Орбитальная скорость | это... Что такое Орбитальная скорость? (original) (raw)

Скорость кеплеровского движения небесного тела вокруг Солнца, а также её радиальная и поперечная компоненты (анимация).

Орбитальная скорость тела (обычно планеты, естественного или искусственного спутника, кратной звезды) — это скорость, с которой оно вращается вокруг барицентра системы, как правило вокруг более массивного тела.

Определение

В полярных координатах выражение для орбитальной скорости ( $v\,$ ) при кеплеровском движении по коническому сечению (эллипсу, параболе или гиперболе) имеет следующий вид[1]:

$\sqrt{\frac{\mu}{p}(1+2\varepsilon\cos \theta+\varepsilon^2)}$

где:

$\mu\,$ — гравитационный параметр, равный G(M+m) — в общей задаче двух тел, или GM — в ограниченной, где G — гравитационная постоянная, M — масса центрального тела, m — масса вращающегося тела
— фокальный параметр конического сечения (расстояние от фокуса до директрисы для параболы, отношение $\frac{b^2}{a}$ — для эллипса и гиперболы)
$\varepsilon$ — эксцентриситет ( $0<\varepsilon<1$ для эллипса, $\varepsilon=1$ для параболы, $1<\varepsilon$ — для гиперболы)
$\theta$ — истинная аномалия, угол между направлением из центра, расположенного в фокусе, на ближайшую к нему точку орбиты и радиусом-вектором вращающегося тела

Орбитальная скорость также может вычисляться по следующим формулам:

где:

При этом

Орбиты Земли

Орбита	Расстояние между центрами масс	Высота надповерхностью Земли	Орбитальная скорость	Орбитальный период	specific orbital energy (англ.)
Поверхность Земли, для сравнения	6,400 км	0 км	7.89 км/с	—	-62.6 MJ/kg
Низкая опорная орбита	6,600 — 8,400 км	200 — 2,000 км	Круговая орбита: 6.9 — 7.8 км/сэллиптическая орбита: 6.5 — 8.2 км/с	89 — 128 мин	-17.0 MJ/kg
Высокоэллиптическая орбита спутников Молния	6,900 — 46,300 км	500 — 39,900 км	1.5 — 10.0 км/с	11 ч 58 мин	-4.7 MJ/kg
Геостационарная орбита	42,000 км	35,786 км	3.1 км/с	23 ч 56 мин	-4.6 MJ/kg
Орбита Луны	363,000 — 406,000 км	357,000 — 399,000 км	0.97 — 1.08 км/с	27.3 дней	-0.5 MJ/kg

Примечания

↑ Балк М. Б. Скорость спутника и её компоненты // Элементы динамики космического полета. — М.: Наука, 1965. — С. 61—62. — 340 с. — (Механика космического полета).

Орбиты
Типы Основные Box-орбита • Орбита захвата • Эллиптическая орбита / Высокая эллиптическая орбита • Орбита ухода • Орбита захоронения • Гиперболическая траектория • Наклонная орбита / Ненаклонная орбита • Оскулирующая орбита • Параболическая траектория • Опорная орбита (в т.ч. низкая) • Синхронная орбита • (Полусинхронная • Субсинхронная) • Стационарная орбита Геоцентрические Геосинхронная орбита • Геостационарная орбита • Солнечно-синхронная орбита • Низкая околоземная орбита • Средняя околоземная орбита • Высокая околоземная орбита • Молния-орбита • Околоэкваториальная орбита • Орбита Луны • Полярная орбита • Тундра-орбита • TLE Вокруг других небесных тел и точек Ареосинхронная орбита • Ареостационарная орбита • Гало-орбита • Орбита Лиссажу • Окололунная орбита • Гелиоцентрическая орбита • Солнечно-синхронная орбита Параметры Классические $i\,\!$ Наклонение · $\Omega\,\!$ Долгота восходящего узла · $e\,\!$ Эксцентриситет · $\omega\,\!$ Аргумент перицентра · $a\,\!$ Большая полуось · $M_o\,\!$ Средняя аномалия на эпоху Другие $\nu\,\!$ Истинная аномалия · $b\,\!$ Малая полуось · $E\,\!$ Эксцентрическая аномалия · $L\,\!$ Средняя долгота · $l\,\!$ Истинная долгота · $T\,\!$ Период обращения Орбитальные манёвры Биэллиптическая переходная орбита · Запас характеристической скорости · Геопереходная орбита · Гравитационный манёвр · Гравитационный поворот · Орбита Гомана — Ветчинкина · Низкозатратная переходная траектория · Эффект Оберта · Изменение наклонения орбиты · Фазирование орбиты · Стыковка · Transposition, docking, and extraction · Манёвр увода Другие темы астродинамики Система небесных координат · Экваториальная система координат · Эпоха · Эфемерида · Законы Кеплера · Гравитационная задача N тел · Точки Лагранжа · Пертурбация · Межпланетная транспортная сетьУравнение орбиты · Апоцентр и перицентр · Орбитальная скорость · Орбитальные векторы состояния · Специальная орбитальная энергия · Специальный относительный вращательный момент · Прямое движение · Ретроградное движение · Трасса орбиты

