Що таке орбіта. Що означає термін «орбіта»

ОРБІТА
в астрономії - шлях небесного тіла в просторі. Хоча орбітою можна називати траєкторію будь-якого тіла, зазвичай мають на увазі відносний рух тіл, що взаємодіють між собою: наприклад, орбіти планет навколо Сонця, супутників навколо планети або зірок у складній зірковій системі щодо загального центру мас. Штучний супутник "виходить на орбіту", коли починає рухатися циклічною траєкторією навколо Землі або Сонця. Термін "орбіта" використовується в атомній фізиці при описі електронних конфігурацій.
Див. такожАТОМ.
Абсолютні та відносні орбіти.Абсолютною орбітою називають шлях тіла у системі відліку, яку у сенсі вважатимуться універсальної і тому абсолютної. Такою системою вважають Всесвіт у великому масштабі, узятий як ціле, і називають його "інерційною системою". Відносною орбітою називають шлях тіла в такій системі відліку, яка сама рухається абсолютною орбітою (по викривленій траєкторії зі змінною швидкістю). Наприклад, у орбіти штучного супутника зазвичай вказують розмір, форму та орієнтацію щодо Землі. У першому наближенні це еліпс, у фокусі якого є Земля, а площина нерухома щодо зірок. Вочевидь, це відносна орбіта, оскільки визначено стосовно Землі, яка сама рухається навколо Сонця. Віддалений спостерігач скаже, що супутник рухається щодо зірок складною гвинтовою траєкторією; це його абсолютна орбіта. Зрозуміло, що форма орбіти залежить руху системи відліку спостерігача. Необхідність розрізняти абсолютну та відносну орбіти виникає тому, що закони Ньютона вірні лише в інерційній системі відліку, тому їх можна використовувати лише для абсолютних орбіт. Однак ми завжди маємо справу з відносними орбітами небесних тіл, бо спостерігаємо їх рух з Землі, що обертається навколо Сонця і обертається. Але якщо абсолютна орбіта земного спостерігача відома, можна перевести всі відносні орбіти в абсолютні, або уявити закони Ньютона рівняннями, вірними у системі відліку Землі. Абсолютну та відносну орбіти можна проілюструвати на прикладі подвійної зірки. Наприклад, Сіріус, який здається неозброєному оку одиночною зіркою, при спостереженні з великим телескопом виявляється парою зірок. Шлях кожної з них можна простежити окремо по відношенню до сусідніх зірок (зважаючи на те, що й самі вони рухаються). Спостереження показали, що дві зірки не тільки обертаються одна навколо іншої, але й переміщуються в просторі так, що між ними завжди є точка, що рухається прямою лінією з постійною швидкістю (рис. 1). Цю точку називають центром мас системи. Практично з нею пов'язана інерційна система відліку, а траєкторії зірок щодо неї репрезентують їх абсолютні орбіти. Що далі відходить зірка від центру мас, то вона легша. Знання абсолютних орбіт дозволило астрономам обчислити окремо маси Сіріуса А та Сіріуса В.

Якщо ж вимірювати положення Сиріуса щодо Сіріуса А, то отримаємо відносну орбіту (рис. 2). Відстань між цими двома зірками завжди дорівнює сумі їх відстаней від центру мас, тому відносна орбіта має ту ж форму, що і абсолютні, а за розміром дорівнює їх сумі. Знаючи розмір відносної орбіти та період звернення, можна, використовуючи третій закон Кеплера, обчислити лише сумарну масу зірок.
Див. такожНЕБЕЗНА МЕХАНІКА.



Більш складний приклад є рух Землі, Місяця і Сонця. Кожне з цих тіл рухається своєю абсолютною орбітою щодо загального центру мас. Але оскільки Сонце значно перевершує всіх за масою, прийнято зображувати Місяць і Землю як пари, центр мас якої рухається відносної еліптичної орбіті навколо Сонця. Однак ця відносна орбіта дуже близька до абсолютної.
Див. такожМісяць. Рух Землі щодо центру мас системи Земля - ​​Місяць найточніше вимірюється з допомогою радіотелескопів, визначальних відстань до міжпланетних станцій. У 1971 при польоті апарату "Марінер-9" до Марса за періодичними варіаціями відстані до нього визначили амплітуду руху Землі з точністю 20-30 м. Центр мас системи Земля - ​​Місяць лежить усередині Землі, на 1700 км нижче за її поверхню, а відношення мас Землі та Місяця становить 81,3007. Знаючи їхню сумарну масу, знайдену за параметрами відносної орбіти, можна легко знайти і масу кожного з тіл. Говорячи про відносний рух, ми можемо довільно вибирати точку відліку: відносна орбіта Землі навколо Сонця точно така, як відносна орбіта Сонця навколо Землі. Проекцію цієї орбіти на небесну сферу називають "екліптикою". Протягом року Сонце пересувається по екліптиці приблизно на 1° на добу, а якщо дивитися від Сонця, то точно рухається Земля. Площина екліптики нахилена до площини небесного екватора на 23°27", тобто такий кут між земним екватором та її орбітальною площиною. Усі орбіти в Сонячній системі вказують щодо площини екліптики.
Орбіти Місяця та планет.Приклад Місяця покажемо, як описується орбіта (рис. 3). Це відносна орбіта, площина якої нахилена приблизно на 5 ° до екліптики. Цей кут називають "нахилом" місячної орбіти. Площина місячної орбіти перетинає екліптику "лінією вузлів". Той з них, де Місяць проходить з півдня на північ, називають "висхідним вузлом", а інший - "низхідним".



