Орбіта

Орбіти планет Сонячної системи навколо Сонця.Орбіти планет Сонячної системи.Орбіта (від лат. Orbita – шлях, дорога, колія) – шлях тіла (космічний об’єкт або штучний супутник), що рухається під дією сили тяжіння. У Сонячній системі Земля, інші планети, астероїди, комети та менші космічні тіла рухаються по своїх орбітах навколо Сонця. У свою чергу, супутники рухаються по орбітах навколо «материнських» планет.

Орбіти трьох тіл (наприклад – Місяця, Землі і Сонця), пов’язаних лише гравітацією, можна визначити законами руху Ньютона. Вони можуть пояснити рух більшості планет Сонячної системи. Для великих мас, що знаходяться поруч або рухаються з високою швидкістю, необхідна загальна відносність. Прикладом тут є Меркурій, орбітальний рух якого настільки далеко відхиляється від законів Ньютона, що відображається на астрономічних вимірах.

шлях Сонця, Землі та Місяця навколо Чумацького ШляхуІлюстрація, що показує шлях Сонця, Землі та Місяця навколо Чумацького Шляху.Ісаак Ньютон дав аналітичне рішення рівнянь руху для системи двох матеріальних точок, що взаємодіють між собою силою тяжіння. Також було отримано часткове рішення для так званої «задачі трьох тіл» (точки Лагранжа); для більшої кількості тіл суворого аналітичного рішення не виводиться.

Тіла рухаються навколо загального центру маси. Це добре видно на прикладі подвійних зірок, якщо їх маси більш-менш однакові. Але коли одне тіло набагато масивніше, ніж інше (наприклад, Сонце у Сонячній системі), то центр маси системи дуже близький до центру найбільш масивної складової системи. Потім можна приблизно описати рух тіла меншої маси так, ніби воно обертається навколо нерухомого масивного тіла.

Орбіта може бути відкритою (коли тіло не повертається) або закритою – неперервною круговою або єліптичною (тіло повертається), що залежить від загальної енергії (кінетична + потенціал) системи.

Відкриті орбіти гіперболічні (іноді дуже близькі до параболи); тіла на мить наближаються, згинають свою «доріжку» поблизу один від одного – найбільше в точці найближчого підходу, а потім віддаляються одне від одного назавжди. Так рухаються деякі комети, так звана «одна поява».

Закриті орбіти мають форму еліпса або кола. Точка, в якій орбітуюче тіло знаходиться найближче до головного тіла, називається перицентром, а коли воно знаходиться найдалі – апоцентром. Ці точки також мають свої власні назви стосовно об’єкта, з яким вони пов’язані, наприклад, для зірок це периастрон і апоастрон, а для «лун» периселеній та апоселеній. Такі назви існують і для конкретних небесних тіл, наприклад, для Землі це перигей і апогей, а для Сонця – перигелій та афелій.

Тіла, що обертаються по замкнутих орбітах, повторюють рух в еліпсі з постійними інтервалами. Цей рух описується емпіричними законами Кеплера, які можна математично вивести із законів Ньютона.

Земні орбіти.

Геосинхронна орбіта.Геосинхронна орбіта (анімація).Рукотворні супутники та космічні станції зазвичай виводяться на земні орбіти (хоча термін «орбіта Землі» конкретно означає орбіту Землі навколо Сонця). Вони знаходяться на різних відстанях від Землі. За висотою над земною поверхнею розрізняють:

низька орбіта Землі (на висоті від 200 до 2000 км над Землею),

середня орбіта Землі (понад 2000 км, але нижче геостаціонарної орбіти – 35 786 км),

геостаціонарна орбіта (35 786 км над екватором), що є особливістю геосинхронної орбіти,

висока орбіта Землі (над геостаціонарною орбітою).

 

Переглядів: 157 | | Теги: термінологія
Всього коментарів: 0
avatar