Kiertoaikojen

Kiertoaika on termi, jota käytetään kuvaamaan sitä aikaa, joka kappale tarvitsee suorittaakseen yhden kierron kiinteän painopisteen ympärillä. Suomessa kiertoaikaa käytetään etenkin pienessä mittakaavassa kuvaamaan taivaankappaleiden orbital- tai kiertoradan ajanjaksoa, kuten planeettojen, kuiden tai avaruussatelliittien kiertoaikoja. Kiertoaikojen genetiivimuoto kiertoaikojen viittaa puolestaan useampaan kuin yhteen kiertoaikaan, esimerkiksi kun verrataan useiden kappaleiden kiertoaikoja tai puhutaan niiden yhteydestä.

Fysikaalisesti kiertoaika määritellään kahden kappaleen välillä käytössä olevan kaksikiekon järjestelmän kautta. Yksinkertaisessa, ympyrämuotoisessa kiertoradassa kiertoaika T on T = 2π sqrt(a^3/μ), missä a on radan puolikas akseli ja μ on keskukseksi olevan massan G*M (gravitaatiokerroin). Kun ympäröivä massakeskus on suuri, kuten Aurinko, voidaan käyttää likimääräistä kaavaa T^2 ∝ a^3, eli T ≈ a^(3/2) vuosina, jos a mitataan yksiköissä AU ja masa on lähellä Auringon massaa. Tarkempi arvo huomioi sekä sisäkkäisen massan että radan elliptisyyden.

Kiertoaikoja havainnoidaan monin tavoin: etäisyysmittauksin, valoaikadifferensseillä ja radarikuvantamisella. Niillä tutkijat määrittävät esimerkiksi planeettojen ja kuiden kiertoaikoja, ja näitä tietoja käytetään kappaleiden koostumuksen, massan ja radan suunnittelussa. Kiertoaikojen tunteminen on keskeistä sekä astronomiassa että avaruuslennon suunnittelussa, missä aikataulut perustuvat tarkasti määriteltyihin orbital-rytmeihin.