Якби Земля та Місяць були ізольовані від гравітаційного впливу інших тіл, вузли місячної орбіти завжди мали б незмінне становище на небі. Але через вплив Сонця руху Місяця відбувається зворотний рух вузлів, тобто. вони переміщаються екліптикою на захід, здійснюючи повний оборот за 18,6 років. Подібно до цього, вузли орбіт штучних супутників переміщуються через обурливий вплив екваторіального здуття Землі. Земля розташована над центрі місячної орбіти, а одному з її фокусів. Тому в деякій точці орбіти Місяць найближчий до Землі; це "перигей". У протилежній точці вона далі від Землі; це "апогей". (Відповідні терміни для Сонця - "перигелій" і "афелій".) Напівсуму відстаней у перигеї та апогеї називають середньою відстанню; воно дорівнює половині найбільшого діаметра (великої осі) орбіти, тому його називають "великою піввіссю". Перигей і апогей називають "апсидами", а лінію, що з'єднує їх, - велику вісь - "лінією апсид". Якби не обурення від Сонця та планет, лінія апсид мала б фіксований напрямок у просторі. Але через збурення лінія апсид місячної орбіти рухається на схід із періодом 8,85 років. Те саме відбувається з лініями апсид штучних супутників під впливом екваторіального здуття Землі. У планет лінії апсид (між перигелієм та афелієм) рухаються вперед під впливом інших планет.
Див. такожКОНІЧНІ ПЕРЕЧЕННЯ . Розмір орбіти визначається довжиною великої півосі, та її форма -величиною, званої "ексцентриситетом". Ексцентриситет місячної орбіти обчислюється за формулою: (Відстань в апогеї - Середня відстань) / Середня відстань або за формулою (Середня відстань - Відстань у перигеї) / Середня відстань Для планет апогей і перигей у цих формулах замінюють афеліями і перигеліями. Ексцентриситет кругової орбіти дорівнює нулю; у всіх еліптичних орбіт він менший за 1,0; у параболічної орбіти він точно дорівнює 1,0; у гіперболічних орбіт він більший за 1,0. Орбіта повністю визначена, якщо вказано її розмір (середня відстань), форма (ексцентриситет), спосіб, положення висхідного вузла і положення перигею (для Місяця) або перигелію (для планет). Ці величини називають "елементами" орбіти. Елементи орбіти штучного супутника задаються так само, як для Місяця, але зазвичай не до екліптики, а до площини земного екватора. Місяць звертається навколо Землі за час, званий "сидеричним періодом" (27,32 діб); після закінчення його вона повертається на вихідне місце щодо зірок; це її справжній орбітальний період. Але цей час Сонце переміщається екліптикою, і Місяцю потрібно ще дві доби, щоб опинитися у вихідній фазі, тобто. у колишньому становищі щодо Сонця. Цей проміжок часу називають "синодичним періодом" Місяця (бл. 29,5 діб). Також планети звертаються навколо Сонця за сидеричний період, а проходять повний цикл змін - від " вечірньої зірки " до " ранкової зірки " і назад - за синодичний період. Деякі елементи орбіт планет вказані у таблиці.
Див. такожСОНЯЧНА СИСТЕМА .
Орбітальна швидкість.Середня відстань супутника від головного компонента визначається його швидкістю на певній фіксованій відстані. Наприклад, Земля звертається майже кругової орбіті з відривом 1 а.е. (Астрономічна одиниця) від Сонця зі швидкістю 29,8 км/с; будь-яке інше тіло, що має на цій же відстані таку саму швидкість, буде також рухатися по орбіті із середньою відстанню від Сонця 1 а.е., незалежно від форми цієї орбіти та напрямки руху по ній. Таким чином, для тіла у заданій точці розмір орбіти залежить від значення швидкості, а її форма – від напрямку швидкості (рис. 4).



Це безпосередньо стосується орбіт штучних супутників. Щоб вивести супутник на задану орбіту, необхідно доставити його на висоту над Землею і повідомити йому певну швидкість у певному напрямку. Причому це потрібно зробити з високою точністю. Якщо потрібно, наприклад, щоб орбіта проходила на висоті 320 км. /с, а напрямок швидкості повинен бути паралельно земній поверхні з точністю 0,08°. Сказане вище стосується і комет. Зазвичай вони рухаються дуже витягнутими орбітами, ексцентриситети яких нерідко досягають 0,99. І хоча їх середні відстані та орбітальні періоди дуже великі, у перигелії вони можуть наближатися до великих планет, наприклад Юпітера. Залежно від напрямку, з якого комета підлітає до Юпітера, може своїм тяжінням збільшити чи зменшити її швидкість (рис. 5). Якщо швидкість зменшиться, комета перейде на орбіту меншого розміру; у цьому випадку кажуть, що вона захоплена планетою. Усі комети з періодами менш як кілька мільйонів років, ймовірно, були захоплені саме таким чином.


