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冻结轨道

冻结轨道是一种通过精确选择轨道参数使攝動效应最小化的航天器轨道。通过选取特定的初始軌道傾角、拱點位置与軌道離心率,使各摄动效应相互抵消,从而实现长期稳定的轨道运行,最大限度节省轨道保持所需的推进剂消耗。 參考文獻

伯特蘭定理

在經典力學裏,伯特蘭定理闡明,只有兩種位勢V可以給出閉合軌道: 平方反比連心力給出的連心勢,像重力勢或靜電勢,以方程式表示為 ::V(r) = \frac{ - k}{r}。 徑向諧振子勢: ::V(r) = \frac{1}{2} kr^{2}。 其中,r是徑向座標,k是正值常數。假若物體從某位置移動,經過一段路徑後,又回到原先位置,則稱此路徑為閉合軌道。 1687年,物理学家艾薩克·牛頓在著作《自然哲學的數學原理》裏提出了萬有引力定…

潮汐鎖定

繞軸自轉的週期和圍繞行星公轉的週期大致相同。排除天平動的影響,月球像左圖一樣,始終以同一面朝向地球。如果月球沒有自轉,在它環繞地球公轉時,其正面和背面會交替地朝向地球,如右圖所示。兩圖皆以月球自轉軸的上方鳥瞰視角、且未依實際比例繪製]] 潮汐鎖定(或同步自轉、受俘自轉,)是指一個天體受重力梯度影響,而永遠以同一面對著另一個天體的現象。一個明顯的例子是月球因為此現象而永遠以同一面朝向著地球。潮汐鎖定的天體繞自身的軸旋轉一圈的時間跟繞著其同…

蒂塞朗参数

蒂塞朗参数(Tisserand's parameter 或 Tisserand's invariant)是在受限制的三體問題下使用的複合軌道根數,該根數名稱來自於法國天文學家費利克斯·蒂塞朗(Félix Tisserand)。 定義 假設小天體的軌道半長軸是a\,\!、軌道離心率e\,\!、軌道傾角i\,\!,而擾動小天體的體積較巨大天體的軌道半長軸是a_P,蒂塞朗参数的參數可定義如下: :T_P\ = \frac{a_P}{a} + …

轨道 (天体力学)

運轉。圖中這個獨特的軌道,是相似於冥王星和查龍的系統。]] 在物理学中,轨道是一个物体在引力作用下绕空间中一点运行的路径,比如行星绕一颗恒星的轨迹,或天然卫星绕一颗行星的轨迹。行星的轨道一般都是椭圆,而且其绕行的质量中心在椭圆的一个焦点上。 当前人们对轨道运动原理的认识基于爱因斯坦的广义相对论,认为引力是由时空弯曲造成的,而轨道则是时空场的几何测地线。为了简化计算,通常用基于开普勒定律的万有引力理论来作为相对论的近似。 历史 历史上,人…

順行和逆行

順行在天文學中通常是物體在與其主體,即中心物體的旋轉方向相同的方向上進行的軌道或旋轉運動。它還可以描述物體旋轉軸的其他運動,例如進動或章動。 逆行是在與主體旋轉方向相反之方向上的運動(參見右圖)。然而,如果這樣描述,順行和逆行也可以指主物件以外的物件,旋轉方向由慣性參考系決定,例如遙遠的恆星。 在太陽系中,除了許多彗星和少數遙遠的天體之外,所有行星和矮行星以及大多數太陽系小天體的軌道,都是順行的。它們繞太陽運行的方向與太陽繞其軸旋轉的方…

開普勒方程

開普勒方程()把軌道力學中受到連心力影響的軌道中天體多種幾何性質聯繫起來。 這條方程最早由約翰內斯·開普勒得出,推導過程見於他在1609年出版的著作《新天文學》的第60章,而他在著作《》(1621年出版)的第五卷中還提出了此方程的一個迭代解。這條方程在物理學史和數學史上都扮演着重要的角色,特別是在古典天體力學史上。 方程 開普勒方程如下: 其中為平近點角,為偏近點角,而則為離心率. 偏近點角對於計算開普勒軌道上移動點的位置相當有用。比方…

