Траєкторія і орбіта

Обидва ці поняття, висловлюючись науковою мовою, представляють собою геометричне місце точок, за якими відбувається, відбувалося або може відбуватися рух матеріальної точки або об’єкта в просторі. При цьому траєкторія може бути як об’ємної (тобто змінювати координати за всіма трьома напрямками x-y-z), так і плоскої (тільки x-y). У той час як орбіта – тільки плоскою, тобто орбіта це двомірна категорія.

траєкторія
Це безперервна лінія, що відображає переміщення / рух матеріальної точки в просторі. Вона може бути як прямий, так і криволінійної, з абсолютно довільними параметрами розташування щодо точки відліку, може бути як плоскої, так і тривимірної.
Траєкторія обов’язково має початкову і кінцеву точку, тому термін «траєкторія» застосовують завжди до рухомого об’єкту.

траєкторія
Матеріальна точка – це умовна назва об’єкта, який має масу і його рух підпорядковується фізичним законам. На практиці, як правило, розглядають такі класичні різновиди траєкторій, випадки, як політ стріли, кулі, снаряда, ракети або просто кинутого людиною предмета. На ці об’єкти впливає ряд основних сил: сила, що надає прискорення, сила тяжіння / тяжіння, сила опору середовища. У сукупності саме ці сили і формують траєкторію руху.

Якщо початковий і кінцевий рух точки по траєкторії збігаються або періодично повторюються, то тоді вживають термін прямолінійна траєкторія (наприклад, при польоті строго вертикально вгору і падінням предмета в початкову точку), кругова або еліптична траєкторія. Довжина траєкторії називається шляхом.

Орбіта
це шлях руху небесного тіла природного походження, штучного космічного апарату або будь-якій матеріальній точки взагалі в гравітаційному полі небесного тіла. Орбіта – це обов’язково плоска замкнута крива, що має форму еліпса або кола.

Орбіти планет сонячної системи
Поняття орбіти пов’язують, перш за все, з рухом небесних тіл. Наша планета Земля рухається навколо Сонця по своїй орбіті, супутник Землі Місяць обертається навколо Землі по своїй орбіті. Штучні супутники Землі рухаються навколо неї по своїх орбітах.

Орбіти космічних супутників – це замкнуті криві на уявній площині, що проходить через центр Землі. На практиці вони представляють собою еліпси (в ідеалі – окружності), при цьому центр Землі є одним з центрів таких еліпсів. Точку максимального видалення супутника від Землі називають апогеєм, мінімальну – перигеем.

Орбіти штучних супутників Землі розрізняють:

За ступенем нахилу:
– Орбіти з заданим нахилом
– Екваторіальні (орбіта паралельна екватора)
– Полярні (орбіта проходить перпендикулярно екватору)

По висоті підйому над поверхнею Землі:

низькоорбітальні
від 160 до ~ 2000 км над Землею. Найчастіше такі орбіти використовуються супутниками персональної телефонного зв’язку.

среднеорбітальних
від 5000 до ~ 15000 кілометрів над Землею. Цю нішу задіють системи навігації – ГЛОНАСС і GPS.

високоорбітальних
як правило, це так звані геостаціонарні орбіти. Геостаціонарній орбітою називають таку орбіту, при якій кутова швидкість руху супутника в точності дорівнює кутової швидкості обертання Землі – 360 градусів за добу. При цьому положенні супутник як би «зависає» над однією певною точкою Землі.

Відомо, що чим ближче супутник до поверхні землі – тим більше його кутова (і орбітальна) швидкість. Чим далі – тим вона повільніше. Точка рівноваги, коли кутова швидкість супутника дорівнює кутової швидкості Землі, розташовується на висоті 35786 кілометрів від поверхні нашої планети. Само собою зрозуміло, що площина такої орбіти повинна збігатися з площиною земного екватора. Радіус цієї орбіти (з центром в центрі Землі!) Дорівнює 42164 кілометрів. Це приблизно в 6 разів більше, ніж земний радіус, рівний 6378 кілометрам.

«Нерухоме» положення супутника на геостаціонарній орбіті дозволяє використовувати їх в якості ретрансляторів, що забезпечують стійкі сигнали зв’язку, телебачення, радіо і т.п. У середовищі астрономів така орбіта називається ще «пояс Кларка», по імені англійського інженера, який запропонував цю ідею задовго до появи штучних супутників Землі.

Переносні значення поняття орбіта:
Область діяльності, сфера уваги.
Орбіта – очниця.

Коротко для запам’ятовування

траєкторія
Це безперервна лінія, що відображає переміщення / рух матеріальної точки в просторі.

Орбіта
це шлях руху небесного тіла природного походження, штучного космічного апарату або будь-якій матеріальній точки взагалі в гравітаційному полі небесного тіла.

Посилання на основну публікацію