Zawartość
Eliptyczna orbita to obracanie się jednego obiektu wokół drugiego na owalnej ścieżce zwanej elipsą. Planety w Układzie Słonecznym krążą wokół Słońca po orbitach eliptycznych. Wiele satelitów okrąża Ziemię na orbitach eliptycznych, podobnie jak księżyc. W rzeczywistości większość obiektów w kosmosie porusza się po orbicie eliptycznej.
Zrozumienie elips
Elipsa jest jak wydłużony okrąg, tak jakby był rozciągnięty na końcach. Ponieważ rozmiar koła jest mierzony przez średnicę, rozmiar elipsy jest mierzony przez główną i mniejszą oś. Oś główna mierzy najdłuższy dystans na elipsie, a oś mniejsza mierzy najkrótszy. Matematycy definiują elipsę przez ogniska, zasadniczo dwa „centra” kształtu lub, w przypadku eliptycznej orbity, dwa punkty, wokół których obiekt krąży.
Dlaczego planety krążą?
Każdy obiekt z masą wywiera siłę grawitacyjną na każdy inny obiekt. Grawitacja rośnie wraz z masą, więc im bardziej masywny obiekt, tym większy jest grawitacja. Dlatego w skali planetarnej siła grawitacji jest ogromna. Kiedy planeta, taka jak Ziemia, porusza się w przestrzeni, wpływa na nią wszystkie pozostałe ciała wokół niej, a najbardziej masywnym ciałem w Układzie Słonecznym jest Słońce. Gdy Ziemia zostanie złapana w wyniku przyciągania grawitacyjnego Słońca, jej ścieżka zostaje zmieniona, powodując, że obraca się w kierunku bardziej masywnego obiektu. Jeśli wystarczy grawitacja bardziej masywnego obiektu, Ziemia będzie się obracać wokół niego na ścieżce zwanej orbitą.
Historia
Johannes Kepler był pierwszym naukowcem, który dokładnie opisał eliptyczne orbity planet, stosując swoje pierwsze prawo ruchu planet w 1605 roku. Przed Keplerem uważano, że planety poruszają się w idealnych okręgach wokół Słońca, jak opisał to Kopernik w 1543 roku. Kepler opracował trzy prawa w wszystko, nawet inspirując Sir Isaaca Newtona do opracowania prawa grawitacji.
Wysoko eliptyczne orbity
Eliptyczne orbity planet w Układzie Słonecznym mają bardzo małą „ekscentryczność” lub odchylenie od koła. Jednak niektóre obiekty, takie jak komety, mają znacznie większą ekscentryczność na swojej orbicie. Orbity te są nazywane „orbitami wysoce eliptycznymi” lub HEO. Kometa w HEO huśta się blisko Słońca z bardzo dużą prędkością, po czym wraca w kosmos. W najdalszym punkcie od słońca kometa porusza się bardzo powoli, pozostając długo. Naukowcy wykorzystali koncepcję HEO do umieszczenia satelitów w przestrzeni kosmicznej, które długo utrzymują się nad jedną częścią Ziemi. Te satelity następnie przelatują po drugiej stronie Ziemi w bliskim przelocie. Satelity GPS wykorzystują wysoce eliptyczne orbity, aby przez cały czas utrzymywać całkowity zasięg Ziemi.
Wpływ orbity eliptycznej
Jest powszechnym błędnym przekonaniem, że Ziemia jest bliżej Słońca latem, a dalej zimą. Na półkuli północnej jest odwrotnie. Eliptyczna orbita Ziemi jest bardzo okrągła, a odległość do Słońca nie zmienia się na tyle, aby mieć duży wpływ na pory roku. Pochylenie Ziemi wokół jej osi ma znacznie większy wpływ niż na orbitę eliptyczną i jest przyczyną pór roku.