Órbita geocéntrica

Una órbita geocéntrica, una órbita centrada en la Tierra o una órbita terrestre implica cualquier objeto que orbita la Tierra, como la Luna o los satélites artificiales. En 1997, la NASA estimó que había aproximadamente 2.465 cargas útiles de satélites artificiales orbitando la Tierra y 6.216 piezas de desechos espaciales rastreadas por el Centro de Vuelos Espaciales Goddard. Más de 16.291 objetos lanzados anteriormente han sufrido una desintegración orbital y han entrado en la atmósfera de la Tierra.

Una nave espacial entra en órbita cuando su aceleración centrípeta debida a la gravedad es menor o igual a la aceleración centrífuga debida a la componente horizontal de su velocidad. Para una órbita terrestre baja, esta velocidad es de aproximadamente 7.800 m/s (28.100 km/h; 17.400 mph); por el contrario, la velocidad más rápida jamás alcanzada por un avión tripulado (excluyendo las velocidades alcanzadas por naves espaciales en desorbitación) fue de 2.200 m/s (7.900 km/h; 4.900 mph) en 1967 por el norteamericano X-15. La energía necesaria para alcanzar la velocidad orbital de la Tierra a una altitud de 600 km (370 millas) es de aproximadamente 36 MJ/kg, que es seis veces la energía necesaria simplemente para ascender a la altitud correspondiente.

Las naves espaciales con un perigeo por debajo de unos 2000 km (1200 mi) están sujetas al arrastre de la atmósfera terrestre, lo que disminuye la altitud orbital. La tasa de desintegración orbital depende del área de la sección transversal y la masa del satélite, así como de las variaciones en la densidad del aire en la atmósfera superior. Por debajo de unos 300 km (190 millas), la desintegración se vuelve más rápida y la vida útil se mide en días. Una vez que un satélite desciende a 180 km (110 millas), sólo le quedan unas horas antes de vaporizarse en la atmósfera. La velocidad de escape necesaria para liberarse por completo del campo gravitacional de la Tierra y moverse hacia el espacio interplanetario es de aproximadamente 11.200 m/s (40.300 km/h; 25.100 mph).

Lista de términos y conceptos

Altitud

como se utiliza aquí, la altura de un objeto sobre la superficie media de los océanos de la Tierra.

Analemma

un término en astronomía utilizado para describir la trama de las posiciones del Sol en la esfera celestial durante un año. Casi parece una figura-ocho.

Apogee

es el punto más lejano que un satélite o un cuerpo celestial puede ir de la Tierra, en el que la velocidad orbital será al mínimo.

Eccentricity

una medida de cuánta órbita se desvía de un círculo perfecto. La excentricidad se define estrictamente para todas las órbitas circulares y elípticas, y las trayectorias parabólicas e hiperbólicas.

Emiratos Árabes Unidos

como se utiliza aquí, un plano imaginario que se extiende desde el Ecuador en la Tierra a la esfera celestial.

Velocidad de escape

como se utiliza aquí, la velocidad mínima un objeto sin propulsión debe tener que alejarse indefinidamente de la Tierra. Un objeto a esta velocidad entrará en una trayectoria parabólica; por encima de esta velocidad entrará en una trayectoria hiperbólica.

Impulso

la parte integral de una fuerza durante el tiempo en que actúa. Medido en (N·sec o lb * sec).

Inclinación

el ángulo entre un plano de referencia y otro plano o eje. En el sentido discutido aquí el plano de referencia es el plano ecuatorial de la Tierra.

Arco orbital

un arco imaginario en el cielo como se ve desde cualquier lugar dado en la superficie de la Tierra.

Características orbitales

los seis parámetros de los elementos de Keplerian necesitaban especificar esa órbita de forma única.

Período orbital

como se define aquí, tiempo que se necesita un satélite para hacer una órbita completa alrededor de la Tierra.

