Эллиптическая орбита - это вращение одного объекта вокруг другого по овальной траектории, называемой эллипсом. Планеты Солнечной системы вращаются вокруг Солнца по эллиптическим орбитам. Многие спутники вращаются вокруг Земли по эллиптическим орбитам, как и Луна. Фактически, большинство объектов в космическом пространстве движутся по эллиптической орбите.
Понимание эллипсов
Эллипс похож на вытянутый круг, как если бы он был вытянут на концах. Поскольку размер круга измеряется диаметром, размер эллипса измеряется по большой и малой осям. Большая ось измеряет самое длинное расстояние по эллипсу, а малая ось - самое короткое. Математики определяют эллипс по фокусам, по сути, по двум «центрам» формы или, в случае эллиптической орбиты, по двум точкам, вокруг которых вращается объект.
Почему планеты на орбите
Каждый объект с массой оказывает гравитационное притяжение на любой другой объект. Гравитация увеличивается с массой, поэтому чем массивнее объект, тем больше сила тяжести. Следовательно, в планетарном масштабе сила тяжести огромна. Когда планета, такая как Земля, движется в космосе, на нее влияют все другие тела вокруг нее, и самым массивным телом в солнечной системе является Солнце. Когда Земля попадает под гравитационное притяжение Солнца, ее траектория меняется, заставляя ее поворачиваться к более массивному объекту. Если гравитации более массивного объекта достаточно, Земля будет вращаться вокруг него по траектории, известной как орбита.
История
Иоганн Кеплер был первым ученым, точно описавшим эллиптические орбиты планет с помощью своего первого закона движения планет в 1605 году. До Кеплера считалось, что планеты движутся по идеальным кругам вокруг Солнца, как это было описано Коперником в 1543 году. Всего Кеплер разработал три закона, даже вдохновив сэра Исаака Ньютона на разработку закона всемирного тяготения.
Высокоэллиптические орбиты
Эллиптические орбиты планет Солнечной системы имеют очень небольшой «эксцентриситет» или отклонение от круговой. Однако некоторые объекты, например кометы, имеют гораздо больший эксцентриситет на своей орбите. Эти орбиты называются «высокоэллиптическими орбитами» или HEO. Комета на ВЭО движется близко к Солнцу с очень высокой скоростью, прежде чем вернуться в космос. В самой удаленной от Солнца точке комета движется очень медленно, надолго задерживаясь. Ученые использовали концепцию HEO для вывода в космос спутников, которые надолго задерживаются над одной частью Земли. Затем эти спутники движутся вокруг другой стороны Земли, почти пролетая мимо. Спутники GPS используют высокоэллиптические орбиты для постоянного полного покрытия Земли.
Эффекты эллиптической орбиты
Распространенное заблуждение, что Земля ближе к Солнцу летом и дальше зимой. В северном полушарии все наоборот. Эллиптическая орбита Земли почти круглая, и расстояние до Солнца не меняется настолько, чтобы иметь большое влияние на времена года. Наклон Земли вокруг своей оси оказывает гораздо большее влияние, чем эллиптическая орбита, и является причиной смены времен года.