kiertonopeudessa

Kiertonopeus, tai orbital velocity, on kappaleen nopeus, jolla se liikkuu pysyvästi kiertoradalla toisen massan ympärillä. Se riippuu sekä gravitaatiokentästä että kappaleen etäisyydestä massaan. Yleisesti ottaen suurempi etäisyys vaatii pienemmän nopeuden ja massiivisempi kappale tarvitsee suuremman nopeuden kiertääkseen sitä ympäröivää gravitaatiota.

Sentraalisen kappaleen ympäri kulkevassa, tasaisessa (kaksois)kierrossa nopeus määräytyy v = sqrt(GM/r), jossa G on gravitaatiovakio, M on vaikuttavan massan massa ja r kiertoradan säde. Elliptisillä kiertoradoilla nopeutta kuvaa vis-viva -laki: v^2 = GM(2/r - 1/a), jossa a on kiertoradan suurin puoliskoakseli. Näiden kaavojen avulla voidaan laskea sekä nopeus että tarvitseva energia kiertoradalle.

Kiertonopeus ja kiertorata eroavat hieman: kiertonopeus viittaa nopeuteen radalla, kun taas kiertoradalla tarkoitetaan kokonaisuutta, jonka muotoutuminen ja säde vaikuttavat. Central to the idea is that v^2/r = GM/r^2 for a circular orbit, eli centripetiaalinen kiihtyvyys on sama kuin gravitaatiokiihtyvyys. Kiertoradan vakauteen voivat vaikuttaa satunnaiset gravitaatiomomentit, ilmanvastus (maapallon tapauksessa ilmakehä), massan epäsymmetriat ja muiden kappaleiden gravitaatiovaikutukset.

Esimerkkejä maan ympärillä: keskimääräinen kiertonopeus LEO-alueella on noin 7,8 km/s. Geostationaarinen kiertorata tarvitsee noin 3,07 km/s noin 35 786 kilometrin korkeudessa ympäri maapalloa. Päämäärän saavuttamiseksi tarvittava irtoamisnopeus (escape velocity) maan pinnalta on noin 11,2 km/s. Kiertonopeuksien tunteminen on ratkaisevaa satelliittien suunnittelussa, avaruusalusten laukaisussa ja kiertoratojen hallinnassa.