Pregunta:
¿Por qué gira el plano orbital sincrónico con el Sol?
amorfis
2015-02-17 04:18:07 UTC
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He visto esta película:

Muestra la órbita de un satélite sincronizada con el Sol. ¿Qué causa que esta órbita esté sincronizada con el Sol? Quiero decir, por lo que sé, no debería girar como lo hace. Dos veces al año debería ser perpendicular al Sol y dos veces al año debería ser paralelo. Aparentemente estoy equivocado, entonces, ¿por qué gira?

Dos respuestas:
Christo
2015-02-17 14:01:18 UTC
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Las órbitas sincrónicas al Sol son aquellas cuyo plano orbital forma un ángulo constante con el radial del Sol. Para que eso ocurra, el plano orbital de los satélites geocéntricos debe rotar en el espacio inercial con la velocidad angular de la Tierra en su órbita alrededor del Sol, que es $ 360 ^ \ circ $ por $ 365.26 $ días, o $ 0.9856 $ grados por día. Con el plano orbital avanzando hacia el este a esta velocidad, el nodo ascendente se ubicará en un tiempo local fijo, o de manera equivalente, en una dirección fija con respecto a la línea radial Sol-Tierra.

Como lo señaló @Erik , esta precesión se debe al achatamiento de la Tierra (el abultamiento ecuatorial de la Tierra). La velocidad a la que se mueve la línea de nodos debido a esta protuberancia viene dada por $$ \ dot \ Omega = - \ frac {3} {2} J_2 \ left (\ frac {r_E} {ℓ} \ right) ^ 2 n \ cos \ iota $$
donde $ J_2 $ es el coeficiente armónico zonal ($ 1.08262668 \ times10 ^ {- 3} $ para la Tierra), $ r_E $ es el radio ecuatorial del cuerpo ($ 6,378,137 $ m para la Tierra), $ ℓ $ es el parámetro de la órbita (el recto semi-latus), $ n $ es el movimiento medio y $ \ iota $ es la inclinación de la órbita.

Para un parámetro de órbita dado ($ ℓ $) y movimiento medio ($ n $), se puede seleccionar la inclinación de la órbita de un satélite geocéntrico para obtener una órbita sincrónica con el Sol.

Erik
2015-02-17 04:30:48 UTC
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Las órbitas sincronizadas con el Sol son posibles porque la Tierra no es una esfera perfecta. La Tierra se describe mejor como un esferoide achatado. Esta forma no esférica y el campo de gravedad resultante se pueden usar para alterar la órbita de una manera predecible, específicamente para precesar la órbita con un período de un año.



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