Όταν μιλάμε για την αστρονομία, το ηλιακό σύστημα και τους πλανήτες, μιλάμε πάντα για την τροχιά. Ωστόσο, δεν γνωρίζουν όλοι τι είναι μια τροχιά, πόσο σημαντικό είναι και ποια είναι τα χαρακτηριστικά του. Μπορεί να ειπωθεί με απλοποιημένο τρόπο ότι μια τροχιά είναι η τροχιά ενός ουράνιου σώματος στο σύμπαν.
Σε αυτό το άρθρο θα σας πούμε τι είναι μια τροχιά, ποια είναι τα χαρακτηριστικά και η σημασία της.
τι είναι μια τροχιά
Στη φυσική, μια τροχιά είναι η διαδρομή που περιγράφεται από ένα αντικείμενο γύρω από ένα άλλο, και περιστρέφεται γύρω από αυτό το μονοπάτι υπό τη δράση μιας κεντρικής δύναμης, ως η βαρυτική δύναμη ενός ουράνιου σώματος. Αυτή είναι η διαδρομή που ακολουθεί ένα αντικείμενο καθώς κινείται γύρω από το κέντρο βάρους από το οποίο έλκεται, αρχικά χωρίς να το επηρεάζει, αλλά ούτε και εντελώς μακριά από αυτό.
Από τον XNUMXο αιώνα (όταν ο Johannes Kepler και ο Isaac Newton διατύπωσαν τους θεμελιώδεις νόμους της φυσικής που τους διέπουν), οι τροχιές ήταν μια σημαντική έννοια για την κατανόηση της κίνησης του σύμπαντος, ειδικά όσον αφορά την ουράνια και την υποατομική χημεία.
Οι τροχιές μπορεί να έχουν διάφορα σχήματα, ελλειπτικές, κυκλικές ή επιμήκεις και μπορεί να είναι παραβολικές (σε σχήμα παραβολής) ή υπερβολικό (με σχήμα υπερβολής). Ανεξάρτητα από αυτό, κάθε τροχιά περιέχει τα ακόλουθα έξι στοιχεία Kepler:
- Η κλίση του τροχιακού επιπέδου, που υποδεικνύεται με το σύμβολο i.
- Το γεωγραφικό μήκος του ανερχόμενου κόμβου, που εκφράζεται στο σύμβολο Ω.
- Η εκκεντρότητα ή ο βαθμός απόκλισης από την περιφέρεια, που συμβολίζεται με το σύμβολο e.
- Ο ημικύριος άξονας, ή το μισό της μεγαλύτερης διαμέτρου, υποδεικνύεται με το σύμβολο a.
- Η παράμετρος περιήλιο ή περιήλιο, η γωνία από τον ανερχόμενο κόμβο προς το περιήλιο, που συμβολίζεται με το σύμβολο ω.
- Η μέση ανωμαλία της εποχής, ή κλάσμα του χρόνου τροχιακού που έχει παρέλθει, και εκφράζεται ως γωνία, που συμβολίζεται με το σύμβολο M0.
Χαρακτηριστικά και σημασία
Τα κύρια χαρακτηριστικά που μπορούν να παρατηρηθούν σε τροχιά είναι τα ακόλουθα:
- Έχουν διαφορετικά σχήματα, αλλά είναι όλα οβάλ, που σημαίνει ότι έχουν οβάλ σχήμα.
- Στην περίπτωση των πλανητών, οι τροχιές είναι σχεδόν κυκλικές.
- Σε τροχιά, μπορείτε να βρείτε διαφορετικά αντικείμενα όπως φεγγάρια, πλανήτες, αστεροειδείς και μερικές ανθρωπογενείς συσκευές.
- Σε αυτό, τα αντικείμενα μπορούν να περιφέρονται μεταξύ τους λόγω της βαρύτητας.
- Κάθε τροχιά που υπάρχει έχει τη δική της εκκεντρικότητα, η οποία είναι η ποσότητα κατά την οποία η διαδρομή της τροχιάς διαφέρει από έναν τέλειο κύκλο.
- Έχουν πολλά διαφορετικά σημαντικά στοιχεία, όπως π.χ παράμετροι κλίσης, εκκεντρότητας, μέσης ανωμαλίας, κομβικού μήκους και περιηλίου.
Η κύρια σημασία της τροχιάς είναι ότι μπορεί να φιλοξενήσει διαφορετικούς τύπους δορυφόρων, οι οποίοι είναι υπεύθυνοι για την παρατήρηση της Γης, κάτι που είναι κρίσιμο για την εύρεση απαντήσεων και ακριβών παρατηρήσεων σχετικά με το κλίμα, τους ωκεανούς, την ατμόσφαιρα, ακόμη και το εσωτερικό της Γης. Η χρήση του δορυφόρους σε τροχιά Μπορεί επίσης να παρέχει σημαντικές πληροφορίες για ορισμένες ανθρώπινες δραστηριότητες, όπως η αποψίλωση των δασών, καθώς και οι κλιματικές συνθήκες, όπως η άνοδος της στάθμης της θάλασσας, η διάβρωση και η περιβαλλοντική ρύπανση. Επιπλέον, μπορείτε να μάθετε περισσότερα για το ζώνη αστεροειδών και η σχέση του με το σχηματισμό τροχιών στο ηλιακό σύστημα.