Мал. 5. ЗАХОПЛЕН КОМЕТИ ЮПІТЕРОМ. Комета С, проходячи перед Юпітером, уповільнюється і переходить на орбіту меншого розміру ("захоплюється"). Комета Е, проходячи за Юпітером, прискорюється щодо Сонця.


Якщо швидкість комети щодо Сонця збільшиться, те й орбіта її зросте. Причому з наближенням швидкості до певної межі зростання орбіти швидко прискорюється. На відстані 1 а. від Сонця ця гранична швидкість дорівнює 42 км/с. З більшою швидкістю тіло рухається гіперболічною орбітою і ніколи вже не повертається до перигелію. Тому цю граничну швидкість називають "швидкістю втікання" із земної орбіти. Ближче до Сонця швидкість тікання вище, а далеко від Сонця - менше. Якщо комета наближається до Юпітера з великої відстані, її швидкість близька до швидкості втікання. Тому, пролітаючи поблизу Юпітера, кометі достатньо лише трохи збільшити свою швидкість, щоб перевищити межу і ніколи більше не повернутися на околиці Сонця. Такі комети називають "викинутими".
Швидкість тікання від Землі.Поняття про швидкість тікання дуже важливе. До речі, нерідко її називають також швидкістю "догляду" або "вислизання", а ще "параболічною" або "другою космічною швидкістю". Останній термін застосовують у космонавтиці, коли йдеться про запуски до інших планет. Як уже було сказано, для руху супутника низькою круговою орбітою йому потрібно повідомити швидкість близько 8 км/с, яку називають "першою космічною". (Точніше, якби не заважала атмосфера, біля Землі вона дорівнювала 7,9 км/с.) Зі збільшенням швидкості супутника біля земної поверхні його орбіта стає дедалі витягнутою: її середнє відстань зростає. Коли буде досягнуто швидкість тікання, апарат залишить Землю назавжди. Розрахувати цю критичну швидкість досить просто. Поблизу Землі кінетична енергія тіла повинна дорівнювати роботі сили тяжіння при переміщенні тіла з поверхні Землі "на нескінченність". Оскільки тяжіння швидко зменшується з висотою (назад пропорційно квадрату відстані), то можна обмежитися роботою на відстані радіуса Землі:


Тут ліворуч кінетична енергія тіла маси m, що рухається зі швидкістю V, а праворуч робота сили тяжіння mg на відстані радіуса Землі (R = 6371 км). З цього рівняння знайдемо швидкість (причому це не наближений, а точний її вираз):

Оскільки прискорення вільного падіння біля Землі становить g = 9,8 м/с2, швидкість втікання дорівнюватиме 11,2 км/с.
Орбіта Сонця.Саме Сонце разом з навколишніми планетами і малими тілами Сонячної системи рухається своєю галактичною орбітою. По відношенню до найближчих зірок Сонце летить зі швидкістю 19 км/с у напрямку до сузір'я Геркулеса. Цю точку називають "апексом" сонячного руху. А загалом вся група найближчих зірок, включаючи Сонце, обертається навколо центру Галактики по орбіті радіусом 25*10 16 км зі швидкістю 220 км/сек періодом 230 млн. років. Ця орбіта має досить складний вигляд, оскільки рух Сонця постійно зазнає обурення з боку інших зірок та масивних хмар міжзоряного газу.

Енциклопедія Кольєра. - Відкрите суспільство. 2000 .

Синоніми:

Дивитись що таке "ОРБІТА" в інших словниках:

    - (Лат., Від orbis коло). 1) шлях небесного світила. 2) очні орбіти западини, у яких містяться очі. Словник іншомовних слів, що увійшли до складу російської мови. Чудінов А.Н., 1910. ОРБІТА 1) шлях небесного тіла; 2) очна о. порожнину, в… … Словник іноземних слів російської мови

    Назва телевізійних каналів, що працюють у Сибіру. Мовлять на територію Новосибірської, Томської, Кемеровської області, Алатайського та Красноярського країв та республік Алтай, Хакасія, сходу Казахстану. Орбіта 4 . Назва телевізійних каналів … Вікіпедія

    орбіта- ы, ж. orbite f. , Лат. орбіта. 1. Шлях, яким рухається небесне тіло під дією тяжіння інших небесних тіл. БАС 1. Довжина осей кіл (orbites). АІ 1780 6 262. Нарешті, якщо, через брак мікрометра, спостерігач встиг помітити… … Історичний словник галицизмів російської

Чи знаєте ви, що таке орбіта планети? Географія (6 клас) дала нам поняття про але багато хто напевно так і не зрозуміли, що ж це таке, для чого вона потрібна і що буде, якщо планета змінить свою орбіту.

