Orbita eliptyczna to obrót jednego obiektu wokół drugiego po owalnej ścieżce zwanej elipsą. Planety w Układzie Słonecznym krążą wokół Słońca po orbitach eliptycznych. Wiele satelitów krąży wokół Ziemi po eliptycznych orbitach, podobnie jak Księżyc. W rzeczywistości większość obiektów w kosmosie porusza się po orbicie eliptycznej.
Zrozumienie elipsy
Elipsa jest jak wydłużony okrąg, jakby rozciągnięty na końcach. Ponieważ wielkość koła mierzy się średnicą, wielkość elipsy mierzy się przez większą i mniejszą oś. Oś główna mierzy najdłuższą odległość w poprzek elipsy, podczas gdy oś mniejsza mierzy najkrótszą. Matematycy definiują elipsę przez ogniska, zasadniczo dwa „środki” kształtu lub w przypadku orbity eliptycznej, dwa punkty, wokół których krąży obiekt.
Dlaczego planety orbitują
Każdy obiekt o masie wywiera przyciąganie grawitacyjne na każdy inny obiekt. Grawitacja wzrasta wraz z masą, więc im bardziej masywny obiekt, tym większe przyciąganie grawitacyjne. Dlatego w skali planetarnej siła grawitacji jest ogromna. Kiedy planeta, taka jak Ziemia, porusza się w przestrzeni kosmicznej, wpływają na nią wszystkie inne ciała wokół niej, a najbardziej masywnym ciałem w Układzie Słonecznym jest Słońce. Kiedy Ziemia zostaje złapana w przyciąganie grawitacyjne Słońca, jej ścieżka zostaje zmieniona, co powoduje, że obraca się w kierunku masywniejszego obiektu. Jeśli grawitacja masywniejszego obiektu jest wystarczająca, Ziemia będzie się wokół niego obracać po torze zwanym orbitą.
Historia
Johannes Kepler był pierwszym naukowcem, który dokładnie opisał eliptyczne orbity planet za pomocą swojego pierwszego prawa ruchu planet w 1605 roku. Przed Keplerem uważano, że planety poruszają się po idealnych kręgach wokół Słońca, jak opisał Kopernik w 1543 roku. Kepler opracował w sumie trzy prawa, zainspirował nawet sir Isaaca Newtona do opracowania prawa grawitacji.
Wysoce eliptyczne orbity
Eliptyczne orbity planet Układu Słonecznego mają bardzo małą „ekscentryczność” lub odchylenie od kołowości. Jednak niektóre obiekty, takie jak komety, mają znacznie większą ekscentryczność na swojej orbicie. Te orbity są określane jako „wysoce eliptyczne orbity” lub HEO. Kometa w HEO porusza się blisko Słońca z bardzo dużą prędkością, po czym wraca w kosmos. W najdalszym punkcie od Słońca kometa porusza się bardzo powoli, zatrzymując się przez długi czas. Naukowcy wykorzystali koncepcję HEO do umieszczenia w kosmosie satelitów, które przez długi czas znajdują się nad jedną częścią Ziemi. Satelity te następnie przelatują po drugiej stronie Ziemi w bliskim przelocie. Satelity GPS wykorzystują wysoce eliptyczne orbity, aby przez cały czas utrzymywać całkowite pokrycie Ziemi.
Skutki orbity eliptycznej
Powszechnym błędem jest przekonanie, że latem Ziemia jest bliżej słońca, a zimą dalej. Na półkuli północnej jest odwrotnie. Eliptyczna orbita Ziemi jest prawie okrągła, a odległość od Słońca nie zmienia się na tyle, aby mieć duży wpływ na pory roku. Nachylenie Ziemi na jej osi ma znacznie większy wpływ niż orbita eliptyczna i jest przyczyną pór roku.
