Omloppsbanor

Omloppsbanor är de kurvor en kropp följer runt en annan under gravitationens verkan. Inom rymdforskning beskriver de rörelsen hos planeter, månar, satelliter och rymdsonder. I en förenklad tvåkroppsmodell är banan en konisk sektion: en ellipse eller cirkel för bundna banor, samt parabolisk eller hyperbolisk bana för obundna banor beroende på den totala energin.

Omloppsbanor kan preciseras med sex orbitalelement: semi-major axis (a), excentricitet (e), inklination (i), stigande nods längd (Ω), argument av periapsis (ω) och sann vinkel vid en given tidpunkt (ν) eller medelvinkel (M). Dessa värden anger bana storlek, form och orientering i rymden samt var på banan objektet befinner sig.

Keplers lagar utgör grundläggande beskrivningar av omloppsbanor. Förbundna banor följer ellipsform som har fokus i den centrala kroppen, de fördelar jämntidiga areor under tiden, och perioden P relateras till banans storlek så att P^2 ∝ a^3, med den centrala kroppens GM som proportionalitetsfaktor. Det gör det möjligt att beräkna hur lång tid en satellit tar att gå runt jorden givet banans storlek.

Typer av banor inkluderar elliptiska (varierande e), cirkulära (e ≈ 0), paraboliska (e = 1) och hyperboliska (e > 1). I jordnärmiljö är vanliga banor låg omloppsbana (LEO), mellanliggande omloppsbana (MEO), geostationär omloppsbana (GEO) samt höghöjdsbanor, inklusive polar- och solsynkron banor.

Banor påverkas av störningar som mån- och solgravitation, jordens oblathet (J2), samt atmosfäriskt drag i låga banor. För att upprätthålla eller ändra banor används bränsleeffektiva manövrar som Hohmann-transfer, samt plan- och argumentändringar vid behov.