Orbitalni period

S Wikipedije, slobodne enciklopedije

Orbitalni period je vrijeme koje je potrebno da objekat napravi jednu punu orbitu oko drugog objekta.

Ako druga?ije nije nazna?eno, ovime se misli sideri?ki period astronomskog objekta koji se ra?una u odnosu na zvijezde .

Postoji nekoliko vrsta orbitalnih perioda kada su u pitanju objekti oko Sunca (ili drugih nebeskih tijela):

  • Sideri?ki period je vremenski period koji je potreban da objekat napravi jednu punu orbitu oko sunca u odnosu na zvijezde . Ovo se smatra pravim orbitalnim periodom objekta.
  • Sinodi?ki period je vremenski period koji je potreban objektu da se ponovo pojavi na istoj ta?ki u odnosu na dva druga objekta (linearna ?vora), npr. Mjesec se u odnosu na Sunce gledano sa Zemlje vra?a u istu fazu. Sinodi?ki period je vrijeme koje protekne između dvije uzastopne konjunkcije sa linijom Sunce-Zemlja u istom linearnom redu. Sinodi?ki period se razlikuje od sideri?kog zbog Zemljine orbite oko Sunca.
  • Drakonski period je vrijeme koje prođe između dva prolaska objekta kroz njegov ulazni ?vor , ta?ku na orbiti na kojoj prolazi kroz ekliptiku iz ju?ne u sjevernu hemisferu. Razlikuje se od sideri?kog perioda jer je ?vor rezultat presjeka ravni, ne linearne prirode, a linija ?vorova objekta se obi?no pomjera zavisno od orbitalnog perioda.
  • Anomalijski period je vrijeme koje prođe između dva prolaska objekta na njegovom perihelu , ta?ki najbli?eg prilaska suncu. Razlikuje se od sideri?kog perioda jer velika poluosa objekta obi?no vremenom polako napreduje.
  • Zemaljski tropski period ili godina, naposljetku, je vrijeme koje prođe između dva poravnanja ose rotacije sa suncem, ili dva prolaska objekta kroz ta?ku u kojoj je rektascenzija jednaka nuli. Jedna zemaljska godina je kra?i interval od solarne orbite (sideri?kog perioda) jer nagnuta osa i ekvatorijalna ravan polako precesiraju , poravnavaju?i se ponovo prije nego ?to orbita pređe interval jednak inverznoj vrijednosti ciklusa precesije (oko 25.770 godina).

Veza između sideri?kog i sinodi?kog perioda [ uredi | uredi izvor ]

Kopernik je izveo matemati?ku formulu da bi izra?unao sideri?ki period planete iz njenog sinodi?kog perioda.

Skra?enice:

E = sideri?ki period Zemlje ( sideri?ka godina , nije ista tropskoj godini ),
P = sideri?ki period druge planete,
S = sinodi?ki period druge planete (gledano sa Zemlje).

Tokom vremena S , Zemlja se pomjera za ugao od ( 360° / E ) S (pretpostavljaju?i kru?nu orbitu), a planeta se pomjera za ugao od (360°/ P ) S .

Razmotrimo slu?aj inferiorne planete , tj. planete koja ?e napraviti jednu vi?e orbitu od Zemlje prije nego ?to se vrate u isti polo?aj u odnosu na Sunce.

i kori?tenjem algebre dobijamo

Za superiornu planetu izvodi se sli?no:

Uoip?teno, poznavaju?i sideri?ki period druge planete i Zemlje, P i E , sinodi?ki period se lako izvodi:

?to vrijedi i za inferiorne i za superiorne planete.

Prethodne formule su lako shvatljive ako se razmatraju ugaone brzine Zemlje i objekta: prividna ugaona brzina objekta je njena prava (sideri?ka) ugaona brzina minus Zemljina, a sinodi?ki period je onda puni krug podijeljen sa tom prividnom ugaonom brzinom.