Поняття орбіти

Що таке орбіта планети? Найпростіше визначення: орбіта – це шлях тіла навколо Сонця. Тяжіння змушує рухатися по одному й тому
а шляхи навколо зірки з року в рік, з мільйона років до наступного мільйона. У середньому планети мають еліпсоїдну орбіту. Чим ближче її форма наближена до кола,
тим стабільнішими погодні умови на планеті.

Основні характеристики орбіти - період звернення та радіус. Середній радіус - це середня величина між мінімальним значенням діаметра орбіти та
максимальним. Період звернення - це той відрізок часу, який необхідний небесному тілу для того, щоб повністю пролетіти навколо зірки.
відстань, що розділяє зірку і планету, тим більше буде період обігу, оскільки вплив гравітації зірки на околиці системи набагато слабший, ніж у її центрі.

Оскільки абсолютно круглою не може бути жодна орбіта, протягом планетарного року планета буває на різній відстані від зірки. Місце, де
планета найближче розташована до зірки, прийнято називати періастром. Крапка, найдальша від світила, навпаки, називається апоастром. Для Сонячної системи це
перигелій та афелій відповідно.

Елементи орбіти

Що таке орбіта планети? Що ж уявляють її елементи? Існує кілька елементів, які прийнято виділяти біля орбіти. Саме за цими параметрами вчені визначають вид орбіти, характеристики руху планети та деякі інші несуттєві для обивателя параметри.

  • Ексіцентриситет. Це показник, який допомагає зрозуміти наскільки витягнута орбіта планети. Чим нижче ексіцентриситет, тим більш округлу форму має орбіта, тоді як небесне тіло з високим ексіцентриситетом рухається навколо зірки сильно витягнутим еліпсом. Планети Сонячної системи мають вкрай низькі ексіцентриситети, що говорить про їх практично круглі орбіти. Для комет характерні надзвичайно високі ексцентриситети.
  • Велика піввісь. Її розраховують від планети до усередненої точки на півдорозі вздовж орбіти. Це не синонім апастрона, оскільки зірка знаходиться не в центрі орбіти, а в одному з її фокусів.
  • Нахил. Для цих розрахунків орбіта планети є певною площиною. Другий параметр - базова площина, тобто орбіта якогось конкретного тіла в зірковій системі або прийнята умовно. Так у Сонячній базовій системі вважають її прийнято називати екліптикою. Для планет інших зірок такий прийнято вважати ту площину, що лежить на лінії оглядача із Землі. У нашій системі майже всі орбіти розташовані у площині екліптики. Однак комети та деякі інші тіла рухаються під високим кутом до неї.

Орбіти сонячної системи

Отже, звернення навколо зірки – це те, що називають орбітою планети. У нашій Сонячній системі орбіти всіх планет спрямовані в тому самому напрямку, в якому
обертається Сонце. Такий рух пояснюють теорією походження Всесвіту: після Великого вибуху пратоплазма рухалася в один бік, речовини з плином
часу ущільнювалися, але їхній рух не змінився.

Навколо своєї осі планети рухаються аналогічно обертанню Сонця. Винятком з цього є лише Венера та Уран, які навколо своєї осі обертаються у
своєму власному унікальному режимі. Можливо, колись вони зазнали впливу небесних тіл, які змінили напрямок їхнього обертання навколо своєї осі.

Площина руху у Сонячній системі

Як вже було сказано, орбіти планет у Сонячній системі знаходяться майже на одній площині, близькій до орбіти Землі. Знаючи, що таке орбіта планети,
можна припустити, що причина, через яку планети рухаються в практично одній площині, найімовірніше, все та сама: колись речовина, з якої тепер
складаються всі тіла в Сонячній системі, були єдиними хмарами і оберталися навколо своєї осі під впливом зовнішньої гравітації. З часом речовина
розділилося на те, з якого утворилося Сонце, і те, що довгий час було пиловим диском, що обертається навколо світила. Пил поступово утворив
планети, а напрямок обертання залишився тим самим.

Орбіти інших планет

На цю тему важко міркувати. Справа в тому, що ми знаємо, що таке орбіта планети, але донедавна ми не знали, чи взагалі існують планети в інших зірок.
Лише нещодавно, використовуючи новітню апаратуру та сучасні методи спостереження, вчені змогли обчислити наявність планет у інших зірок. Такі планети називають
екзопланетами. Незважаючи на неймовірну потужність сучасного обладнання, зняти чи побачити вдалося лише одиниці екзопланет, і спостереження за ними здивувало
вчених.

Справа в тому, що ці небагато планет немов зовсім не знайомі з тим, що таке орбіта планети. Географія стверджує, що всі тіла рухаються споконвічними
законів. Але схоже, що в інших зірок закони нашої системи не діють. Там наближеними до зірки виявилися такі планети, які, здавалося вченим, можуть.
існувати тільки на околиці системи. І поводяться ці планети зовсім не так, як їм варто було б поводитися згідно з розрахунками: вони і обертаються не в ту
бік, що їхня зірка, і орбіти їх лежать у різних площинах і мають надто витягнуті орбіти.

