Nodalpräzession

Nodalpräzession bezeichnet in der Himmelsmechanik die langsame Rotation der Linie der Knoten einer Umlaufbahn relativ zu einer Bezugsfläche, üblicherweise der Ekliptik oder der Erdäquatorebene. Die Linie der Knoten ist der Schnittpunkt zwischen Umlaufbahn und Bezugsfläche; der aufsteigende Knoten ist der Punkt, an dem das Objekt die Bezugsfläche in Richtung Norden schneidet. Die Nodalpräzession beschreibt, wie sich diese Linie im Laufe der Zeit dreht.

Ursachen sind gravitative Störungen durch andere Körper. Durch diese Perturbationen entstehen Drehmomente, die die Orientierung der Bahn verändern und somit den Längengrad des aufsteigenden Knotens Ω verschieben. Der Betrag und das Vorzeichen der Präzession hängen von der Masseverteilung, der Inklination, der Exzentrizität und dem Abstand der beteiligten Körper ab. In mittleren Modellen wird Ω mit der Zeit durch dΩ/dt beschrieben; Werte können je nach System stark variieren.

Ein bekanntes Beispiel ist die Mondbahn: Der aufsteigende Mondknoten regrediert mit einer Periode von rund 18,6 Jahren. Diese nodale Präzession beeinflusst die Verteilung von Finsternissen über lange Zeiträume, da die geometrische Ausrichtung von Mondbahn und Sonneneinfluss sich wandelt. Bei künstlichen Satelliten um die Erde führt zudem die Oblateness der Erde (J2) zu einer fortlaufenden Verschiebung des Knotens, was in der Umlaufbahnpipeline berücksichtigt werden muss.

Die Nodalpräzession ist ein grundlegendes Konzept zur Beschreibung der langfristigen Dynamik von orbitalen Systemen und hat Auswirkungen auf Eklipsenkalender, Bahnstabilität und die Vorhersage von Bahnanpassungen.