Définition des orbites elliptiques

Une orbite elliptique est la rotation d'un objet autour d'un autre sur une trajectoire de forme ovale appelée ellipse. Les planètes du système solaire orbitent autour du soleil sur des orbites elliptiques. De nombreux satellites gravitent autour de la Terre sur des orbites elliptiques, tout comme la Lune. En fait, la plupart des objets dans l'espace voyagent sur une orbite elliptique.

Une ellipse est comme un cercle allongé, comme s'il était étiré aux extrémités. Comme la taille d'un cercle est mesurée par le diamètre, la taille d'une ellipse est mesurée par le grand et le petit axe. Le grand axe mesure la distance la plus longue à travers l'ellipse tandis que le petit axe mesure la plus courte. Les mathématiciens définissent une ellipse par les foyers, essentiellement les deux « centres » de la forme, ou dans le cas d'une orbite elliptique, les deux points autour desquels l'objet orbite.

Chaque objet avec une masse exerce une attraction gravitationnelle sur tous les autres objets. La gravité augmente avec la masse, donc plus un objet est massif, plus l'attraction de la gravité est grande. Par conséquent, à l'échelle planétaire, la force de gravité est énorme. Lorsqu'une planète, comme la Terre, se déplace dans l'espace, elle est influencée par tous les autres corps qui l'entourent et le corps le plus massif du système solaire est le soleil. Lorsque la Terre est prise dans l'attraction gravitationnelle du soleil, sa trajectoire est déviée, la faisant se tourner vers l'objet le plus massif. Si la gravité de l'objet le plus massif est suffisante, la Terre tournera autour de lui dans un chemin connu sous le nom d'orbite.

Johannes Kepler a été le premier scientifique à décrire avec précision les orbites elliptiques des planètes avec sa première loi du mouvement planétaire en 1605. Avant Kepler, on pensait que les planètes se déplaçaient en cercles parfaits autour du soleil, comme décrit par Copernic en 1543. Kepler a conçu trois lois en tout, inspirant même Sir Isaac Newton à développer la loi de la gravité.

Les orbites elliptiques des planètes du système solaire ont très peu d'« excentricité » ou de déviation par rapport à la circulaire. Certains objets, cependant, comme les comètes, ont beaucoup plus d'excentricité dans leur orbite. Ces orbites sont appelées « orbites hautement elliptiques » ou HEO. Une comète dans un HEO oscille près du soleil à une très grande vitesse avant de retourner dans l'espace. Au point le plus éloigné du soleil, la comète se déplace très lentement, s'attardant longtemps. Les scientifiques ont utilisé le concept de HEO pour placer dans l'espace des satellites qui s'attardent longtemps sur une partie de la Terre. Ces satellites accélèrent ensuite autour de l'autre côté de la Terre dans un survol rapproché. Les satellites GPS utilisent des orbites hautement elliptiques pour maintenir une couverture totale de la Terre à tout moment.

C'est une idée fausse commune que la Terre est plus proche du soleil en été et plus loin en hiver. Dans l'hémisphère nord, c'est le contraire. L'orbite elliptique de la Terre est presque circulaire et la distance au soleil ne change pas suffisamment pour avoir un effet important sur les saisons. L'inclinaison de la Terre sur son axe a un impact beaucoup plus important que l'orbite elliptique et est la cause des saisons.