I. Kepler ägnade hela sitt liv åt att försöka bevisa att vårt solsystem är någon slags mystisk konst. Till en början försökte han bevisa att systemets struktur liknar vanliga polyedrar från antik grekisk geometri. Vid tiden för Kepler var sex planeter kända för att existera. Man trodde att de placerades i kristallkulor. Enligt forskaren var dessa sfärer placerade på ett sådant sätt att polyeder av rätt form passade exakt mellan de närliggande sfärerna. Mellan Jupiter och Saturnus finns en kub inskriven i den yttre miljön där sfären är inskriven. Mellan Mars och Jupiter finns en tetraeder, och så vidare. Efter många år av observation av himmelska föremål dök Keplers lagar upp, och han motbevisade sin teori om polyedrar.
lagar
Världens geocentriska ptolemaiska system ersattes av det heliocentriska systemettyp skapad av Copernicus. Ännu senare upptäckte Kepler rörelselagarna för planeterna runt solen.
Efter många år av observationer av planeterna dök Keplers tre lagar upp. Tänk på dem i artikeln.
Första
Enligt Keplers första lag rör sig alla planeter i vårt system längs en sluten kurva som kallas en ellips. Vår armatur är belägen i en av ellipsens brännpunkter. Det finns två av dem: dessa är två punkter inuti kurvan, summan av avstånden från vilken till någon punkt på ellipsen är konstant. Efter långa observationer kunde forskaren avslöja att banorna för alla planeter i vårt system är belägna nästan i samma plan. Vissa himlakroppar rör sig i elliptiska banor nära en cirkel. Och bara Pluto och Mars rör sig i mer långsträckta banor. Utifrån detta kallades Keplers första lag ellipsernas lag.
Andra lagen
Att studera kroppars rörelser gör det möjligt för forskaren att fastställa att planetens hastighet är högre under den period då den är närmare solen och mindre när den är på maxim alt avstånd från solen (dessa är punkter med perihelion och aphelion).
Keplers andra lag säger följande: varje planet rör sig i ett plan som passerar genom mitten av vår stjärna. Samtidigt beskriver radievektorn som förbinder solen och planeten som studeras lika arealer.
Därmed är det tydligt att kropparna rör sig ojämnt runt den gula dvärgen och har en maximal hastighet vid perihelium och en lägsta hastighet vid aphelion. I praktiken kan detta ses från jordens rörelse. Årligen i början av januarivår planet, under passagen genom perihelion, rör sig snabbare. På grund av detta är solens rörelse längs ekliptikan snabbare än under andra tider på året. I början av juli rör sig jorden genom aphelion, vilket gör att solen rör sig långsammare längs ekliptikan.
tredje lagen
I enlighet med Keplers tredje lag upprättas ett samband mellan rotationsperioden för planeterna runt stjärnan och dess genomsnittliga avstånd från den. Forskaren tillämpade denna lag på alla planeter i vårt system.
Förklaring av lagar
Keplers lagar kunde bara förklaras efter Newtons upptäckt av tyngdlagen. Enligt den deltar fysiska föremål i gravitationsinteraktion. Den har universell universalitet, som påverkar alla föremål av materiell typ och fysiska fält. Enligt Newton verkar två stationära kroppar ömsesidigt med varandra med en kraft som är proportionell mot produkten av deras vikt och omvänt proportionell mot kvadraten på mellanrummen mellan dem.
Indignerad rörelse
Rörelse av vårt solsystems kroppar styrs av tyngdkraften från den gula dvärgen. Om kroppar endast attraherades av solens kraft, skulle planeterna röra sig runt den exakt enligt Keplers rörelselagar. Denna typ av rörelse kallas oberörd eller Keplerian.
Faktum är att alla objekt i vårt system attraheras inte bara av vårt ljus, utan också av varandra. Därför kan ingen av kropparna röra sig exakt längs en ellips, en hyperbel eller en cirkel. Om en kropp avviker från Keplers lagar under rörelse, då dettakallas störning, och själva rörelsen kallas störd. Det är vad som anses vara verkligt.
Himlakroppars banor är inte fasta ellipser. Under attraktion av andra kroppar förändras omloppsellipsen.
Bidrag från I. Newton
Isaac Newton kunde från Keplers lagar för planetrörelser härleda lagen om universell gravitation. Newton använde universell gravitation för att lösa kosmisk-mekaniska problem.
Efter Isaac var framsteg inom himlamekanikens område utvecklingen av den matematiska vetenskap som användes för att lösa ekvationerna som uttrycker Newtons lagar. Den här forskaren kunde fastställa att planetens gravitation bestäms av avståndet till den och massan, men sådana indikatorer som temperatur och sammansättning har ingen effekt.
I sitt vetenskapliga arbete visade Newton att den tredje Keplerska lagen inte är helt korrekt. Han visade att vid beräkning är det viktigt att ta hänsyn till planetens massa, eftersom planeternas rörelse och vikt är relaterade. Denna harmoniska kombination visar förhållandet mellan Keplerska lagar och Newtons tyngdlag.
Astrodynamics
Tillämpningen av Newtons och Keplers lagar blev grunden för astrodynamikens uppkomst. Detta är en gren av himlamekaniken som studerar rörelsen hos artificiellt skapade kosmiska kroppar, nämligen: satelliter, interplanetära stationer, olika fartyg.
Astrodynamics är engagerad i beräkningar av rymdfarkosternas banor och bestämmer också vilka parametrar som ska skjutas upp, vilken bana som ska skjutas upp, vilka manövrar som behöver utföras,planering av gravitationseffekten på fartyg. Och det här är ingalunda alla praktiska uppgifter som sätts före astrodynamik. Alla erhållna resultat används i en mängd olika rymduppdrag.
Astrodynamics är nära besläktad med himlamekaniken, som studerar rörelsen hos naturliga kosmiska kroppar under inverkan av gravitationen.
Orbits
Under omloppsbanan förstå banan för en punkt i ett givet utrymme. Inom himlamekaniken är det vanligt att en kropps bana i en annan kropps gravitationsfält har en mycket större massa. I ett rektangulärt koordinatsystem kan banan ha formen av ett koniskt snitt, d.v.s. representeras av en parabel, ellips, cirkel, hyperbel. I det här fallet kommer fokus att sammanfalla med mitten av systemet.
Länge trodde man att banor skulle vara runda. Under ganska lång tid försökte forskare välja exakt den cirkulära versionen av rörelsen, men de lyckades inte. Och bara Kepler kunde förklara att planeterna inte rör sig i en cirkulär bana, utan i en långsträckt. Detta gjorde det möjligt att upptäcka tre lagar som kunde beskriva himlakropparnas rörelse i omloppsbana. Kepler upptäckte följande element i omloppsbanan: banans form, dess lutning, positionen för planet för kroppens omloppsbana i rymden, storleken på omloppsbanan och tidpunkten. Alla dessa element definierar en bana, oavsett dess form. I beräkningar kan huvudkoordinatplanet vara planet för ekliptikan, galaxen, planetekvatorn, etc.
Flera studier visar detden geometriska formen på omloppsbanan kan vara elliptisk och rundad. Det finns en uppdelning i stängt och öppet. Beroende på banans lutningsvinkel mot planet för jordens ekvator kan banor vara polära, lutande och ekvatoriala.
Beroende på rotationsperioden runt kroppen kan banor vara synkrona eller solsynkrona, synkrona-dygns-, kvasisynkrona.
Som Kepler sa, alla kroppar har en viss rörelsehastighet, d.v.s. omloppshastighet. Den kan vara konstant genom hela cirkulationen runt kroppen eller förändras.
