Orbital mekaniikka liittyy tutkimuksen liike satelliitteja ja muita esineitä avaruudessa. Se edellyttää ymmärrystä periaatteita, jotka ohjaavat miten objektit liikkuvat kiertoradalla noin taivaallinen elinten. Tarkka laskelmat ovat välttämättömiä satelliittien käyttöönottoa, navigointi, ja missio suunnittelu.

Orbitaalin mekaniikan perusperiaatteet

Fysiikan peruslait, erityisesti Newtonin painovoimalaki, kuvaavat satelliitteja kiertoradalla. Tasapaino vetovoiman ja satelliitin nopeuden välillä määrittää kiertoradan muodon ja vakauden.

Laskelmat satelliittikiertoradalle

Lasketaan satelliitti kiertoradat liittyy määrittää parametrit, kuten kiertoradan säde, nopeus, ja ajanjakso. Vis-viva yhtälö käytetään yleisesti:

]v = ...(GM(2/r - 1/a)

jossa v on kiertoratanopeus, G[ on vetovoimavakio, ]M[ on keskivartalon massa, [r[ on nykyinen etäisyys kehon keskustasta, ja a on kiertoradan puolisuurakseli.

Suunnittelunäkökohdat satelliittikiertoradoille

Satelliittikiertoradat on suunniteltava siten, että otetaan huomioon missiotavoitteet, polttoainetehokkuus ja ympäristötekijät. Matala kiertorata (LEO) soveltuu kuvantamiseen ja viestintään, kun taas geostationaarinen kiertorata (GEO) on ihanteellinen sää- ja viestintäsatelliitteille.

Muun muassa kiertoradan kaltevuus, korkeus ja siirtoradat vaikuttavat satelliittien suorituskykyyn ja käyttöikään. Insinöörien on optimoitava nämä parametrit täyttääkseen tietyt tehtävän vaatimukset.