Содержание
- Я понимаю эллипсы
- Почему планеты вращаются по орбите
- История
- Сильноэллиптические орбиты
- Эффекты эллиптической орбиты
Эллиптическая орбита - это вращение одного объекта вокруг другого по траектории овальной формы, называемой эллипсом. Планеты Солнечной системы движутся вокруг Солнца по эллиптическим орбитам. Многие спутники обращаются вокруг Земли по эллиптическим орбитам так же, как Луна. Фактически, большинство объектов в космосе движутся по эллиптическим орбитам.
Я понимаю эллипсы
Эллипс похож на вытянутый круг, как если бы он растянулся на концах. В то время как размер круга измеряется диаметром, размер эллипса измеряется по большой и малой осям. В то время как большая ось измеряет наибольшее расстояние через эллипс, малая ось измеряет самое короткое расстояние. Математики определяют эллипс фокусами, по сути, двумя «центрами» формы или, в случае эллиптической орбиты, двумя точками, вокруг которых вращаются объекты.
Почему планеты вращаются по орбите
Каждый объект с массой оказывает гравитационную силу на все остальные объекты. Гравитация увеличивается с массой, поэтому чем массивнее объект, тем больше сила тяжести. Следовательно, в планетарном масштабе сила тяжести огромна. Когда планета, как и Земля, движется в космосе, на нее влияют все другие тела вокруг нее, и самым массивным телом в Солнечной системе является Солнце. Когда Земля захватывается гравитационной силой Солнца, ее путь отклоняется, заставляя ее повернуться в направлении самого массивного объекта. Если гравитация самого массивного объекта достаточна, Земля будет вращаться вокруг него по траектории, известной как орбита.
История
Иоганн Кеплер был первым ученым, который точно описал эллиптические орбиты планет, и его первый закон движения планет относится к 1605 году. До Кеплера считалось, что планеты движутся по идеальным кругам вокруг Солнца, как описано Коперник в 1543 году. Всего Кеплер составил три закона, вдохновив сэра Исаака Ньютона на разработку закона всемирного тяготения.
Сильноэллиптические орбиты
Эллиптические орбиты планет солнечной системы имеют очень небольшой «эксцентриситет» или отклонение от круговой. Но некоторые объекты, например кометы, имеют гораздо больший эксцентриситет на своих орбитах. Их называют «высокоэллиптическими орбитами» или OAE. Комета в OAE колеблется близко к Солнцу с высокой скоростью, прежде чем быстро вернуться в космос. В самой дальней точке от Солнца комета движется очень медленно и остается там долгое время. Ученые использовали концепцию OAE для размещения в космосе спутников, которые остаются над частью Земли в течение длительного времени. Затем эти спутники вращаются вокруг другой стороны Земли в тесном полете. Спутники GPS используют высокоэллиптические орбиты для постоянного обеспечения полного покрытия Земли.
Эффекты эллиптической орбиты
Распространено заблуждение, что Земля ближе к Солнцу летом и дальше от него зимой. В северном полушарии все наоборот. Эллиптическая орбита Земли почти круглая, и расстояние до Солнца меняется недостаточно, чтобы иметь большое влияние на времена года. Наклон Земли вокруг своей оси оказывает гораздо большее влияние, чем эллиптическая орбита, и является причиной времен года.