Oběžná dráha
V nebeské mechanice je oběžná dráha (též oběžný pohyb) křivočará trajektorie objektu[1] jako např. trajektorie planety kolem hvězdy, nebo přirozeného satelitu kolem planety, nebo umělého satelitu kolem objektu nebo pozice ve vesmíru jako např. planeta, měsíc, asteroid nebo Lagrangeův bod.
Obvykle se oběžná dráha*
týká pravidelně se opakující trajektorie, ale může se týkat i nepravidelně se opakující trajektorie.
Planety a satelity se pohybují po eliptických oběžných drahách, přičemž těžiště obíhá kolem ohniska elipsy[2], jak popisují Keplerovy zákony planetárního pohybu.
Ve většině případů je orbitální pohyb dostatečně aproximován Newtonovou mechaniku, která vysvětluje gravitaci jako sílu působící podle inverzně-kvadratického zákona. [3] Nicméně, Einsteinova obecná teorie relativity, která vysvětluje gravitaci jako důsledek zakřivení časoprostoru, přičemž oběžné dráhy následují geodetiku, poskytuje přesnější výpočet a pochopení přesné mechaniky orbitální pohybu.
Parametry oběžné dráhy
Oběžná dráha*
je plně popsána následujícími parametry:
Veliká poloosa (a): První polovina hlavní osy elipsy, která spojuje ohniska elipsy.
Excentricita (e): Měřítko eliptičnosti oběžné dráhy. Pohybuje se od 0 (kruhová oběžná dráha) do 1 (parabolická oběžná dráha*
).
Sklon (i): Úhel mezi rovinou oběžné dráhy*
a referenční rovinou (např. rovinou ekliptiky pro planety).
Délka vzestupného uzlu (Ω): Úhel mezi referenční rovinou a linií průsečíku roviny oběžné dráhy*
a referenční roviny.
Argument periapsidy (ω): Úhel mezi linií průsečíku roviny oběžné dráhy a referenční roviny a linií spojující periapsis (nejbližší bod na oběžné dráze) a apoapsis (nejvzdálenější bod na oběžné dráze*
).
Pravá anomálie (ν): Úhel mezi periapsidou a aktuální polohou objektu na oběžné dráze*
.
Typy oběžných drah
Oběžné dráhy*
lze klasifikovat podle jejich excentricity:
Kruhová oběžná dráha (e = 0): Objekt se pohybuje po kružnici.
Eliptická oběžná dráha (0 < e < 1): Objekt se pohybuje po elipse.
Parabolická oběžná dráha (e = 1): Objekt se pohybuje po parabole a uniká z gravitačního pole.
Hyperbolická oběžná dráha (e > 1): Objekt se pohybuje po hyperbole a uniká z gravitačního pole.
Keplerovy zákony planetárního pohybu
Keplerovy zákony planetárního pohybu popisují pohyb planet kolem hvězdy:
První Keplerův zákon (zákon elips): Každá planeta se pohybuje po elipse, přičemž hvězda*
je v ohnisku elipsy.
Druhý Keplerův zákon (zákon ploch): Spojnice planety a hvězdy*
opisuje za stejné časové intervaly stejné plochy.
Třetí Keplerův zákon (zákon dob): Kvadráty oběžných dob planet jsou přímo úměrné krychlům jejich velkých poloos.
Význam oběžných drah
Oběžné dráhy*
hrají v nebeské mechanice zásadní roli. Umožňují nám předpovídat pohyb objektů ve vesmíru a jsou nezbytné pro navrhování a provoz kosmických lodí a satelitů.