橢圓軌道

焦點上。]] 。]] ,在質量中心的重力位能井顯示出位能,軌道速度的動能以紅色顯示。當軌道上天體的速度減少時動能也會減少,同時距離會遵循克卜勒定律增加。]] 橢圓軌道在天文學或天體力學是軌道離心率小於1的克卜勒軌道,包括特別的離心率為零的圓軌道。在嚴格的意義上,它是一個離心率大於0且小於1(因此不包括圓軌道)的克卜勒軌道。在更廣泛的意義上,它是一個包括負能量的克卜勒軌道,這包括軌道離心率等於1的徑向橢圓軌道(拋物線軌道)。 有著負能量的…

拋物線軌道

在航天动力学或天体力学中,抛物线轨道()是卫星或天体沿抛物线运行的轨道。在数学上,抛物线是离心率等于1的圆锥曲线。抛物线轨道是开普勒轨道的一种,介于有界的椭圆轨道和无界的双曲轨道之间。它本身也是一个无界轨道,天体沿抛物线轨道是可以脱离引力源的。这时候它称为逃逸轨道,反之称为捕获轨道。有时它也被称为C3 = 0 轨道。 在理想状况下,沿着逃逸轨道运行的物体将沿着抛物线轨迹滑行至无穷远。物体相对于中心引力源的速度渐趋于零,但永远不会返回。抛…

跨大气层轨道

跨大气层轨道(TAO)是围绕天体的轨道,其轨道的近地点与該天體的大气层相交。跨大气层地球轨道通常使用国际航空聯盟(FAI)定义的 100 公里(62 英里)高的卡门线来区分跨大气层地球轨道和低地球轨道,但也可以使用美国定义的 50 英里(80 公里)线等高度。此轨道会受到很大的大气阻力,如果不加以控制,会导致轨道快速衰减。 许多人造卫星已被送入跨大气层地球轨道,通常是由于运载火箭发生故障導致。此类卫星包括EOS 02和AzaadiSAT…

脱离速度

在天體力學中,脫離速度、逃逸速度、脫離速率或逃逸速率是物體需要達到的最低速率,以脫離與主體的接觸或其軌道,假設: 彈道軌跡——物體上沒有其他力作用,包括推進力和摩擦力 沒有其他產生重力的物體存在 雖然「逃逸速度」這個術語很常見,但準確而言,它是一個速率,而非速度,因為它與方向無關。由於兩個物體之間的引力取決於它們的合併質量,所以逃逸速率也取決於質量。對於人造衛星和小型自然物體,物體的質量對合併質量的貢獻可以忽略不計,因此通常忽略不計。 …

地月转移

地月转移(英语:trans-lunar injection (TLI))是月球探测器从地球出发,通过推进器加速,进而脱离地球引力,最终被月球引力捕获的过程。 历史 第一个尝试地月转移的探测器是苏联于1959年1月2日发射的月球1号,月球1号原本被设计成撞向月球的航天器,但是地面控制系统的故障导致火箭的点燃时间出现误差,导致探测器偏离计划路线。最终探测器错失了被月球捕获的机会,以3倍原轨道半径的距离与月球擦肩而过。月球1号在掠过月球表面后…

最内侧稳定圆轨道

最内侧稳定圆轨道(通常称为ISCO )是在广义相对论中,测试粒子可以稳定地绕大质量物体运行的最小圆形轨道。最内侧稳定圆轨道标记了盘的内边缘,因此在黑洞吸积盘理论中起着重要作用。 數學表述 最内侧稳定圆轨道的位置,即ISCO半径( r_{\mathrm{isco}} )取决于中心物体的角动量(自旋)。 非旋轉黑洞 对于非旋转的大质量物体,其引力场可以用史瓦西度规表示,那么最内侧稳定圆轨道具有半径 : r_{\mathrm{isco}} =…

