Definice eliptických drah

Eliptická dráha je otáčení jednoho objektu kolem druhého v oválné dráze zvané elipsa. Planety ve sluneční soustavě obíhají kolem Slunce po eliptických drahách. Mnoho satelitů obíhá kolem Země po eliptických drahách stejně jako Měsíc. Ve skutečnosti většina objektů ve vesmíru cestuje po eliptické oběžné dráze.

Elipsa je jako podlouhlý kruh, jako by byla na koncích natažená. Protože velikost kruhu se měří průměrem, velikost elipsy se měří hlavní a vedlejší osou. Hlavní osa měří nejdelší vzdálenost napříč elipsou, zatímco vedlejší osa měří nejkratší. Matematici definují elipsu ohniskem, v podstatě dvěma „středy“ tvaru, nebo v případě eliptické oběžné dráhy dvěma body, kolem kterých obíhá objekt.

Každý hmotný objekt působí gravitačně na každý druhý objekt. Gravitace roste s hmotou, takže čím hmotnější předmět, tím větší gravitační síla. Proto je v planetárním měřítku gravitační síla obrovská. Když se planeta, jako je Země, pohybuje vesmírem, je ovlivněna všemi ostatními tělesy kolem ní a nejhmotnějším tělesem ve sluneční soustavě je slunce. Když se Země zachytí gravitačním působením slunce, její cesta je odkloněna, což způsobí, že se otočí směrem k masivnějšímu objektu. Je-li gravitace masivnějšího objektu dostatečná, Země se bude otáčet kolem něj na dráze známé jako oběžná dráha.

Johannes Kepler byl prvním vědcem, který svým prvním zákonem planetárního pohybu v roce 1605 přesně popsal eliptické dráhy planet. Před Keplerem se předpokládalo, že se planety pohybují v dokonalých kruzích kolem Slunce, jak to popsal Koperník v roce 1543. Kepler vymyslel celkem tři zákony, dokonce inspiroval sira Isaaca Newtona k vývoji zákona gravitace.

Eliptické dráhy planet ve sluneční soustavě mají velmi malou „excentricitu“ nebo odchylku od kruhu. Některé objekty, například komety, však mají na své oběžné dráze mnohem větší výstřednost. Tyto oběžné dráhy jsou označovány jako „vysoce eliptické oběžné dráhy“ nebo HEO. Kometa v HEO se houpá blízko Slunce velmi vysokou rychlostí, než zrychlí zpět do vesmíru. V nejvzdálenějším bodě od Slunce se kometa pohybuje velmi pomalu a dlouho přetrvává. Vědci použili koncept HEO k umístění satelitů do vesmíru, které po dlouhou dobu přetrvávají nad jednou částí Země. Tyto satelity pak rychle obcházely druhou stranu Země v blízkém průletu. Družice GPS používají vysoce eliptické dráhy k udržení celkového pokrytí Země za všech okolností.

Je běžnou mylnou představou, že Země je v létě blíže ke slunci a v zimě dále. Na severní polokouli je opak pravdou. Eliptická oběžná dráha Země je téměř kruhová a vzdálenost ke slunci se nemění natolik, aby měla velký vliv na roční období. Sklon Země na své ose má mnohem větší dopad než eliptická dráha a je příčinou ročních období.