Раптова зупинка планети

Власне, раптова, ні з чим не пов'язана зупинка просто нереальна. Але припустимо, що це сталося.

Незважаючи на зупинку всього тіла, окремі елементи не зможуть також різко зупинитися. А отже, магма та ядро ​​продовжать за інерцією свій рух. До повної
зупинки вся начинка землі встигне провернутися неодноразово, повністю ламаючи кору Землі. Це викликає миттєвий викид величезної кількості лави, величезні
розломи та виникнення вулканів у вкрай несподіваних місцях. Отже, майже миттєво Землі перестане існувати життя.

Крім того, навіть якщо вдасться зупинити миттєво і начинку, залишається ще атмосфера. Вона продовжить інерційне обертання. А це швидкість близько 500 м/с.
Такий "вітерець" змете з поверхні все живе і неживе, несучи разом із самою атмосферою в Космос.

Поступова зупинка обертання

Якщо обертання навколо осі припиниться не раптово, а протягом тривалого часу, мінімальний шанс вціліти існує. Внаслідок зникнення
відцентрової сили океани спрямують до полюсів, тоді як суша опиниться на екваторі. У цій ситуації доба дорівнюватиме року, а зміна сезонів відповідатиме і настанню часу доби: ранок – весна, день – літо тощо. Температурний режим буде набагато екстремальнішим, оскільки ні океани, ні рух атмосфери не будуть його пом'якшувати.

Що буде, якщо земля зійде з орбіти?

Ще одна фантазія: що буде, якщо планета зійде з орбіти? Просто переміститися на іншу орбіту планета не може. Отже, їй допомогло це зіткнення з іншим небесним тілом. В цьому випадку величезної сили вибух знищить усі та всіх.

Якщо ж припустити, що планета просто зупинилася у просторі, припинивши рух навколо Сонця, то станеться таке. Під дією тяжіння Сонця наша планета попрямує до нього. Наздогнати його вона не зможе, оскільки Сонце також не стоїть на одному місці. Але пролетить вона досить близько від світила, щоби сонячний вітер знищив атмосферу, випарував всю вологу і спалив всю сушу. Порожня згоріла кулька полетить далі. Досягнувши орбіт далеких планет, Земля вплине з їхньої рух. Опинившись поблизу планет-гігантів, Земля, швидше за все, розірватиметься на дрібні шматочки.

Такі сценарії можливих подій під час зупинки Землі. Втім, вчені на запитання "чи планета може зійти з орбіти" відповідають однозначно: ні. Вона більше або
менш успішно існувала понад 4.5 мільярдів років, і в найближчому майбутньому немає нічого, що могло б їй завадити протриматися ще стільки ж...

ОРБІТА в астрономії – шлях небесного тіла у просторі. Хоча орбітою можна називати траєкторію будь-якого тіла, зазвичай мають на увазі відносний рух тіл, що взаємодіють між собою: наприклад, орбіти планет навколо Сонця, супутників навколо планети або зірок у складній зірковій системі щодо загального центру мас. Штучний супутник «виходить на орбіту», коли починає рухатися циклічною траєкторією навколо Землі або Сонця. Термін "орбіта" використовується також в атомній фізиці при описі електронних конфігурацій.

Абсолютні та відносні орбіти

Абсолютною орбітою називають шлях тіла у системі відліку, яку у сенсі вважатимуться універсальної і тому абсолютної. Такою системою вважають Всесвіт у великому масштабі, узятий як ціле, і називають його «інерційною системою». Відносною орбітою називають шлях тіла в такій системі відліку, яка сама рухається абсолютною орбітою (по викривленій траєкторії зі змінною швидкістю). Наприклад, у орбіти штучного супутника зазвичай вказують розмір, форму та орієнтацію щодо Землі. У першому наближенні це еліпс, у фокусі якого є Земля, а площина нерухома щодо зірок. Вочевидь, це відносна орбіта, оскільки визначено стосовно Землі, яка сама рухається навколо Сонця. Віддалений спостерігач скаже, що супутник рухається щодо зірок складною гвинтовою траєкторією; це його абсолютна орбіта. Зрозуміло, що форма орбіти залежить руху системи відліку спостерігача.

Необхідність розрізняти абсолютну та відносну орбіти виникає тому, що закони Ньютона вірні лише в інерційній системі відліку, тому їх можна використовувати лише для абсолютних орбіт. Однак ми завжди маємо справу з відносними орбітами небесних тіл, бо спостерігаємо їх рух з Землі, що обертається навколо Сонця і обертається. Але якщо абсолютна орбіта земного спостерігача відома, можна перевести всі відносні орбіти в абсолютні, або уявити закони Ньютона рівняннями, вірними у системі відліку Землі.

