Inhalt
- Ich verstehe die Ellipsen
- Warum Planeten umkreisen
- Geschichte
- Hochelliptische Bahnen
- Auswirkungen einer elliptischen Umlaufbahn
Eine elliptische Umlaufbahn ist die Drehung eines Objekts um ein anderes in einem ovalen Pfad, der als Ellipse bezeichnet wird. Die Planeten im Sonnensystem bewegen sich in elliptischen Bahnen um die Sonne. Viele Satelliten drehen sich in elliptischen Bahnen wie der Mond um die Erde. Tatsächlich bewegen sich die meisten Objekte im Weltraum in elliptischen Bahnen.
Ich verstehe die Ellipsen
Die Ellipse ist wie ein länglicher Kreis, als hätte sie sich an den Enden gedehnt. Während die Größe des Kreises durch den Durchmesser gemessen wird, wird die Größe einer Ellipse durch die Haupt- und Nebenachse gemessen. Während die Hauptachse den längsten Abstand durch die Ellipse misst, misst die Nebenachse den kürzesten. Mathematiker definieren eine Ellipse durch Brennpunkte, im Wesentlichen die beiden "Zentren" der Form, oder im Fall einer elliptischen Umlaufbahn die beiden Punkte, um die sich Objekte drehen.
Warum Planeten umkreisen
Jedes Objekt mit Masse übt eine Gravitationskraft auf alle anderen Objekte aus. Die Schwerkraft nimmt mit der Masse zu. Je massereicher ein Objekt ist, desto größer ist die Schwerkraft. Daher ist die Schwerkraft auf planetarischer Ebene enorm. Wenn sich ein Planet wie die Erde durch den Weltraum bewegt, wird er von allen anderen Körpern um ihn herum beeinflusst und der massereichste Körper im Sonnensystem ist die Sonne. Wenn die Erde von der Gravitationskraft der Sonne erfasst wird, wird ihr Weg abgelenkt, wodurch sie sich in Richtung des massereichsten Objekts dreht. Wenn die Schwerkraft des massereichsten Objekts ausreicht, dreht sich die Erde auf einem als Umlaufbahn bekannten Pfad um dieses Objekt.
Geschichte
Johannes Kepler war der erste Wissenschaftler, der die elliptischen Bahnen der Planeten genau beschrieb, und sein erstes Gesetz der Planetenbewegung ist 1605. Vor Kepler wurde angenommen, dass sich Planeten in perfekten Kreisen um die Sonne bewegen, wie von beschrieben Copernicus, 1543. Kepler stellte insgesamt drei Gesetze auf und inspirierte Sir Isaac Newton, das Gesetz der universellen Schwerkraft zu entwickeln.
Hochelliptische Bahnen
Die elliptischen Bahnen der Planeten im Sonnensystem weisen nur eine sehr geringe "Exzentrizität" oder Abweichung vom Kreis auf. Aber einige Objekte, wie Kometen, haben viel mehr Exzentrizität in ihren Bahnen. Diese werden als "hochelliptische Bahnen" oder OAEs bezeichnet. Ein Komet in einer OAE schwingt mit hoher Geschwindigkeit in der Nähe der Sonne, bevor er schnell in den Weltraum zurückkehrt. Am weitesten von der Sonne entfernt bewegt sich der Komet sehr langsam und bleibt dort lange. Wissenschaftler verwendeten das Konzept der OAE, um Satelliten im Weltraum zu platzieren, die lange Zeit über einem Teil der Erde verbleiben. Diese Satelliten drehen sich dann in einem engen Flug um die andere Seite der Erde. GPS-Satelliten verwenden stark elliptische Umlaufbahnen, um jederzeit die vollständige Erdabdeckung aufrechtzuerhalten.
Auswirkungen einer elliptischen Umlaufbahn
Es ist ein weit verbreitetes Missverständnis, dass die Erde im Sommer näher an der Sonne und im Winter weiter entfernt ist. Auf der Nordhalbkugel ist das Gegenteil der Fall. Die elliptische Umlaufbahn der Erde ist fast kreisförmig und der Abstand zur Sonne ändert sich nicht genug, um einen großen Einfluss auf die Jahreszeiten zu haben. Die Neigung der Erde um ihre Achse hat einen viel größeren Einfluss als die elliptische Umlaufbahn und ist die Ursache für die Jahreszeiten.