Kas ir eliptiskā orbīta?

Saskaņā ar astrodinamikas standarta pieņēmumiem un principiem orbītai ir jābūt koniskai. Koniskā ekscentricitāte tad ir skaitliska vērtība. Šis skaitlis apzīmē noteiktu projekcijas leņķi, kas nosaka eliptiskas orbītas plakanumu vai apaļumu.

Eliptiskas orbītas ekscentriskumu var definēt arī kā orbītas novirzes mēru no standarta apļa formas. Orbītas ekscentriskums ideālai riņķveida orbītai ir 0. Šī vērtība kalpo kā etalons, lai novērtētu jebkuras eliptiskas orbītas novirzi no standarta apļa.

Zemes Saules sistēmu veido daudzi dabiski pavadoņi, piemēram, planētas, pavadoņi, komētas un līdzīgi rotējoši ķermeņi. Šie ķermeņi riņķo ap savu primāro orbītu, piemēram, Zemi, kas riņķo ap Sauli, pa fiksētu eliptisku orbītu. Šķiet, ka vispārīgs pārskats par to kustību rada apļveida orbītu iespaidu. Tomēr patiesībā visi debesu ķermeņi stingri seko eliptiskām orbītām ar dažādu ekscentrisku mēru pakāpi. Jo augstāka ir ekscentriskuma vērtība, jo plakanāka un iegarenāka būs eliptiskās orbītas forma.

Zemes eliptiskās orbītas ekscentricitāte pašlaik tiek mērīta kā 0.0167. Šī zemā vērtība padara Zemes eliptisku orbītu gandrīz ideālu apli. No otras puses, komētu ekscentriskās vērtības ir tuvu 1, padarot to orbītas gandrīz plakanas un iegarenas. Gravitācijas divu ķermeņu problēmas gadījumā ekscentricitātes mērs no 0 līdz 1 ļauj abiem ķermeņiem griezties pa identiskām orbītām. Populāri eliptisku orbītu piemēri ir Hohmana pārneses orbīta, Molnijas orbīta un tundras orbīta.

Eliptisku orbītu jēdzienu pirmais atklāja un popularizēja 17. gadsimta sākumā vācu zinātnieks Johanness Keplers. Rezultāti tika publicēti viņa Pirmajā planētu kustības likumā, un tie izvirzīja svarīgus likumus, kas saistīti ar debess ķermeņu orbītām. Šie atklājumi ir palīdzējuši zinātniekiem izprast un pētīt eliptiskās orbītas īpašības.

Īpatnējā orbitālā enerģija, kas pazīstama arī kā vis-viva enerģija, tiek definēta kā orbītas objekta potenciālās enerģijas un kinētiskās enerģijas summa. Eliptiskajai orbītai īpatnējā enerģija ir negatīva un tiek aprēķināta neatkarīgi no tās ekscentriskuma. Planētu orbītu eliptiskais raksturs ir svarīga iezīme, kas nosaka gadalaiku izmaiņas, temperatūras zonas un attiecīgo planētu klimatiskās zonas.