| Часть серии по |
| Астродинамика |
|---|
 |
Наклонение орбиты измеряет наклон орбиты объекта вокруг небесного тела. Это выражается как угол между базовой плоскостью и плоскостью орбиты или осью в направлении орбитального объекта.
Для спутника, вращающегося вокруг Земли непосредственно над экватором , плоскость орбиты спутника совпадает с плоскостью экватора Земли, а наклон орбиты спутника равен 0 °. Общий случай круговой орбиты состоит в том, что она наклонена, проводя половину орбиты над северным полушарием и половину над южным. Если бы орбита колебалась между 20 ° северной широты и 20 ° южной широты, то ее наклонение орбиты было бы 20 °.
Орбиты [ править ]
Наклонение - это один из шести элементов орбиты, описывающих форму и ориентацию небесной орбиты . Это угол между плоскостью орбиты и плоскостью отсчета , обычно выражаемый в градусах . Для спутника, вращающегося вокруг планеты , отсчетной плоскостью обычно является плоскость, содержащая экватор планеты . Для планет Солнечной системы плоскостью отсчета обычно является эклиптика , плоскость, в которой Земля вращается вокруг Солнца. [1] [2] Эта плоскость отсчета наиболее удобна для наблюдателей с Земли. Следовательно, наклон Земли по определению равен нулю.
Наклонение вместо этого может быть измерено относительно другой плоскости, такой как экватор Солнца или неизменная плоскость (плоскость, которая представляет угловой момент Солнечной системы, приблизительно плоскость орбиты Юпитера ).
Естественные и искусственные спутники [ править ]
Наклон орбит естественных или искусственных спутников измеряется относительно экваториальной плоскости тела, вокруг которого они вращаются, если они вращаются достаточно близко. Экваториальная плоскость - это плоскость, перпендикулярная оси вращения центрального тела.
Наклон 30 ° можно также описать с помощью угла 150 °. Принято считать , что нормальная орбита прямая , орбита в том же направлении, что и планета. Наклоны более 90 ° описывают ретроградные орбиты . Таким образом:
- Наклон 0 ° означает, что вращающееся тело имеет прямую орбиту в экваториальной плоскости планеты.
- Наклонение больше 0 ° и меньше 90 ° также описывает прямую орбиту.
- Наклонение 63,4 ° часто называют критическим при описании искусственных спутников, вращающихся вокруг Земли, потому что у них нулевой дрейф апогея . [3]
- Наклон ровно 90 ° - это полярная орбита , по которой космический корабль проходит над полюсами планеты.
- Наклонение более 90 ° и менее 180 ° является ретроградной орбитой.
- Наклонение ровно 180 ° - это ретроградная экваториальная орбита.
Для образованных ударами лун планет земной группы, расположенных не слишком далеко от своей звезды, с большим расстоянием между планетой и луной, орбитальные плоскости лун имеют тенденцию выравниваться с орбитой планеты вокруг звезды из-за приливов от звезды, но если планета –Луна небольшая, может быть наклонной. Для газовых гигантов орбиты лун имеют тенденцию быть выровненными с экватором планеты-гиганта, потому что они сформированы в околопланетных дисках. [4] Строго говоря, это касается только обычных спутников. Захваченные тела на далеких орбитах сильно различаются по наклону, в то время как захваченные тела на относительно близких орбитах имеют тенденцию иметь низкий наклон из-за приливных эффектов и возмущений, создаваемых большими обычными спутниками.
Экзопланеты и множественные звездные системы [ править ]
Наклон экзопланет или членов множественных звезд - это угол плоскости орбиты относительно плоскости, перпендикулярной лучу зрения от Земли до объекта.
- Наклон 0 ° - это орбита, обращенная лицом к лицу, что означает, что плоскость орбиты экзопланеты перпендикулярна лучу зрения с Землей.
- Наклон 90 ° - это орбита с ребра, что означает, что плоскость орбиты экзопланеты параллельна лучу зрения с Землей.
Поскольку слово «наклон» используется в исследованиях экзопланет для обозначения этого наклона линии прямой видимости, для угла между орбитой планеты и вращением звезды должно использоваться другое слово, и оно называется «угол спиновой орбиты» или «спин-орбита». выравнивание". В большинстве случаев ориентация оси вращения звезды неизвестна.
Поскольку методом лучевых скоростей легче находить планеты с орбитами, близкими к краю, большинство экзопланет, обнаруженных этим методом, имеют наклон от 45 ° до 135 °, хотя в большинстве случаев наклон неизвестен. Следовательно, большинство экзопланет, обнаруженных по лучевой скорости, имеют истинные массы не более чем на 40% больше, чем их минимальные массы . [ необходима цитата ] Если орбита почти прямая, особенно для суперджовианцев, обнаруженных по лучевой скорости, то эти объекты могут быть коричневыми карликами или даже красными карликами . Одним из конкретных примеров является HD - 33636 В, который имеет истинный массовый M 142 J, Что соответствует звезде M, в то время как его минимальная масса была 9,28 М Дж .
Если орбита почти на ребро, то планета может увидеть транзит своей звезды.
Расчет [ править ]
В астродинамике наклон может быть вычислен из вектора орбитального момента (или любого вектора, перпендикулярного плоскости орбиты ) как
где - z-компонента .
