Mecánica orbital
La mecánica orbital o astrodinámica es la aplicación de la mecánica balística y celeste a los problemas prácticos relacionados con el movimiento de cohetes y otras naves espaciales . El movimiento de estos objetos generalmente se calcula a partir de las leyes de movimiento de Newton y la ley de gravitación universal . La mecánica orbital es una disciplina fundamental dentro del diseño y control de misiones espaciales .
La mecánica celeste trata de manera más amplia la dinámica orbital de los sistemas bajo la influencia de la gravedad , incluidas las naves espaciales y los cuerpos astronómicos naturales como los sistemas estelares , planetas , lunas y cometas . La mecánica orbital se centra en las trayectorias de las naves espaciales , incluidas las maniobras orbitales , los cambios de plano orbital y las transferencias interplanetarias, y los planificadores de misiones la utilizan para predecir los resultados de las maniobras de propulsión .
La relatividad general es una teoría más exacta que las leyes de Newton para calcular órbitas y, a veces, es necesaria para una mayor precisión o en situaciones de alta gravedad (por ejemplo, órbitas cercanas al Sol).
Hasta el auge de los viajes espaciales en el siglo XX, había poca distinción entre la mecánica orbital y celeste. En el momento del Sputnik , el campo se denominó "dinámica espacial". [1] Las técnicas fundamentales, como las que se utilizan para resolver el problema keplerio (determinar la posición en función del tiempo), son, por tanto, las mismas en ambos campos. Además, la historia de los campos se comparte casi en su totalidad.
Johannes Kepler fue el primero en modelar con éxito las órbitas planetarias con un alto grado de precisión, publicando sus leyes en 1605. Isaac Newton publicó leyes más generales del movimiento celeste en la primera edición de Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (1687), que proporcionó un método para encontrar la órbita de un cuerpo siguiendo un camino parabólico a partir de tres observaciones. [2] Edmund Halley utilizó esto para establecer las órbitas de varios cometas , incluido el que lleva su nombre . El método de Newton de aproximaciones sucesivas fue formalizado en un método analítico por Euleren 1744, cuyo trabajo fue a su vez generalizado a órbitas elípticas e hiperbólicas por Lambert en 1761-1777.
Otro hito en la determinación de la órbita fue la ayuda de Carl Friedrich Gauss en la "recuperación" del planeta enano Ceres en 1801. El método de Gauss fue capaz de utilizar sólo tres observaciones (en forma de pares de ascensión recta y declinación ), para encontrar el seis elementos orbitales que describen completamente una órbita. La teoría de la determinación de la órbita se ha desarrollado posteriormente hasta el punto en que hoy se aplica en los receptores GPS, así como en el seguimiento y catalogación de planetas menores recién observados.. La determinación y predicción de órbitas modernas se utilizan para operar todo tipo de satélites y sondas espaciales, ya que es necesario conocer sus posiciones futuras con un alto grado de precisión.