Абсолютну та відносну орбіти можна проілюструвати на прикладі подвійної зірки. Наприклад, Сіріус, який здається неозброєному оку одиночною зіркою, при спостереженні з великим телескопом виявляється парою зірок. Шлях кожної з них можна простежити окремо по відношенню до сусідніх зірок (зважаючи на те, що й самі вони рухаються). Спостереження показали, що дві зірки не тільки обертаються одна навколо іншої, але й переміщуються в просторі так, що між ними завжди є точка, що рухається прямою лінією з постійною швидкістю (рис. 1). Цю точку називають центром мас системи. Практично з нею пов'язана інерційна система відліку, а траєкторії зірок щодо неї репрезентують їх абсолютні орбіти. Що далі відходить зірка від центру мас, то вона легша. Знання абсолютних орбіт дозволило астрономам обчислити окремо маси Сіріуса А та Сіріуса В.

Якщо ж вимірювати положення Сиріуса щодо Сіріуса А, то отримаємо відносну орбіту. Відстань між цими двома зірками завжди дорівнює сумі їх відстаней від центру мас, тому відносна орбіта має ту ж форму, що і абсолютні, а за розміром дорівнює їх сумі. Знаючи розмір відносної орбіти та період звернення, можна, використовуючи третій закон Кеплера, обчислити лише сумарну масу зірок.

Небесна механіка

Більш складний приклад є рух Землі, Місяця і Сонця. Кожне з цих тіл рухається своєю абсолютною орбітою щодо загального центру мас. Але оскільки Сонце значно перевершує всіх за масою, прийнято зображувати Місяць і Землю як пари, центр мас якої рухається відносної еліптичної орбіті навколо Сонця. Однак ця відносна орбіта дуже близька до абсолютної.

Рух Землі щодо центру мас системи Земля – Місяць найточніше вимірюється з допомогою радіотелескопів, визначальних відстань до міжпланетних станцій. У 1971 при польоті апарату «Марінер-9» до Марса за періодичними варіаціями відстані до нього визначили амплітуду руху Землі з точністю 20–30 м. Центр мас системи Земля – Місяць лежить усередині Землі, на 1700 км нижче за її поверхню, а відношення мас Землі та Місяця становить 81,3007. Знаючи їхню сумарну масу, знайдену за параметрами відносної орбіти, можна легко знайти і масу кожного з тіл.

Говорячи про відносний рух, ми можемо довільно вибирати точку відліку: відносна орбіта Землі навколо Сонця точно така, як відносна орбіта Сонця навколо Землі. Проекцію цієї орбіти на небесну сферу називають екліптикою. Протягом року Сонце пересувається по екліптиці приблизно на 1° на добу, а якщо дивитися від Сонця, то точно рухається Земля. Площина екліптики нахилена до площини небесного екватора на 23°27", тобто такий кут між земним екватором та її орбітальною площиною. Усі орбіти в Сонячній системі вказують щодо площини екліптики.

Орбіти Місяця та планет

Приклад Місяця покажемо, як описується орбіта. Це відносна орбіта, площина якої нахилена приблизно на 5 ° до екліптики. Цей кут називають «нахилом» місячної орбіти. Площина місячної орбіти перетинає екліптику «лінією вузлів». Той з них, де Місяць проходить з півдня на північ, називають «висхідним вузлом», а інший - «низхідним».

Якби Земля та Місяць були ізольовані від гравітаційного впливу інших тіл, вузли місячної орбіти завжди мали б незмінне становище на небі. Але через вплив Сонця руху Місяця відбувається зворотний рух вузлів, тобто. вони переміщаються екліптикою на захід, здійснюючи повний оборот за 18,6 років. Подібно до цього, вузли орбіт штучних супутників переміщуються через обурливий вплив екваторіального здуття Землі.

Земля розташована над центрі місячної орбіти, а одному з її фокусів. Тому в деякій точці орбіти Місяць найближчий до Землі; це "перигей". У протилежній точці вона далі від Землі; це "апогей". (Відповідні терміни для Сонця – «перигелій» і «афелій».) Напівсуму відстаней у перигеї та апогеї називають середньою відстанню; воно дорівнює половині найбільшого діаметра (великої осі) орбіти, тому його називають "великою піввіссю". Перигей і апогей називають «апсидами», а лінію, що з'єднує їх, – велику вісь – «лінією апсид». Якби не обурення від Сонця та планет, лінія апсид мала б фіксований напрямок у просторі. Але через збурення лінія апсид місячної орбіти рухається на схід із періодом 8,85 років. Те саме відбувається з лініями апсид штучних супутників під впливом екваторіального здуття Землі. У планет лінії апсид (між перигелієм та афелієм) рухаються вперед під впливом інших планет.

Конічні перерізи

Розмір орбіти визначається довжиною великої півосі, та її форма –величиною, званої «ексцентриситетом». Ексцентриситет місячної орбіти обчислюється за такою формулою:

(Відстань в апогеї – Середня відстань) / Середня відстань

або за формулою

(Середня відстань – Відстань у перигеї) / Середня відстань

Для планет апогей та перигей у цих формулах замінюють на афелій та перигелій. Ексцентриситет кругової орбіти дорівнює нулю; у всіх еліптичних орбіт він менший за 1,0; у параболічної орбіти він точно дорівнює 1,0; у гіперболічних орбіт він більший за 1,0.