τροχιά στη χημεία
Στη χημεία, μιλάμε για τις τροχιές των ηλεκτρονίων που κινούνται γύρω από τον πυρήνα λόγω των διαφορετικών ηλεκτρομαγνητικών φορτίων που έχουν (τα ηλεκτρόνια έχουν αρνητικό φορτίο, τα πρωτόνια και τα νετρόνια έχουν θετικό φορτίο). Αυτά τα ηλεκτρόνια δεν έχουν καθορισμένες τροχιές, αλλά συχνά περιγράφονται ως τροχιακά που ονομάζονται ατομικά τροχιακά, ανάλογα με τον βαθμό ενέργειας που διαθέτουν. Μια καλή πηγή για την κατανόηση της σύνθεσης της ατμόσφαιρας και του τρόπου με τον οποίο επηρεάζει τις τροχιές των ηλεκτρονίων είναι το άρθρο για ατμόσφαιρα της Γης.
Κάθε ατομικό τροχιακό αντιπροσωπεύεται από έναν αριθμό και ένα γράμμα. Οι αριθμοί (1, 2, 3… έως 7) υποδεικνύουν το επίπεδο ενέργειας στο οποίο κινείται το σωματίδιο, ενώ τα γράμματα (s, p, d και f) δηλώνουν το σχήμα της τροχιάς.
Ελλειπτικός
Αντί για κύκλο, μια ελλειπτική τροχιά σχεδιάζει μια έλλειψη, έναν επίπεδο, επιμήκη κύκλο. Αυτό το σχήμα, η έλλειψη, έχει δύο εστίες, όπου βρίσκονται οι κεντρικοί άξονες των δύο περιφερειών που το σχηματίζουν; Επιπλέον, αυτός ο τύπος τροχιάς έχει εκκεντρότητα μεγαλύτερη από το μηδέν και μικρότερη από ένα (0 ισοδυναμεί με κυκλική τροχιά, 1 ισοδυναμεί με παραβολική τροχιά). Αν θέλετε να μάθετε περισσότερα για τα ουράνια σώματα, μπορείτε να εξερευνήσετε το άρθρο για κομήτες του ηλιακού συστήματος.
Κάθε ελλειπτική τροχιά έχει δύο αξιοσημείωτα σημεία:
- Επόμενο. Το σημείο στη διαδρομή της τροχιάς (σε μία από τις δύο εστίες) που είναι πιο κοντά στο κεντρικό σώμα που περιβάλλει την τροχιά.
- Πιο μακριά. Το σημείο στην τροχιακή διαδρομή (σε μία από τις δύο εστίες) που είναι πιο απομακρυσμένο από τον κεντρικό όγκο της γραφικής τροχιάς.
Τροχιά του ηλιακού συστήματος
Όπως τα περισσότερα πλανητικά συστήματα, οι τροχιές που περιγράφονται από τα αστέρια του Ηλιακού Συστήματος είναι λίγο πολύ ελλειπτικές. Στο κέντρο βρίσκεται το αστέρι του συστήματος, ο ήλιος μας, του οποίου η βαρυτική έλξη κινεί τους πλανήτες και τους κομήτες στα αντίστοιχα Οι παραβολικές ή υπερβολικές τροχιές γύρω από τον ήλιο δεν έχουν άμεση σύνδεση με το αστέρι. Από την πλευρά τους, οι δορυφόροι κάθε πλανήτη παρακολουθούν επίσης την τροχιά κάθε πλανήτη, όπως ακριβώς κάνει η Σελήνη με τη Γη. Αν θέλετε να εμβαθύνετε, το άρθρο για η Σελήνη ως δορυφόρος Μπορεί να είναι χρήσιμο.
Ωστόσο, τα αστέρια έλκονται επίσης μεταξύ τους, δημιουργώντας αμοιβαίες βαρυτικές διαταραχές που προκαλούν την εκκεντρότητα των τροχιών τους να ποικίλλει ανάλογα με το χρόνο και μεταξύ τους. Για παράδειγμα, ο Ερμής είναι ο πλανήτης με την πιο έκκεντρη τροχιά, πιθανώς επειδή είναι πιο κοντά στον ήλιο, αλλά Ο Άρης βρίσκεται στη δεύτερη θέση, πιο μακριά από τον ήλιο. Από την άλλη πλευρά, οι τροχιές της Αφροδίτης και του Ποσειδώνα είναι οι λιγότερο εκκεντρικές.
τροχιά της γης
Η Γη, όπως και οι γείτονές της, περιφέρεται γύρω από τον ήλιο σε μια ελαφρώς ελλειπτική τροχιά, η οποία διαρκεί περίπου 365 ημέρες (ένα έτος), την οποία ονομάζουμε μεταφορική κίνηση. Αυτή η μετατόπιση συμβαίνει με περίπου 67.000 χιλιόμετρα την ώρα.
Εν τω μεταξύ, υπάρχουν τέσσερις πιθανές τροχιές γύρω από τη γη, όπως οι τεχνητοί δορυφόροι:
- Απόρριψη (ΛΕΩΝ). 200 με 2.000 χιλιόμετρα από την επιφάνεια του πλανήτη.
- Μέσος όρος (OEM). 2.000 έως 35.786 km από την επιφάνεια του πλανήτη.
- Υψηλό (HEO). 35.786 έως 40.000 χιλιόμετρα από την επιφάνεια του πλανήτη.
- Γεωστατικό (GEO). 35.786 χιλιόμετρα από την επιφάνεια του πλανήτη. Αυτή είναι μια τροχιά συγχρονισμένη με τον ισημερινό της Γης, με μηδενική εκκεντρότητα, και σε έναν παρατηρητή στη Γη, το αντικείμενο φαίνεται ακίνητο στον ουρανό.