Орбиты

Типы Основные Box-орбита • Орбита захвата • Эллиптическая орбита / Высокая эллиптическая орбита • Орбита ухода • Орбита захоронения • Гиперболическая траектория • Наклонная орбита / Ненаклонная орбита • Оскулирующая орбита • Параболическая траектория • Опорная орбита (в т.ч. низкая) • Синхронная орбита • (Полусинхронная • Субсинхронная) • Стационарная орбита Геоцентрические Геосинхронная орбита • Геостационарная орбита • Солнечно-синхронная орбита • Низкая околоземная орбита • Средняя околоземная орбита • Высокая околоземная орбита • Молния-орбита • Околоэкваториальная орбита • Орбита Луны • Полярная орбита • Тундра-орбита • TLE Вокруг других небесных тел и точек Ареосинхронная орбита • Ареостационарная орбита • Гало-орбита • Орбита Лиссажу • Окололунная орбита • Гелиоцентрическая орбита • Солнечно-синхронная орбита Параметры Классические $i\,\!$ Наклонение · $\Omega\,\!$ Долгота восходящего узла · $e\,\!$ Эксцентриситет · $\omega\,\!$ Аргумент перицентра · $a\,\!$ Большая полуось · $M_o\,\!$ Средняя аномалия на эпоху Другие $\nu\,\!$ Истинная аномалия · $b\,\!$ Малая полуось · $E\,\!$ Эксцентрическая аномалия · $L\,\!$ Средняя долгота · $l\,\!$ Истинная долгота · $T\,\!$ Период обращения Орбитальные манёвры Биэллиптическая переходная орбита · Запас характеристической скорости · Геопереходная орбита · Гравитационный манёвр · Гравитационный поворот · Орбита Гомана — Ветчинкина · Низкозатратная переходная траектория · Эффект Оберта · Изменение наклонения орбиты · Фазирование орбиты · Стыковка · Transposition, docking, and extraction · Манёвр увода Другие темы астродинамики Система небесных координат · Экваториальная система координат · Эпоха · Эфемерида · Законы Кеплера · Гравитационная задача N тел · Точки Лагранжа · Пертурбация · Межпланетная транспортная сетьУравнение орбиты · Апоцентр и перицентр · Орбитальная скорость · Орбитальные векторы состояния · Специальная орбитальная энергия · Специальный относительный вращательный момент · Прямое движение · Ретроградное движение · Трасса орбиты

Небесная механика
Законы и задачи	Законы Ньютона • Закон всемирного тяготения • Законы Кеплера • Задача двух тел • Задача трёх тел • Гравитационная задача N тел • Задача Бертрана • Уравнение Кеплера
Небесная сфера	Система небесных координат: галактическая • горизонтальная • первая экваториальная • вторая экваториальная • эклиптическая • Международная небесная система координат • Сферическая система координат • Ось мира • Небесный экватор • Прямое восхождение • Склонение • Эклиптика • Равноденствие • Солнцестояние • Фундаментальная плоскость
Параметры орбит	Кеплеровы элементы орбиты: эксцентриситет • большая полуось • средняя аномалия • долгота восходящего узла • аргумент перицентра • Апоцентр и перицентр • Орбитальная скорость • Узел орбиты • Эпоха
Движение небесных тел	Движение Солнца и планет по небесной сфере • Эфемериды Конфигурации планет: противостояние • квадратура • парад планет • Кульминация • Сидерический период • Орбитальный резонанс • Период вращения • Предварение равноденствий • Синодический период • Сближение Затмение: солнечное затмение • лунное затмение • сарос • Метонов цикл • Покрытие • Прохождение • Либрация • Элонгация • Эффект Козаи • Эффект Ярковского • Эффект Джанибекова
Астродинамика
Космический полёт	Космическая скорость: первая (круговая) • вторая (параболическая) • третья • четвёртая Формула Циолковского • Гравитационный манёвр • Гомановская траектория • Метод оскулирующих элементов • Приливное ускорение • Изменение наклонения орбиты • Стыковка • Точки Лагранжа • Эффект «Пионера»
Орбиты КА	Геостационарная орбита • Гелиоцентрическая орбита • Геосинхронная орбита • Геоцентрическая орбита • Геопереходная орбита • Низкая опорная орбита • Полярная орбита • Тундра-орбита • Солнечно-синхронная орбита • Молния-орбита • Оскулирующая орбита