определува положбата на телото што кружи долж елипсата во дадено време („епохата“).

Средната аномалија е математички погоден „агол“ кој линеарно се менува со текот на времето, но не соодветствува на вистински геометриски агол. Може да се претвори во вистинската аномалија $\nu \,\!$, која претставува вистински геометриски агол на рамнината на елипсата, помеѓу периапсидата (најблизок приод до централното тело) и положбата на објектот што кружи во дадено време. Така, вистинската аномалија во шемата е прикажана со црвениот агол $\nu \,\!$, а средната не е прикажана.

Аглите на наклонот, должината на искачувачкиот јазол и аргументот на перицентарот, and argument можат да се опишат и како Ојлерови агли што ја определуваат насоченоста на орбитата во однос на појдовниот координатен систем.

Треба да се напомене дека постојат и неелиптични орбити. Ако занесувањето е поголемо од еден, орбитата е хипербола. Ако орбитата е еднаква на еден, а аголниот момент изнесува нула, тогаш орбитата ќе биде радијална. Ако занесувањето е еден и има аголен момент, орбитата е парабола.

Поврзано

• Ефемерида
• Орбитален период

Надворешни врски

• Кеплерови елементи (нагледно) Архивирано на 14 октомври 2002 г. (англиски)