I. Kepler heeft zijn hele leven geprobeerd te bewijzen dat ons zonnestelsel een soort mystieke kunst is. Aanvankelijk probeerde hij te bewijzen dat de structuur van het systeem vergelijkbaar is met regelmatige veelvlakken uit de oude Griekse geometrie. Ten tijde van Kepler waren er zes planeten bekend. Men geloofde dat ze in kristallen bollen waren geplaatst. Volgens de wetenschapper waren deze bollen zo geplaatst dat veelvlakken met de juiste vorm precies tussen de aangrenzende bollen pasten. Tussen Jupiter en Saturnus is een kubus ingeschreven in de externe omgeving waarin de bol is ingeschreven. Tussen Mars en Jupiter bevindt zich een tetraëder, enzovoort. Na vele jaren hemellichamen te hebben geobserveerd, verschenen de wetten van Kepler, en hij weerlegde zijn theorie van veelvlakken.
Wetten
Het geocentrische Ptolemaeïsche systeem van de wereld werd vervangen door het systeem van het heliocentrischetype gemaakt door Copernicus. Nog later ontdekte Kepler de bewegingswetten van de planeten rond de zon.
Na vele jaren van observaties van de planeten, verschenen de drie wetten van Kepler. Beschouw ze in het artikel.
Eerste
Volgens de eerste wet van Kepler bewegen alle planeten in ons systeem langs een gesloten kromme die een ellips wordt genoemd. Onze armatuur bevindt zich in een van de brandpunten van de ellips. Er zijn er twee: dit zijn twee punten binnen de kromme, waarvan de som van de afstanden tot elk punt van de ellips constant is. Na langdurige observaties kon de wetenschapper onthullen dat de banen van alle planeten in ons systeem zich bijna in hetzelfde vlak bevinden. Sommige hemellichamen bewegen in elliptische banen dicht bij een cirkel. En alleen Pluto en Mars bewegen in meer langgerekte banen. Op basis hiervan werd de eerste wet van Kepler de wet van de ellipsen genoemd.
Tweede Wet
Door de beweging van lichamen te bestuderen, kan de wetenschapper vaststellen dat de snelheid van de planeet groter is in de periode dat deze dichter bij de zon staat, en minder wanneer deze zich op de maximale afstand van de zon bevindt (dit zijn de punten van perihelium en aphelium).
Kepler's tweede wet zegt het volgende: elke planeet beweegt in een vlak dat door het centrum van onze ster gaat. Tegelijkertijd beschrijft de straalvector die de zon en de bestudeerde planeet verbindt, gelijke gebieden.
Het is dus duidelijk dat de lichamen ongelijkmatig rond de gele dwerg bewegen en een maximale snelheid hebben bij het perihelium en een minimale snelheid bij het aphelium. In de praktijk is dit te zien aan de beweging van de aarde. Jaarlijks begin januarionze planeet beweegt tijdens de passage door het perihelium sneller. Hierdoor is de beweging van de zon langs de ecliptica sneller dan in andere tijden van het jaar. Begin juli beweegt de aarde door aphelium, waardoor de zon langzamer langs de ecliptica beweegt.
Derde wet
Volgens de derde wet van Kepler wordt er een verband gelegd tussen de omlooptijd van de planeten rond de ster en de gemiddelde afstand ervan. De wetenschapper paste deze wet toe op alle planeten van ons systeem.
Uitleg van wetten
Kepler's wetten konden pas worden verklaard na Newtons ontdekking van de wet van de zwaartekracht. Volgens het, nemen fysieke objecten deel aan zwaartekrachtinteractie. Het heeft universele universaliteit, die alle objecten van het materiële type en fysieke velden beïnvloedt. Volgens Newton werken twee stationaire lichamen op elkaar in met een kracht die evenredig is met het product van hun gewicht en omgekeerd evenredig met het kwadraat van de openingen ertussen.
Verontwaardigde beweging
Beweging van de lichamen van ons zonnestelsel wordt gecontroleerd door de zwaartekracht van de gele dwerg. Als lichamen alleen door de kracht van de zon zouden worden aangetrokken, zouden de planeten er precies omheen bewegen volgens de wetten van de beweging van Kepler. Dit type beweging wordt onverstoorbaar of Kepleriaans genoemd.
