Órbita de Marte - Orbit of Mars

Órbita de Marte en relación con las órbitas de los planetas del sistema solar interior

Marte tiene una órbita con un semieje mayor de 1.524 unidades astronómicas (228 millones de km) y una excentricidad de 0.0934. El planeta orbita alrededor del Sol en 687 días y viaja 9.55 AU al hacerlo, lo que hace que la velocidad orbital promedio sea de 24 km / s.

La excentricidad es mayor que la de cualquier otro planeta excepto Mercurio, y esto causa una gran diferencia entre las distancias del afelio y el perihelio : son 1,6660 y 1,3814 AU.

Cambios en la órbita

Marte se encuentra en medio de un aumento a largo plazo en la excentricidad. {Alcanzó un mínimo de 0.079 hace unos 19 milenios, y alcanzará un pico en aproximadamente 0.105 después de aproximadamente 24 milenios a partir de ahora (y con distancias de perihelio de apenas 1.3621  unidades astronómicas ). La órbita es a veces casi circular: fue de 0,002 a 1,35 millones de años y será aproximadamente 0,01 millones de años en el futuro. La excentricidad máxima entre esos dos mínimos es 0,12. Kepler descubrió la elipse, la órbita de Marte.

Oposiciones

Marte alcanza la oposición cuando hay una diferencia de 180 ° entre sus longitudes geocéntricas y el Sol. En un momento cercano a la oposición (dentro de 8½ días), la distancia Tierra-Marte es tan pequeña como será durante ese período sinódico de 780 días . Cada oposición tiene algún significado porque Marte es visible desde la Tierra toda la noche, alto y completamente iluminado, pero las de especial interés ocurren cuando Marte está cerca del perihelio, porque es cuando Marte también está más cerca de la Tierra. A una oposición perihelica le sigue otra 15 o 17 años después. De hecho, a cada oposición le sigue una similar 7 u 8 períodos sinódicos más tarde, y una muy similar 37 períodos sinódicos (79 años) más tarde. En la denominada oposición perihelica, Marte está más cerca del Sol y está particularmente cerca de la Tierra: las oposiciones van desde aproximadamente 0,68 AU cuando Marte está cerca del afelio hasta solo aproximadamente 0,37 AU cuando Marte está cerca del perihelio.

Acercamientos cercanos a la Tierra

Marte se acerca a la Tierra más que cualquier otro planeta excepto Venus en el más cercano: 56 millones de km es la distancia más cercana entre Marte y la Tierra, mientras que la distancia más cercana entre Venus y la Tierra es de 40 millones de km. Marte se acerca más a la Tierra cada dos años, alrededor del momento de su oposición, cuando la Tierra se desplaza entre el Sol y Marte. Las oposiciones extra cercanas de Marte ocurren cada 15 a 17 años, cuando pasamos entre Marte y el sol alrededor del momento de su perihelio (el punto más cercano al sol en órbita). La distancia mínima entre la Tierra y Marte ha ido disminuyendo a lo largo de los años, y en 2003 la distancia mínima era de 55,76 millones de kilómetros, más cercana que cualquier encuentro de este tipo en casi 60.000 años (57.617 a. C.). La distancia mínima récord entre la Tierra y Marte en 2729 será de 55,65 millones de kilómetros. En el año 3818, el récord se situará en 55,44 millones de km, y las distancias seguirán disminuyendo durante unos 24.000 años.

Importancia histórica

Hasta el trabajo de Johannes Kepler (1571-1630), un astrónomo alemán, la creencia predominante era que el sol y los planetas orbitaban la Tierra. En 1543, Nicolaus Copernicus había propuesto que todos los planetas orbitaban en círculos alrededor del sol, pero su teoría no dio predicciones muy satisfactorias y fue ignorada en gran medida. Cuando Kepler estudió las observaciones de su jefe Tycho Brahe sobre la posición de Marte en el cielo durante muchas noches, Kepler se dio cuenta de que la órbita de Marte no podía ser un círculo. Después de años de análisis, Kepler descubrió que la órbita de Marte probablemente sería una elipse , con el Sol en uno de los puntos focales de la elipse . Esto, a su vez, llevó al descubrimiento de Kepler de que todos los planetas orbitan alrededor del Sol en órbitas elípticas, con el Sol en uno de los dos puntos focales. Esta se convirtió en la primera de las tres leyes del movimiento planetario de Kepler .

Precisión / previsibilidad

Desde la perspectiva de todos menos los más exigentes, el camino de Marte es simple. Una ecuación en algoritmos astronómicos que asume una órbita elíptica sin perturbaciones predice los tiempos de perihelio y afelio con un error de "unas pocas horas". El uso de elementos orbitales para calcular esas distancias concuerda con los promedios reales de al menos cinco cifras significativas. Las fórmulas para calcular la posición directamente a partir de elementos orbitales normalmente no proporcionan ni necesitan correcciones para los efectos de otros planetas.

Para un mayor nivel de precisión se requieren las perturbaciones de los planetas. Estos son bien conocidos y se cree que están modelados lo suficientemente bien como para lograr una alta precisión. Estos son todos los organismos que deben tenerse en cuenta incluso para muchos problemas exigentes. Cuando Aldo Vitagliano calculó la fecha de aproximaciones marcianas cercanas en el pasado o futuro lejano, probó el efecto potencial causado por las incertidumbres de los modelos del cinturón de asteroides ejecutando las simulaciones con y sin los tres asteroides más grandes, y encontró que los efectos eran insignificantes. .

Las observaciones son mucho mejores ahora y la tecnología de la era espacial ha reemplazado a las técnicas más antiguas. E. Myles Standish escribió: "Las efemérides clásicas de los últimos siglos se han basado enteramente en observaciones ópticas: casi exclusivamente, tiempos de tránsito del círculo meridiano. Con el advenimiento del radar planetario, misiones de naves espaciales, VLBI, etc., la situación para los cuatro planetas ha cambiado drásticamente ". (8.5.1 página 10) Para DE405, creado en 1995, las observaciones ópticas se descartaron y, como él escribió, "las condiciones iniciales para los cuatro planetas internos se ajustaron a los datos de rango principalmente ..." Se sabe que el error en DE405 es de aproximadamente 2 km y ahora es sub-kilómetro.

Aunque las perturbaciones en Marte por asteroides han causado problemas, también se han utilizado para estimar las masas de ciertos asteroides. Pero mejorar el modelo del cinturón de asteroides es de gran preocupación para aquellos que requieren o intentan proporcionar las efemérides de mayor precisión.

Parámetros orbitales

En la siguiente tabla de elementos orbitales de Marte se presentan no más de cinco cifras significativas . Con este nivel de precisión , los números coinciden muy bien con los elementos VSOP87 y los cálculos derivados de ellos, así como con el mejor ajuste de 250 años de Standish (de JPL) y los cálculos que utilizan las posiciones reales de Marte a lo largo del tiempo.

Referencias