궤도 요소

2. 케플러 요소

요하네스 케플러의 행성 운동 법칙에서 유래한 여섯 개의 궤도 요소를 케플러 요소라고 한다. 케플러 요소는 관성 좌표계에서 두 천체가 서로 공전할 때, 한 천체를 중심으로 하는 비관성 좌표계에서 다른 천체의 궤도를 기술한다.

• '''궤도 모양과 크기를 결정하는 요소''': 궤도 이심률(e), 긴반지름(a)
• '''궤도면을 결정하는 요소''': 궤도 경사(i), 승교점 경도(Ω)
• '''궤도 내 방향과 위치를 결정하는 요소''': 근일점 편각(ω), 진근점 이각(ν) (또는 평균 근점 이각(M), 근일점 통과 시각(T))

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2. 1. 궤도 모양과 크기를 결정하는 요소

• 궤도 이심률 (e): 타원의 형태로, 타원이 정확한 원에서 얼마나 벗어나는지를 나타낸다. 0에 가까울수록 원에 가깝고, 1에 가까울수록 길쭉한 타원이 된다.
• 긴반지름 (a): 타원 궤도의 장축의 절반 길이이다. 궤도 근점과 원점 거리의 평균값으로도 정의된다.

2. 2. 궤도면을 결정하는 요소

2. 3. 궤도 내 방향과 위치를 결정하는 요소

• 근일점 편각(ω): 승교점에서 궤도 근점(천체가 중심체에 가장 가까워지는 지점)까지 측정한 각도이다. 궤도면에서 타원의 방향을 결정한다.
• 진근점 이각(ν): 특정 시점(역기점)에서 천체의 위치를 근일점을 기준으로 나타내는 각도이다.
• 평균 근점 이각(M): 시간에 따라 선형적으로 변하는 가상의 각도로, 진근점 이각으로 변환하여 실제 위치를 계산할 수 있다.
• 근일점 통과 시각(T): 천체가 근일점을 통과하는 시각이다.

2. 4. 대체 변수

; '''궤도 긴반지름'''

: 타원 궤도에서 장축 길이의 절반이다. 포물선 궤도에서는 무한대, 쌍곡선 궤도에서는 음수가 되므로 사용할 수 없다.

; '''근점 거리'''

: 중력원이 되는 천체의 중심과 궤도가 가장 가까워지는 지점(근점)과의 거리이다.

; '''원점 거리'''

: 중력원이 되는 천체의 중심과 궤도가 가장 멀어지는 지점(원점)과의 거리이다. 포물선 궤도에서는 무한대, 쌍곡선 궤도에서는 음수가 되므로 사용할 수 없다.

; '''궤도 이심률'''

: 원 궤도에서는 0, 타원 궤도에서는 0 < e < 1이며, 궤도가 찌그러질수록 값이 커진다. 포물선 궤도에서는 e = 1, 쌍곡선 궤도에서는 e > 1이다. 타원 궤도에서는 관계가 성립한다.

; '''주기'''

: 궤도를 한 바퀴 도는 데 걸리는 시간. 케플러의 법칙에 의해 궤도 긴반지름과 직접적인 관계를 가진다. 포물선 궤도에서는 무한대, 쌍곡선 궤도에서는 허수가 되므로 사용하지 않는다.

; '''평균 운동'''

: 인공위성에서는 하루당 공전 횟수로 나타낸다. 소행성이나 혜성에서는 1년당 공전 각도로 나타내며, 하루당 공전 각도로 환산한 것을 평균 일일 운동이라고 한다.