Vad är en elliptisk bana?

En elliptisk bana är rörelsen av en kropp runt en annan i en oval-formad bana. Den kan definieras som en Keplerbana som har en excentricitet som sträcker sig var som helst mellan 0 och 1. I studien av himlens mekanik handlar en Keplerbana om lagarna och principerna för kretsande kroppar som rör sig i form av en ellips, hyperbel eller parabel . Inom astrodynamik är excentriciteten, ibland kallad första excentricitet, för en bana en parameter som beskriver dess faktiska form och sträckning.

Enligt standardantaganden och principer för astrodynamiken måste en bana ha en konisk sektionsform. Den koniska excentriciteten är då ett numeriskt värde. Detta nummer står för en specifik projektionsvinkel, som definierar planheten eller rundheten hos en elliptisk bana.

Excentricitet för en elliptisk bana kan också definieras som ett mått på en banas avvikelse från formen av en standardcirkel. Orbital excentricitet för en perfekt cirkulär bana är 0. Detta värde fungerar som ett riktmärke för att utvärdera divergensen av en given elliptisk bana från standardcirkeln.

Jordens solsystem består av många naturliga satelliter som planeter, månar, kometer och liknande roterande kroppar. Dessa kroppar kretsar runt sina respektive primära kretsar – som jorden som kretsar runt solen – längs en fast elliptisk bana. En allmän översikt av deras rörelse tycks ge ett intryck av cirkulära banor. I verkligheten följer dock alla himmelska kroppar strikt elliptiska banor, med varierande grader av excentriska mått. Ju högre excentricitetsvärdet är, desto plattare och mer långsträckt blir formen på den elliptiska banan.

Excentriciteten för jordens elliptiska bana mäts för närvarande till 0.0167. Detta låga värde gör jordens elliptiska bana nästan till en perfekt cirkel. Å andra sidan är excentriska värden för kometer nära 1, vilket gör deras banor nästan platta och långsträckta. Vid gravitationsproblem med två kroppar tillåter ett excentricitetsmått mellan 0 och 1 båda kropparna att rotera i identiska banor. Populära exempel på elliptiska banor är Hohmanns överföringsbana, Molniya-banan och tundrabanan.

Konceptet med elliptiska banor upptäcktes och främjades först av Johannes Kepler, en tysk vetenskapsman i början av 17-talet. Fynden publicerades i hans First Law of Planetary Motion och förde fram viktiga lagar relaterade till himlakroppars banor. Dessa fynd har hjälpt forskare att förstå och studera egenskaperna hos en elliptisk bana.
Den specifika orbitalenergin, även känd som vis-viva-energi, definieras som summan av potentiell energi och kinetisk energi för ett kretsande objekt. För en elliptisk bana är den specifika energin negativ och beräknas oberoende av dess excentricitet. Den elliptiska naturen hos planetbanor är en viktig egenskap som bestämmer säsongsmässiga förändringar, temperaturzoner och klimatzonerna på respektive planet.