Orbita oscylująca - Osculating orbit

Orbita oscylująca (wewnętrzna, czarna) i orbita zaburzona (czerwona)

W astronomii , a w szczególności w astrodynamice , orbita obiektu w przestrzeni w danym momencie w czasie jest orbitą grawitacyjną Keplera (tj. eliptyczną lub inną stożkową), którą miałby wokół swojego centralnego ciała, gdyby nie było perturbacji . Oznacza to, że jest to orbita, która pokrywa się z aktualnymi wektorami stanu orbity (pozycja i prędkość ).

Etymologia

Słowo osculate to po łacinie „pocałunek”. W matematyce dwie krzywe oscylują, gdy tylko się stykają, bez (koniecznie) przecinania się w punkcie, w którym obie mają tę samą pozycję i nachylenie, tj. obie krzywe „pocałują się”.

Elementy Keplera

Orbitę oscylującą i położenie obiektu na niej można w pełni opisać za pomocą sześciu standardowych elementów orbitalnych Keplera ( elementów oscylujących), które można łatwo obliczyć, o ile zna się położenie i prędkość obiektu względem ciała centralnego. Czujące się elementy pozostałyby stałe przy braku perturbacji . Prawdziwe orbity astronomiczne doświadczają perturbacji, które powodują, że skrywające się elementy ewoluują, czasami bardzo szybko. W przypadkach, w których przeprowadzono ogólne analizy mechaniczne ruchu na niebie (tak jak miało to miejsce w przypadku głównych planet, Księżyca i innych satelitów planetarnych ), orbitę można opisać za pomocą zestawu średnich elementów o terminach świeckich i okresowych. W przypadku mniejszych planet opracowano system odpowiednich elementów orbitalnych, aby umożliwić odwzorowanie najważniejszych aspektów ich orbit.

Perturbacje

Zaburzenia, które powodują zmianę orbity oscylacyjnej obiektu, mogą wynikać z:

Parametry

Parametry orbity obiektu będą inne, jeśli są wyrażone w odniesieniu do nieinercyjnego układu odniesienia (na przykład układu współpreceującego z równikiem pierwotnym), niż jeśli są wyrażone w odniesieniu do (nieobrotowego) układu bezwładnościowego ramka odniesienia .

Mówiąc bardziej ogólnie, zaburzoną trajektorię można analizować tak, jakby składała się z punktów, z których każdy ma swój wkład w krzywą z ciągu krzywych. Zmienne parametryzujące krzywe w ramach tej rodziny można nazwać elementami orbitalnymi . Zazwyczaj (choć niekoniecznie) te krzywe są wybierane jako stożki keplerowskie, z których wszystkie mają jedno skupienie. W większości sytuacji wygodnie jest ustawić każdy z tych łuków stycznie do trajektorii w punkcie przecięcia. Krzywe spełniające ten warunek (a także dodatkowy warunek, że mają one taką samą krzywiznę w punkcie styczności, jaka byłaby wytworzona przez grawitację obiektu w kierunku ciała centralnego przy braku sił zakłócających) nazywane są oscylacjami, podczas gdy zmienne parametryzujące te krzywe krzywe nazywane są elementami oscylacyjnymi. W niektórych sytuacjach opis ruchu orbitalnego można uprościć i przybliżyć, dobierając elementy orbitalne, które nie poruszają się. Ponadto w niektórych sytuacjach standardowe równania (typu Lagrange'a lub Delaunaya) dostarczają elementów orbitalnych, które okazują się nie oscylować.

Bibliografia

Linki zewnętrzne

Filmy