Órbita

A órbita é a traxectoria que un corpo percorre arredor doutro baixo a influencia dalgunha forza (normalmente da gravidade). Segundo as leis do movemento planetario de Johannes Kepler, as órbitas son planas, xeralmente elípticas, aínda que os planetas interiores (próximos á estrela que orbitan) teñan órbitas case circulares. Máis tarde, Isaac Newton demostrou que algunhas órbitas, como as de certos cometas, son hiperbólicas e outras parabólicas. Dentro dun sistema solar, os planetas, asteroides, cometas e outros obxectos de menor tamaño percorren órbitas elípticas arredor da estrela, mentres que as lúas e outros satélites fan o propio arredor dos planetas.

Sexa cal fose a órbita seguida polo obxecto, o corpo arredor do que describen coa súa traxectoria atópase situado no foco da cónica descrita, de modo que sempre poden definirse dous puntos singulares, como o de maior afastamento ou afelio, (no caso da órbita terrestre; apoapse de xeito xenérico para calquera órbita) e o de maior aproximación ou perihelio (no caso da órbita terrestre; periapse de xeito xenérico para calquera órbita).

Xeométricamente, a órbita ven definida no espazo pola inclinación do seu plano en relación a outro de referencia, os seus focos e os seus eixes maior e menor. Astronómicamente, defínense os apoapse e periapse como os puntos máis lonxe e máis preto do corpo central, e os nodos ascendentes e descendentes como os puntos de corte da órbita ó plano de referencia, unha vez establecidos o plano de referencia para definir os elementos orbitais e o corpo central.

Experimento mental 'Canón de Newton', explicando as órbitas como caída continuada sobre un corpo.

Clases de órbitas

Clases segundo a enerxía

Se o corpo orbitante ten unha enerxía mecánica (suma de potencial e cinética) positiva, a órbita será aberta. en caso de ser a enerxía mecánica negativa, será cerrada. Se o campo causante da órbita é central e inversamente proporcional ó cadrado da distancia ó centro (caso da gravidade), entón, as órbitas abertas terán forma de hipérboles, e as cerradas, de elipse (como caso particular, cando a enerxía cinética ten un valor continuamente igual á metade da enerxía potencial en módulo, a órbita será circular). No caso límite entre ambos, enerxía mecánica nula, a órbita será parabólica.

As liñas trazadas por órbitas xeradas pola gravidade dunha fonte central son seecións cónicas: as formas de curvas de intersección entre un plano e un cono. As órbitas parabólica (1) e hiperbólica (2) son libres, non ligadas, e polo tanto o corpo escapa. A elíptica (2, alto) e circular (2, baixo) son ligadas.

En relación ás cónicas

Dende hai moito tempo se cñece que as órbitas rexidas pola forza gravitatoria (por exemplo, as órbitas dos corpos arredor do Sol) seguen órbitas que son os cortes de planos con cónicas. Deste xeito, se temos un cono e o cortamos cun plano perpendicular ó eixe de simetría, teremos un círculo (órbita circular, caso particular de elipse, órbita elíptica). Se o corte é producido por un plano inclinado, pero cun ángulo coa perpendicular ó eixe menor que a recta xeratriz do cono, teremos unha elips (órbita elíptica). Se o ángulo é o mesmo que o que forma a recta xeratriz, teremos unha parábola (órbita parabólica, a liña non se pecha). Se o ángulo é maior, xera unha hipérbole (órbita hiperbólica, aberta).

As seccións cónicas describen as órbitas posibles (amarelo) de obxectos pequenos arredor da Terra. Unha proxección destas órbitas nunha representación do potencial gravitatorio (azul) da Terra fai posible determinar a enerxía orbital en cada punto do espazo.

En relación ó corpo que orbitan

Órbita polar. Cando o corpo que orbita pasa sucesivamente polo eixe de xiro sobre si mesmo do corpo que produce o campo que mantén a órbita, é dicir, sobre os seus polos.
Órbita ecuatorial. Cando o corpo que orbita se mantén por riba do ecuador do corpo que crea o campo que mantén a órbita.
Órbita xeoestacionaria. Órbita arredor da terra ('xeo-') que se caracteriza por estar o corpo orbitante sempre sobre o mesmo punto ('estacionado') da Terra. É un tipo de órbita ecuatorial, a que ten de período 24 h.
Órbita heliocéntrica. Órbita que ten o Sol ('Helios') no centro. Esta denominación fíxose extensiva a órbitas elípticas co sol nun dos focos.
Órbita de transferencia de Hohmann. Órbita elíptica de transferencia entre dúas órbitas estables, usada para posicionar satélites.
Órbita heliosíncrona. Nela, un corpo pasa sobre o mesmo lugar da Terra á mesma hora solar.

Véxase tamén

Diagrama das diferentes órbitas segundo a altura: 1. Terra. 2. Zona de órbitas baixas. 3. Zona de órbitas medias. 4. Órbita xeoestacionaria. A zona exterior a esta sería a que marca as órbitas altas, limitado só o seu tamaño pola necesidade de ser cerrada.

Outros artigos