Keplerjevi zakoni urejajo misijo do kometa

Keplerjevi zakoni urejajo misijo do kometa

Prepričan sem, da so mnogi, tako kot jaz, z velikim zanimanjem spremljali razvoj podjetja »zbudili Rosette« o tem, kako je bil po 31 mesecih spanja sprožen majhen evropski rover. Lepo je videti, da se je Rosetta po vsem tem času vrnila v spletni način, da je v delovnem stanju in je pripravljena na zbliževanje s kometom 67P / Churyumov-Gerasimenko novembra letos. Dobro bi bilo, če bi bil moj avto tako zanesljiv.

Ko sem spoznal napredek, razmišljam, kako čudovito je, da lahko pošljemo umeten objekt na več milijonih kilometrov na majhen košček skale in pridemo na pravo mesto ob pravem času - glede na to, da ti cilji pogosto potujejo na tisoče kilometrov na uro. Krmarjenje po sončnem sistemu ni enostavno, vendar je postalo dostopno z »odkritjem« treh zakonov, ki urejajo gibanje planetov.

Johann Kepler je v 17. stoletju objavil svoje tri zakone o planetarnem gibanju in so še vedno pomembni tako danes kot pred več kot 400 leti. Ne uravnavajo le gibanja planetov okoli Sonca, temveč urejajo tudi gibanje satelitov okrog planetov in celo eksoplanete okoli oddaljenih zvezd. Zakoni so neprecenljivi za razumevanje ne le gibanja planetov v našem sončnem sistemu, temveč so nam tudi pomagali spoznati družine novih planetov v globinah naše galaksije. Prvi zakon pravi, da se vsi planeti v našem sončnem sistemu gibljejo v eliptičnih orbitah s soncem na eni od žarišč elipse. Morda to ni presenetljivo, saj mnogi od nas od otroštva vedo, da so Zemljina orbita in dejansko orbite vseh planetov eliptične.

Elipsa je v bistvu narisani krog in si lahko predstavljate, kako lahko ima dve točki izostritve, če ste najprej vizualizirali krog s točko v sredini. Če krog raztegnete od zgoraj navzdol, bo osrednja točka razdeljena na dva dela in oba se bodo premaknila navzven. V primeru planetov sončnega sistema je sonce na eni od teh točk in to je točka, ki določa orbito.

Keplerjev drugi zakon navaja, da črta, ki povezuje sonce z planetom, znana kot vektor polmera, opisuje enaka območja prostora v enakih časovnih intervalih. Z drugimi besedami, planeti se premikajo hitreje, ko so bližje soncu in počasneje, ko so bolj oddaljeni. Toda to je tretji in zadnji zakon Keplerja, ki je bil objavljen šele deset let po prvih dveh, opisuje matematični odnos med časom, ki ga potrebuje planet za orbito, in razdaljo od Sonca. Po Keplerjevem mnenju "je kvadrat orbitalnega obdobja planeta neposredno sorazmeren s kocko njegove povprečne oddaljenosti od Sonca." To pomeni, da lahko ocenimo, kako dolgo predmet obkroža sonce zaradi preprostih opazovanj in vemo, da lahko izračunamo njegovo povprečno razdaljo z nekaterimi natančnosti. Razumevanje teh treh zakonov nam daje veliko znanje o gibanju planetov okoli sončnega sistema in njihovo uporabo v kombinaciji z drugimi zakoni - na primer Newtonovim zakonom gibanja in majhnimi popravki na Einsteinovi splošni teoriji relativnosti - pomeni, da se lahko gibljemo po sončnem sistemu in naredimo je z veliko natančnostjo, zahvaljujoč čemur natančno vemo, kje bo komet Churyumov-Gerasimenko lociran 10 let po začetku Rosetta!

Komentarjev (0)
Iskanje