Tabela sinodi?kih perioda u Sun?evom sistemu, relativno Zemlji:

    Sid. p. ( a )   Sin. p. (a)   Sin. p. ( d )
Merkur       0,241   0,317   115,9
Venera       0,615   1,599   583,9
Zemlja       1     ?     ?
Mjesec       0,0748     0,0809   29,5306
Mars       1,881   2,135   780,0
4 Vesta       3,629   1,380   504,0
1 Ceres       4,600   1,278   466,7
10 Hygiea       5,557   1,219   445,4
Jupiter       11,87   1,092   398,9
Saturn       29,45   1,035   378,1
Uran       84,07   1,012   369,7
Neptun       164,9   1,006   367,5
134340 Pluton       248,1   1,004   366,7
136199 Eris       557   1,002   365,9
90377 Sedna       12050   1,00001   365,1

U slu?aju mjeseca planete, sinodi?ki period obi?no ozna?ava Sun?ev sinodi?ki period. Dakle, to je vrijeme za koje mjesec kompletira svoje faze osvjetljenja, ?to se kosi sa solarnim fazama za osmatra?a na povr?ini planete ? Zemljina rotacija ne određuje ovu vrijednost za ostale planete, jer osmatra?a sa Zemlje ne orbituju upitni sateliti. Na primjer, Deimosov sinodi?ki period iznosi 1,2648 dana, 0,18% vi?e od Deimosovog sideri?kog perioda od 1,2624 d.

Ra?unanja [ uredi | uredi izvor ]

Malo tijelo koje orbituje centralno tijelo [ uredi | uredi izvor ]

U astrodinamici orbitalni period malog tijela koje orbituje centralno tijelo kru?nom ili elipti?nom orbitom iznosi:

gdje je:

Vidi se da je za sve elipse sa datom poluosom orbitalni period isti, bez obzira na ekscentri?nost.

Orbitalni period kao funkcija gusto?e centralnog tijela [ uredi | uredi izvor ]

Za Zemlju (ili bilo koje drugo sferno simetri?no trijelo sa istom prosje?nom gusto?om) kao centralno tijelo imamo

a za vodeno tijelo

T u satima, R je pre?nik tijela.

Po tome, kao alternativa kori?tenju veoma malog broja poput broja G , snaga univerzalne gravitacije se mo?e opisati kori?tenjem referentnog materijala, poput vode: orbitalni period orbite malo iznad povr?ine sfernog vodenog tijela je 3 sata i 18 minuta. Ovo se mo?e iskoristiti kao "univerzalna" jedinica vremena .

Za Sunce kao centralno tijelo, imamo

T u godinama, a u astronomskim jedinicama . Ovo je identi?no Tre?em Keplerovom zakonu .

Dva tijela koja orbituju jedno drugo [ uredi | uredi izvor ]

U nebeskoj mehanici , kada se u obzir moraju uzeti mase oba orbituju?a tijela, orbitalni period se mo?e izra?unati na sljede?i na?in:

gdje je:

  • suma velikih poluosa elipsa po kojima se pomjeraju centralne ta?ke tijela,
  • i mase tijela,
  • gravitaciona konstanta.

Vidi se da je orbitalni period nezavisan od veli?ine: za umanjeni model bi bilo isto, ako su gusto?e iste (također pogledajte Orbita#Skaliranje u gravitaciji .

U paraboli?noj ili hiperboli?noj putanji kretanje nije periodi?no, i trajanje cijele putanje je beskona?no.

Zemljine orbite [ uredi izvor ]

Orbita centar-centar
udaljenost
visina iznad
Zermljine povr?ine
brzina period /vrijeme
u svemiru
specifi?na orbitalna energija
minimalni pod-orbitalni svemirski let
(vertikalni)
6.500 km 100 km 0,0 km/s dodiruje svemir 1,0 MJ/kg
ICBM do 7.600 km do 1.200 km 6 do 7 km/s vrijeme u svemiru: 25 minuta 27 MJ/kg
Niska Zemljina orbita 6.600 do 8.400 km 200 do 2.000 km kru?na orbita: 6,9 do 7,8 km/s
elipti?na orbita: 6,5 do 8,2 km/s
89 do 128 minuta 32,1 do 38,6 MJ/kg
Orbita Molniya 6.900 do 46.300 km 500 do 39.900 km 1,5 do 10,0 km/s 11 sati 58 minuta 54,8 MJ/kg
GEO 42.000 km 35.786 km 3,1 km/s 23 sati 56 minuta 57,5 MJ/kg
Mjese?eva orbita 363.000 do 406.000 km 357.000 do 399.000 km 0,97 do 1,08 km/s 27,3 dana 61,8 MJ/kg

Također pogledajte [ uredi | uredi izvor ]