In feite worden alle objecten van ons systeem niet alleen aangetrokken door ons licht, maar ook door elkaar. Daarom kan geen van de lichamen precies langs een ellips, een hyperbool of een cirkel bewegen. Als een lichaam tijdens beweging afwijkt van de wetten van Kepler, dan is dit:wordt verstoring genoemd, en de beweging zelf wordt verstoord genoemd. Dat is wat als echt wordt beschouwd.
Baanbanen van hemellichamen zijn geen vaste ellipsen. Tijdens aantrekking door andere lichamen verandert de baanellips.
Bijdrage van I. Newton
Isaac Newton was in staat om uit Keplers wetten van planetaire beweging de wet van universele zwaartekracht af te leiden. Newton gebruikte universele zwaartekracht om kosmisch-mechanische problemen op te lossen.
Na Isaac was vooruitgang op het gebied van hemelmechanica de ontwikkeling van de wiskundige wetenschap die werd gebruikt om de vergelijkingen op te lossen die de wetten van Newton uitdrukken. Deze wetenschapper kon vaststellen dat de zwaartekracht van de planeet wordt bepaald door de afstand tot de planeet en de massa, maar indicatoren als temperatuur en samenstelling hebben geen effect.
In zijn wetenschappelijk werk toonde Newton aan dat de derde wet van Kepler niet helemaal juist is. Hij toonde aan dat het bij het berekenen belangrijk is om rekening te houden met de massa van de planeet, aangezien de beweging en het gewicht van de planeten gerelateerd zijn. Deze harmonische combinatie toont de relatie tussen de wetten van Kepler en de zwaartekracht van Newton.
Astrodynamica
De toepassing van de wetten van Newton en Kepler werd de basis voor de opkomst van de astrodynamica. Dit is een tak van de hemelmechanica die de beweging van kunstmatig gecreëerde kosmische lichamen bestudeert, namelijk: satellieten, interplanetaire stations, verschillende schepen.
Astrodynamics houdt zich bezig met berekeningen van de banen van ruimtevaartuigen en bepa alt ook welke parameters moeten worden gelanceerd, welke baan moet worden gelanceerd, welke manoeuvres moeten worden uitgevoerd,het plannen van het zwaartekrachtseffect op schepen. En dit zijn lang niet alle praktische taken die aan de astrodynamica worden voorgelegd. Alle verkregen resultaten worden gebruikt in een breed scala aan ruimtemissies.
Astrodynamica is nauw verwant aan de hemelmechanica, die de beweging van natuurlijke kosmische lichamen onder invloed van de zwaartekracht bestudeert.
Baanbanen
Begrijp onder de baan het traject van een punt in een bepaalde ruimte. In de hemelmechanica wordt algemeen aangenomen dat de baan van een lichaam in het zwaartekrachtveld van een ander lichaam een veel grotere massa heeft. In een rechthoekig coördinatensysteem kan het traject de vorm hebben van een kegelsnede, d.w.z. worden weergegeven door een parabool, ellips, cirkel, hyperbool. In dit geval v alt de focus samen met het midden van het systeem.
Lange tijd werd aangenomen dat banen rond moesten zijn. Lange tijd probeerden wetenschappers precies de circulaire versie van de beweging te kiezen, maar dat lukte niet. En alleen Kepler kon verklaren dat de planeten niet in een cirkelvormige baan bewegen, maar in een langwerpige. Dit maakte het mogelijk om drie wetten te ontdekken die de beweging van hemellichamen in een baan om de aarde konden beschrijven. Kepler ontdekte de volgende elementen van de baan: de vorm van de baan, zijn helling, de positie van het vlak van de baan van het lichaam in de ruimte, de grootte van de baan en de timing. Al deze elementen definiëren een baan, ongeacht de vorm. In berekeningen kan het hoofdcoördinaatvlak het vlak van de ecliptica, melkweg, planetaire evenaar, enz. zijn.
Meerdere onderzoeken tonen aan datde geometrische vorm van de baan kan elliptisch en afgerond zijn. Er is een indeling in gesloten en open. Afhankelijk van de hellingshoek van de baan met het vlak van de evenaar van de aarde, kunnen banen polair, hellend en equatoriaal zijn.
Volgens de periode van omwenteling rond het lichaam, kunnen banen synchroon of zon-synchroon, synchroon-dagelijks, quasi-synchroon zijn.
Zoals Kepler zei, hebben alle lichamen een bepaalde bewegingssnelheid, d.w.z. orbitale snelheid. Het kan constant zijn gedurende de hele bloedsomloop rond het lichaam of veranderen.