Орбіта повністю визначена, якщо вказано її розмір (середня відстань), форма (ексцентриситет), спосіб, положення висхідного вузла і положення перигею (для Місяця) або перигелію (для планет). Ці величини називають "елементами" орбіти. Елементи орбіти штучного супутника задаються так само, як для Місяця, але зазвичай не до екліптики, а до площини земного екватора.

Місяць звертається навколо Землі за час, що називається «сидеричним періодом» (27,32 діб); після закінчення його вона повертається на вихідне місце щодо зірок; це її справжній орбітальний період. Але цей час Сонце переміщається екліптикою, і Місяцю потрібно ще дві доби, щоб опинитися у вихідній фазі, тобто. у колишньому становищі щодо Сонця. Цей проміжок часу називають синодічним періодом Місяця (бл. 29,5 діб). Так само і планети звертаються навколо Сонця за сидеричний період, а проходять повний цикл конфігурацій - від "вечірньої зірки" до "ранкової зірки" і назад - за період синодичний. Деякі елементи орбіт планет вказані у таблиці.

Орбітальна швидкість

Середня відстань супутника від головного компонента визначається його швидкістю на певній фіксованій відстані. Наприклад, Земля звертається майже кругової орбіті з відривом 1 а.е. (Астрономічна одиниця) від Сонця зі швидкістю 29,8 км/с; будь-яке інше тіло, що має на цій же відстані таку саму швидкість, буде також рухатися по орбіті із середньою відстанню від Сонця 1 а.е., незалежно від форми цієї орбіти та напрямки руху по ній. Таким чином, для тіла у заданій точці розмір орбіти залежить від значення швидкості, а її форма – від напрямку швидкості (див. рис.).

Це безпосередньо стосується орбіт штучних супутників. Щоб вивести супутник на задану орбіту, необхідно доставити його на висоту над Землею і повідомити йому певну швидкість у певному напрямку. Причому це потрібно зробити з високою точністю. Якщо потрібно, наприклад, щоб орбіта проходила на висоті 320 км. /с, а напрям швидкості має бути паралельно земній поверхні з точністю 0,08°

Сказане вище стосується і комет. Зазвичай вони рухаються дуже витягнутими орбітами, ексцентриситети яких нерідко досягають 0,99. І хоча їх середні відстані та орбітальні періоди дуже великі, у перигелії вони можуть наближатися до великих планет, наприклад Юпітера. Залежно від напрямку, з якого комета підлітає до Юпітера, може своїм тяжінням збільшити чи зменшити її швидкість (див. рис.). Якщо швидкість зменшиться, комета перейде на орбіту меншого розміру; у цьому випадку кажуть, що вона захоплена планетою. Усі комети з періодами менш як кілька мільйонів років, ймовірно, були захоплені саме таким чином.

Виходячи з визначення, планетою називається космічне тіло, що обертається навколо зірки. Орбітою ж, у свою чергу, називається траєкторія руху цієї планети в полі гравітації іншого тіла, як правило, найчастіше цими тілами є зірки. Наприклад, для Землі таким тілом є Сонце.

Усі планети Сонячної системи здійснюють рух своєю траєкторією у бік обертання Сонця. На даний момент вченим відома лише одна єдина планета, яка рухається в протилежний бік - це екзопланета під назвою WASP-17b, що знаходиться в сузір'ї Скорпіона.

Планетарний рік

Сидеричний період обертання (планетарний рік) - це час, за який планета робить один оберт навколо своєї зірки. Швидкість руху планети змінюється в залежності від того в якій точці вона знаходиться, чим ближче до зірки тим швидкість більше, чим далі від зірки тим повільніше рухається планета. Тому довжина планетарного року безпосередньо залежить від відстані, на якій розташовується планета щодо свого «Сонця». Якщо відстань невелика, то планетарний рік відносно короткий. Оскільки чим далі планета перебуває від зірки, то менше на неї впливає гравітація, а отже, рух стає повільнішим і рік відповідно довшим.

Перигелій, афелій та ексцентриситет

Орбіти всіх планет мають форму витягнутого кола, і наскільки велика ця витягнутість, визначається ексцентриситетом, якщо ексцентриситет дуже маленький (майже нуль) форма найбільш наближена до кола. Траєкторії руху з ексцентриситетом близьким до одиниці мають форму еліпса. Наприклад, орбіти численних супутників і екзопланет пояса Койпера мають форму еліпса, проте орбіти планет Сонячної системи майже абсолютно круглі.

Через те, що жодна з відомих нам космічних орбіт не є точним колом, у процесі руху по ній змінюється відстань між планетою і сусіднім з нею світилом. Точку, в якій планета знаходиться найближче до зірки, називають періастрою. У Сонячній системі ця точка називається перигелій. Найвіддаленіша від зірки точка траєкторії руху планети зветься апоастром, а в Сонячній системі — афелій.

Фактор, який відповідає за зміну пір року

Кут між базовою площиною та площиною орбіти зветься нахилення орбіти. Базовою площиною у Сонячній системі вважається площина Земної орбіти, що має назву екліптика. У Сонячній системі розташовуються вісім планет та його орбіти дуже близькі до площині екліптики.

