Orbitalebene

Die Orbitalebene ist in der Himmelsmechanik die Ebene, die den Zentralkörper und das umlaufende Objekt enthält. In einem idealen Zwei-Körper-System bleibt diese Ebene während der gesamten Umlaufbahn unverändert; bei realen Mehrkörpersystemen können perturbative Kräfte die Ebene über die Zeit hinweg kippen oder verschieben (Präzession der Bahnebene).

Die Orientierung einer Orbitalebene relativ zu einer Referenzebene wird durch zwei Größen beschrieben: die Inklination i, der Winkel zwischen der Orbitalebene und der Referenzebene, und Omega, die Longitude des aufsteigenden Knotens (die Linie der Knoten). Die Schnittlinie, an der die Orbitalebene die Referenzebene schneidet, heißt Linie der Knoten; ihr Schnittpunkt mit der Referenzebene markiert den aufsteigenden Knoten. Zusammen definieren i und Omega die Ausrichtung der Bahn im Raum.

Der Bahndrehimpulsvektor ist normal zur Orbitalebene und dient als geometrische Grundlage ihrer Bestimmung. Die Orbitalebene ist damit senkrecht zu diesem Vektor ausgerichtet. Die Referenzebene kann je nach Anwendung gewählt werden, typischerweise die Ekliptik (Bahn der Erde um die Sonne) oder die Äquatorebene des Zentralgestirns.

In der Praxis ist die Orbitalebene im Zwei-Körper-Modell konstant; realistische Bahnen unterliegen jedoch perturbativen Effekten wie der Gravitationsharmonischen Störung (J2), Sonnen- und Mondanziehung sowie atmosphärischen Einflüssen, die zur Präzession der Knoten und Veränderung des Periapsis führen können.

Typische Begriffe schließen Prograde- (i < 90°) und Retrograde-Bahnen (i > 90°) sowie Polarbahnen (i ≈ 90°) ein. Orbitalebenen beschreiben die räumliche Ausrichtung jeder Umlaufbahn und sind grundlegend für Bahn- und Missionsplanung.