Perigeo

es el punto de aproximación más cercano de un satélite o cuerpo celeste de la Tierra, en el que la velocidad orbital estará a su máximo.

Día paralelo

el tiempo que se necesita para un objeto celestial para girar 360°. Para la Tierra esto es: 23 horas, 56 minutos, 4.091 segundos.

Hora solar

como se utiliza aquí, la hora local medida por un reloj.

Velocity

la velocidad de un objeto en una dirección particular. Como la velocidad se define como vector, tanto la velocidad como la dirección son necesarias para definirla.

Tipos

La siguiente es una lista de diferentes clasificaciones de órbitas geocéntricas.

Clasificaciones de altitud

Órbita terrestre baja (LEO)

Órbitas geocéntricos que oscilan en altitud desde 160 kilómetros (100 millas de estatuto) hasta 2.000 kilómetros (1.200 millas) sobre el nivel del mar medio. A 160 km, una revolución tarda aproximadamente 90 minutos, y la velocidad orbital circular es de 8.000 metros por segundo (26.000 pies/s).

Órbita terrestre media (OME)

Órbitas geocéntricos con alturas apogeas que oscilan entre 2.000 kilómetros (1.200 millas) y la de la órbita geosincrónica a 35.786 kilómetros (22.236 millas).

Geosynchronous orbit (GEO)

Órbita circular geocéntrico con una altitud de 35.786 kilómetros (22.236 mi). El período de la órbita equivale a un día sideral, coincidiendo con el período de rotación de la Tierra. La velocidad es de aproximadamente 3.000 metros por segundo (9.800 pies/s).

órbita terrestre alta

Órbitas geocéntricos con altitudes apogeas superiores a las de la órbita geosincrónica. Un caso especial de órbita terrestre alta es la órbita altamente elíptica, donde la altitud a perigeo es inferior a 2.000 kilómetros (1.200 millas).

Clasificaciones de inclinación

órbita inclinada

Una órbita cuya inclinación en referencia al plano ecuatorial no es 0.

Órbita polar

Un satélite que pasa por encima o casi por encima de ambos polos del planeta en cada revolución. Por lo tanto tiene una inclinación de (o muy cerca) 90 grados.

Polar Sun órbita sincronizada

Una órbita casi polar que pasa el Ecuador a la misma hora local en cada paso. Útil para satélites de toma de imágenes porque las sombras serán las mismas en cada paso.

Clasificaciones de excentricidad

Órbita circular

Una órbita que tiene una excentricidad de 0 y cuyo camino rastrea un círculo.

Órbita elíptica

Una órbita con una excentricidad superior a 0 y inferior a 1 cuya órbita rastrea el camino de una elipse.

órbita de transferencia Hohmann

Una maniobra orbital que mueve una nave espacial de una órbita circular a otra utilizando dos impulsos de motor. Esta maniobra fue nombrada por Walter Hohmann.

Geosynchronous transfer orbit (GTO)

Una órbita geocéntrico-elliptica donde el perigeo está a la altura de un Orbit terrestre bajo (LEO) y el apogeo a la altitud de una órbita geosincrónica.

Órbita altamente elíptica

Órbita geocéntrica con apogeo por encima de 35.786 km y bajo perigeo (unos 1.000 km) que resultan en tiempos largos de morada cerca de la apogea.

órbita de Molniya

Una órbita altamente elíptica con inclinación de 63,4° y período orbital de 1⁄2 de un día sideral (aproximadamente 12 horas). Tal satélite pasa la mayor parte de su tiempo en una zona designada de la Tierra.

Órbita de Tundra

Una órbita altamente elíptica con inclinación de 63,4° y período orbital de un día sidereal (aproximadamente 24 horas). Tal satélite pasa la mayor parte de su tiempo en una zona designada de la Tierra.

Trayectoria hiperbólica

Un "orbito" con excentricidad superior a 1. La velocidad del objeto alcanza algún valor en exceso de la velocidad de escape, por lo que escapará de la atracción gravitacional de la Tierra y seguirá viajando infinitamente con una velocidad (relativa a la Tierra) desacelerando a algún valor finito, conocido como la velocidad de exceso hiperbólico.