轨道周期

軌道週期(也稱為公轉週期)是給定的天體完成圍繞另一個物體一次的軌道所需的時間。在天文學,它通常適用於圍繞太陽運行的行星 或小行星、衛星繞軌道運行的行星、系外行星繞其母恆星運行,或聯星的互繞。它也可以指人造衛星繞行星或衛星運行完成一個軌道所需的時間。 對於一般的天體,軌道週期是由圍繞其母天體公轉360°公轉決定的,例如地球繞太陽轉。 天文學中的週期以時間單位表示,通常是小時、天或年。它的倒數是軌道頻率,是一種轉動頻率,單位為赫茲。 圍繞中…

軌道交點

之一。]] 軌道交點是軌道與其傾斜的平面相交的兩個點之一。參考平面若是非傾斜軌道,即軌道包含在平面內,因此沒有交點。 參考平面 常見的參考平面包括以下的內容: 對於地心軌道的參考平面是地球的赤道面。在這種情況下,非傾斜軌道包含於赤道面。 對於日心軌道的參考平面是黃道面或。在這種情況下,非傾斜軌道包含於黃道面。 交線是天體的軌道平面與參考平面交會之間的交集,它經過這兩個交點。對於太陽系之外的軌道,升交點是天體遠離觀測者時所經過的點,降交點…

交點週期

交點週期(或龍週期)是衛星連續通過其任一軌道交點之間的時間間隔,通常是升交點。這種類型的軌道週期適用於人造衛星,例如地球的監測天氣,和月球等天然衛星。 它與恆星週期不同,後者測量參考恆星看似固定在球面背景上的週期,因為衛星的交點位置會隨著時間移動。例如,月球的交點週期為27.2122天 (一個龍月),而其恆星週期為27.3217天(一個恆星月)。 近地衛星 的扁平度對近地衛星的軌道有重大影響。交點週期的運算式(),使得離心率()幾乎但不…

主星 (天文學)

主星 (或引力主星)是受到萬有引力約束的多體系統中的主要物體。這個物體擁有系統中大部分的質量,並且通常位於系統的質量中心。 在太陽系,太陽是所有天體繞行的主星。相同的道理 (方式),衛星 (無論是天然衛星或人造衛星) 的主星是它們繞行的行星。主星這個字通常是用來避免指定最靠近質量中心的天體是行星、恆星或其它類型的天體。在這個意義上,主星永遠被當成名詞。 質量中心是天體所有質量平衡的平均位置。太陽的質量非常的巨大,以致於太陽系的質量中心非…

軌道離心率

在天文動力學,架構在標準假說下的任何軌道都必須是圓錐曲線的形狀。圓錐曲線的離心率,軌道離心率是定義軌道形狀的重要參數,而且定義了絕對的形狀。離心率可以解釋為形狀從圓形偏離了多少的程度。 架構在標準假說下,離心率(偏心率,e\,\!)是嚴格的定義了圆、椭圆、抛物线和双曲线,並且有如下的數值: 圓軌道:e=0\,\!, 橢圓軌道:0, 拋物線軌道:e=1\,\!, 雙曲線軌道:e>1\,\!, 橢圓的離心率e是圓的角度投映。例如說,水星的離…

重力助推

在航天动力学和宇宙空间动力学中,所谓的重力助推(gravity assist;也被称为重力弹弓效应或绕行星变轨)是利用行星或其他天体的相对运动和引力改变飞行器的轨道和速度,以此来节省燃料、时间和计划成本。重力助推既可用于加速飞行器,也能用于降低飞行器速度。 原理解释 ,則飞行器初速為 u + v,在「反彈」後就是 -(u + v)。]] 行星的重力助推作用能够改变飞行器相对于太阳的速度,但由于必须遵守能量守恒定律,所以它和行星间的相对速…

通约性 (天文学)

通约性()在天文學中是指两个绕轨道运行的天体(例如行星、衛星或小行星)的属性,若两个天体的轨道周期成有理数比例,则说其轨道是可通约的,否则是不可通约的。 例如,海王星和冥王星的轨道周期之间有2:3的可通约性 }}