Взаимное наклонение двух орбит может быть вычислено по их наклонам к другой плоскости, используя правило косинусов для углов .
Наблюдения и теории [ править ]
Большинство планетных орбит Солнечной системы имеют относительно небольшие наклоны как по отношению друг к другу, так и по отношению к экватору Солнца:
| Склонность к | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Тело | Эклиптика | Экватор Солнца | Неизменная плоскость [5] | ||||||||
| Terre- strials | Меркурий | 7.01 ° | 3.38 ° | 6.34 ° | |||||||
| Венера | 3,39 ° | 3,86 ° | 2,19 ° | ||||||||
| земной шар | 0 | 7,155 ° | 1,57 ° | ||||||||
| Марс | 1,85 ° | 5,65 ° | 1,67 ° | ||||||||
| Газовые гиганты | Юпитер | 1,31 ° | 6.09 ° | 0,32 ° | |||||||
| Сатурн | 2,49 ° | 5.51 ° | 0,93 ° | ||||||||
| Уран | 0,77 ° | 6,48 ° | 1,02 ° | ||||||||
| Нептун | 1,77 ° | 6,43 ° | 0,72 ° | ||||||||
| Малые планеты | Плутон | 17,14 ° | 11,88 ° | 15.55 ° | |||||||
| Церера | 10,59 ° | - | 9.20 ° | ||||||||
| Паллада | 34,83 ° | - | 34,21 ° | ||||||||
| Веста | 5.58 ° | - | 7,13 ° | ||||||||
С другой стороны, карликовые планеты Плутон и Эрида имеют наклоны к эклиптике 17 ° и 44 ° соответственно, а большой астероид Паллада наклонен под углом 34 °.
В 1966 году Питер Гольдрайх опубликовал классическую статью об эволюции орбиты Луны и об орбитах других лун в Солнечной системе. [6] Он показал, что для каждой планеты существует такое расстояние, на котором луны, расположенные ближе к планете, чем это расстояние, поддерживают почти постоянное наклонение орбиты по отношению к экватору планеты (с прецессией орбиты, в основном из-за приливного влияния планеты), тогда как более удаленные луны поддерживают почти постоянное наклонение орбиты по отношению к эклиптике (с прецессией, в основном из-за приливного влияния Солнца). Спутники первой категории, за исключением спутника Нептуна Тритона., орбита вблизи экваториальной плоскости. Он пришел к выводу, что эти спутники образовались из экваториальных аккреционных дисков . Но он обнаружил, что наша Луна, хотя когда-то находилась на критическом расстоянии от Земли, никогда не имела экваториальной орбиты, как можно было бы ожидать из различных сценариев ее происхождения. Это называется проблемой наклона Луны, и с тех пор были предложены различные решения. [7]
Другое значение [ править ]
Для планет и других вращающихся небесных тел угол экваториальной плоскости относительно орбитальной плоскости - например, наклон полюсов Земли к или от Солнца - иногда также называют наклоном, но менее двусмысленными терминами являются наклон оси или наклон. .
См. Также [ править ]
 | Поищите склонность в Викисловаре, бесплатном словаре. |
- Высота (астрономия)
- Осевой наклон
- Азимут
- Бета угол
- Кеплеровские орбиты
- Эффект Козаи
- Изменение наклона орбиты
- Катастрофа космического корабля "Колумбия": возможные действия в чрезвычайных ситуациях
Ссылки [ править ]
- ^ Чоботы, Владимир А. (2002). Орбитальная механика (3-е изд.). AIAA . С. 28–30. ISBN 1-56347-537-5.
- ^ Макбрайд, Нил; Bland, Philip A .; Гилмор, Иэн (2004). Введение в Солнечную систему . Издательство Кембриджского университета . п. 248. ISBN 0-521-54620-6.
- ^ Арктическая система связи с использованием спутников на высокоэллиптических орбитах , Ларс Лёге - Раздел 3.1, стр. 17
- ^ Формирование Луны и эволюция орбиты во внесолнечных планетных системах - обзор литературы , К. Льюис - EPJ Web of Conferences, 2011 - epj-conferences.org
- ^ Хайдер, КП (3 апреля 2009). «Средняя плоскость (неизменная плоскость) Солнечной системы, проходящая через барицентр» . Архивировано из оригинала 3 июня 2013 года . Проверено 10 апреля 2009 года .произведено с использованием Vitagliano, Aldo. «Солекс 10» (программа для ЭВМ) .
- ↑ Питер Голдрайх (ноябрь 1966 г.). «История лунной орбиты». Обзоры геофизики . 4 (4): 411. Bibcode : 1966RvGSP ... 4..411G . DOI : 10,1029 / RG004i004p00411 .Названный "классикой" Джихадом Томой и Джеком Уисдомом (ноябрь 1994 г.). «Эволюция системы Земля-Луна». Астрономический журнал . 108 : 1943. Bibcode : 1994AJ .... 108.1943T . DOI : 10,1086 / 117209 .
- ^ Кава Pahlevan и Алессандро Morbidelli (26 ноября 2015). «Бесстолкновительные встречи и происхождение наклона Луны». Природа . 527 (7579): 492–494. arXiv : 1603.06515 . Bibcode : 2015Natur.527..492P . DOI : 10,1038 / природа16137 . PMID 26607544 .