Escape Trayectoria

Esta trayectoria debe utilizarse para lanzar una sonda interplanetaria lejos de la Tierra, porque el exceso sobre la velocidad de escape es lo que cambia su órbita heliocéntrico de la Tierra.

Capture Trajectory

Esta es la imagen espejo de la trayectoria de escape; un objeto que viaja con suficiente velocidad, no dirigido directamente a la Tierra, se moverá hacia ella y acelerará. En ausencia de un impulso motor de aceleración para ponerlo en órbita, seguirá la trayectoria de escape después de la periapsis.

Trayectoria parabólica

Un "orbito" con excentricidad exactamente igual a 1. La velocidad del objeto equivale a la velocidad de escape, por lo que escapará de la atracción gravitacional de la Tierra y seguirá viajando con una velocidad (relativa a la Tierra) desacelerando a 0. Una nave espacial lanzada desde la Tierra con esta velocidad viajaría lejos de ella, pero síguela alrededor del Sol en la misma órbita heliocéntrica. Es posible, pero no es probable que un objeto que se acerca a la Tierra pueda seguir una trayectoria de captura parabólica, pero la velocidad y la dirección tendrían que ser precisas.

Clasificaciones direccionales

órbita degradada

una órbita en la que la proyección del objeto sobre el plano ecuatorial gira alrededor de la Tierra en la misma dirección que la rotación de la Tierra.

Órbita de retrogrado

una órbita en la que la proyección del objeto sobre el plano ecuatorial gira alrededor de la Tierra en la dirección opuesta a la de la rotación de la Tierra.

Clasificaciones geosincrónicas

Órbita semisincrónica (SSO)

Una órbita con una altitud aproximada de 20.200 km (12.600 mi) y un período orbital de aproximadamente 12 horas

Geosynchronous orbit (GEO)

Orbits con una altitud aproximada de 35.786 km (22.236 mi). Tal satélite rastrearía un analemma (figura 8) en el cielo.

Geostationary orbit (GSO)

Una órbita geosincrónica con una inclinación de cero. Para un observador en tierra este satélite parecería un punto fijo en el cielo.

Órbita de Clarke

Otro nombre para una órbita geoestacionaria. Se llama después del escritor Arthur C. Clarke.

Puntos de libración orbital terrestre

Los puntos de libración para objetos que orbitan la Tierra están en 105 grados oeste y 75 grados este. En estos dos puntos se reúnen más de 160 satélites.

Órbita supersincrónica

Una órbita de eliminación / almacenamiento por encima de GSO/GEO. Los satélites van hacia el oeste.

Órbita subsincrónica

Una órbita de deriva cercana a GSO/GEO pero inferior. Los satélites van hacia el este.

órbita de cementerio, órbita de eliminación, órbita de basura

Una órbita a unos cientos de kilómetros sobre geosincrónica que los satélites son trasladados al final de su operación.

Clasificaciones especiales

Órbita sincronizada solar

Una órbita que combina altitud e inclinación de tal manera que el satélite pasa sobre cualquier punto dado de la superficie del planeta a la misma hora solar local. Tal órbita puede colocar un satélite a la luz solar constante y es útil para imágenes, espías y satélites meteorológicos.

Órbita de la Luna

Las características orbitales de la Luna de la Tierra. Altura media de 384,403 kilómetros (238.857 mi), órbita inclinada elíptica.

Clasificaciones no geocéntricas

Órbita de Horseshoe

Una órbita que parece que un observador terrestre está orbitando un planeta pero está en co-orbito con él. Véase asteroides 3753 (Cruithne) y 2002 AA29.

Vuelo suborbital

Un lanzamiento donde una nave espacial se acerca a la altura de la órbita pero carece de la velocidad para sostenerla.

Velocidades tangenciales en altitud