Усі планети Сонячної системи розташовуються під кутом до площини екватора щодо зірки. Наприклад, кут нахилу Земної осі дорівнює приблизно 23 градуси. Цей фактор впливає на те, скільки світла отримує Північна або Південна півкуля планети, а також відповідає за зміну пір року.


Зміна дня та ночі знята супутником Електро-Л

·

Що таке "Орбіта"? Як правильно пишеться це слово. Поняття та трактування.

Орбіта в астрономії - шлях небесного тіла в просторі. Хоча орбітою можна називати траєкторію будь-якого тіла, зазвичай мають на увазі відносний рух тіл, що взаємодіють між собою: наприклад, орбіти планет навколо Сонця, супутників навколо планети або зірок у складній зірковій системі щодо загального центру мас. Штучний супутник "виходить на орбіту", коли починає рухатися циклічною траєкторією навколо Землі або Сонця. Термін "орбіта" використовується в атомній фізиці при описі електронних конфігурацій. також АТОМ. Абсолютні та відносні орбіти. Абсолютною орбітою називають шлях тіла у системі відліку, яку у сенсі вважатимуться універсальної і тому абсолютної. Такою системою вважають Всесвіт у великому масштабі, узятий як ціле, і називають його "інерційною системою". Відносною орбітою називають шлях тіла в такій системі відліку, яка сама рухається абсолютною орбітою (по викривленій траєкторії зі змінною швидкістю). Наприклад, у орбіти штучного супутника зазвичай вказують розмір, форму та орієнтацію щодо Землі. У першому наближенні це еліпс, у фокусі якого є Земля, а площина нерухома щодо зірок. Вочевидь, це відносна орбіта, оскільки визначено стосовно Землі, яка сама рухається навколо Сонця. Віддалений спостерігач скаже, що супутник рухається щодо зірок складною гвинтовою траєкторією; це його абсолютна орбіта. Зрозуміло, що форма орбіти залежить руху системи відліку спостерігача. Необхідність розрізняти абсолютну та відносну орбіти виникає тому, що закони Ньютона вірні лише в інерційній системі відліку, тому їх можна використовувати лише для абсолютних орбіт. Однак ми завжди маємо справу з відносними орбітами небесних тіл, бо спостерігаємо їх рух з Землі, що обертається навколо Сонця і обертається. Але якщо абсолютна орбіта земного спостерігача відома, можна перевести всі відносні орбіти в абсолютні, або уявити закони Ньютона рівняннями, вірними у системі відліку Землі. Абсолютну та відносну орбіти можна проілюструвати на прикладі подвійної зірки. Наприклад, Сіріус, який здається неозброєному оку одиночною зіркою, при спостереженні з великим телескопом виявляється парою зірок. Шлях кожної з них можна простежити окремо по відношенню до сусідніх зірок (зважаючи на те, що й самі вони рухаються). Спостереження показали, що дві зірки не тільки звертаються одна навколо іншої, але й переміщуються в просторі так, що між ними завжди є точка, що рухається прямою лінією з постійною швидкістю (рис. 1). Цю точку називають центром мас системи. Практично з нею пов'язана інерційна система відліку, а траєкторії зірок щодо неї репрезентують їх абсолютні орбіти. Що далі відходить зірка від центру мас, то вона легша. Знання абсолютних орбіт дозволило астрономам обчислити окремо маси Сіріуса А та Сіріуса В. Рис. 1. АБСОЛЮТНА ОРБІТА Сиріуса А та Сіріуса В за спостереженнями за 100 років. Центр мас цієї подвійної зірки рухається прямою лінією в інерційній системі відліку; тому траєкторії обох зірок у цій системі є абсолютними орбітами.

Орбіта- ОРБІТА ж. лат. астрн. круговий шлях планети біля сонця; кру" овина. лікар. очна орбіта, западина... Тлумачний словник Даля

Орбіта- ОРБІТА, орбіти, ж. (латин. orbita, букв. слід колеса) (книжн.). 1. Шлях руху небесного тіла (а... Тлумачний словник Ушакова

Орбіта- ж. 1. Шлях, яким рухається небесне тіло під дією тяжіння інших небесних тіл. // Пут... Тлумачний словник Єфремової

Орбіта- ОРБІТА (від латинського orbita - колія, шлях), 1) шлях, яким одне небесне тіло (планета, її сп...



Останні матеріали розділу:

Міжгалузевий балансовий метод
Міжгалузевий балансовий метод

Міжгалузевий баланс (МОБ, модель «витрати-випуск», метод «витрати-випуск») - економіко-математична балансова модель, що характеризує...

Модель макроекономічної рівноваги AD-AS
Модель макроекономічної рівноваги AD-AS

Стан національної економіки, за якого існує сукупна пропорційність між: ресурсами та їх використанням; виробництвом та...

Найкращий тест-драйв Olympus OM-D E-M1 Mark II
Найкращий тест-драйв Olympus OM-D E-M1 Mark II

Нещодавно на нашому сайті був наведений. В огляді були розглянуті ключові особливості фотоапарата, можливості зйомки фото та відео, а також...