Órbitas

Las órbitas son las trayectorias que describe un cuerpo al moverse alrededor de otro debido a la gravedad. En la mecánica clásica, cuando un cuerpo de menor masa órbita a otro mucho más masivo, la trayectoria resultante puede representarse como una sección cónica. Las órbitas cerradas son las elipses (el círculo es un caso especial), mientras que las trayectorias abiertas pueden ser parábolas o hipérbolas.

El estudio de dos cuerpos en interacción gravitacional produce un modelo fundamental: el movimiento se describe mediante parámetros como el parámetro gravitacional μ = GM del cuerpo central. El periodo de una órbita elíptica está dado por T = 2π sqrt(a^3/μ), donde a es el semieje mayor. La velocidad a una distancia r satisface v^2 = μ(2/r - 1/a).

Las leyes de Kepler resumen características del movimiento orbital: (1) las órbitas alrededor del cuerpo central son elipses con el centro de masas en uno de los focos; (2) la línea que une los cuerpos barre áreas iguales en tiempos iguales; (3) el cuadrado del periodo es proporcional al cubo del semieje mayor. En sistemas dominados por un cuerpo central, estas leyes se cumplen aproximadamente; las perturbaciones pueden introducir pequeñas desviaciones.

Los elementos orbitales describen la orientación y la forma de la órbita: a (semieje mayor), e (excentricidad), i (inclinación respecto a un plano de referencia), Ω (nodo ascendente), ω (argumento del periapsis) y ν o M (anomalía verdadera o media). Estos valores permiten reconstruir la trayectoria y predecir la posición del cuerpo a lo largo del tiempo.

Clasificación y ejemplos prácticos: las órbitas alrededor de la Tierra se clasifican por altitud y periodo en LEO (bajo), MEO y GEO; también existen órbitas elípticas y hiperbólicas para escapes. Las transferencias entre órbitas, como la de Hohmann, buscan minimizar el consumo de combustible. Las órbitas pueden modificarse por perturbaciones (arrastre atmosférico, no uniformidad del campo gravitatorio terrestre, influencia de la Luna y el Sol) y por maniobras de propulsión para inserción, mantenimiento y cambios de inclinación.

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