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Introducción a la mecánica celeste
Observatorio Astronómico Nacional
Orientación de la órbita en el espacio
PROYECCIÓN: TERRESTRE CELESTE
PNC
PSC
PNT
ETEC
PST
PNC
Para especificar la orientación del plano de la órbita de un satélite artificial hay que definir
un plano de referencia: Ecuador Celeste
Ecuador terrestre (ET)
Ecuador Celeste
¿Qué es una constelación?
Veamos primero el concepto que le daban los antiguos
Cuando vemos las estrellas…
Tenemos la tendencia a agruparlas como queramos:
O también así. Cada quien ve lo que quiere ver…
Muchas cultruras antiguas veían un escorpión…
Otras veían aquí un cazador del cielo…
Constelación era una “agrupación” de estrellas distribuidas de tal forma que recuerdan una cosa, animal, una persona, un dios, etc.
Concepto que le daban los antiguos:
Por toda la esfera
celeste sebautizaron
Constelaciones
Una constelación es un sector
arbitrariamente definido
en la esfera celeste
Una constelación puede “contener” números muy grandes de
estrellas, galaxias, etc.
Una constelación es uno de los 88 sectores
en que se dividió arbitrariamente la
esfera celeste
La Unión Astronómica Internacional definió y
demarcó las fronteras entre
las constelaciones
Movimiento de traslación de la Tierra
El plano que contiene la órbita de la Tierra alrededor del sol se
llama Eclíptica
Sol
Tierra
SOL
TIERRA
Visto desde el Sol la Tierra se desplaza
a través de las estrellas
Vista desde el Sol, la Tierra describe una trayectoria entre las estrellas
SOL
TIERRA
Visto desde la Tierra el Sol se desplaza
a través de las estrellas
Visto desde la Tierra, el Sol describe una trayectoria entre las estrellas
Trayectoria aparente del Sol a través de las
estrellas
Eclíptica (proyección del plano terrestre sobre la esfera
celeste)
Supongamos que el eje de rotación es perpendicular
al plano de la Eclíptica (caso hipotético)
Ecuador Celeste y Eclíptica coincidirían
En realidad, el eje de rotación está inclinado con respecto a
la normal al plano de la Eclíptica
Ecuador Celeste y Eclíptica coinciden
Ecuador celeste inclinado 23.5 grados de la Eclíptica
Existe un ángulo de 23.5 grados del eje de rotación con respecto a la normal al plano de la
Eclípticaε
Caso hipotético:
Caso real:
ECLÍPTICAECUADOR CELESTE
La Eclíptica puede interpretarse como el
camino sobre la esfera celeste que hace el Sol en un año
El ecuador Celeste y la Eclíptica están inclinados 23.5o
Constituyen dos círculos máximos que se intersectan en dos puntos
El punto Vernal ( ϒ )
Uno de los dos puntos de corte entre elEcuador Celeste y la Eclíptica
El punto Vernal se llama también:
•Equinoccio de primavera (para el hemisferio norte)•Primer punto de Aries
Actualmente el punto vernal queda en la constelación de Piscis, pero hace 2000 años
quedaba en Aries. De ahí su nombre y su símbolo
El punto vernal se mueve a través de las constelacciones zodiacales debido al fenómeno de precesión, un efecto gravitacional del Sol, la
Luna y los planetas sobre el ligero exceso de masa que tiene la Tierra en su ecuador
Tierra
Ecuador celeste
PNC
α
δ
ρ
α = ascensión recta δ = declinación ρ = distancia geocéntricaϒ
Satélite
La ubicación de un satélite para todo tiempo queda determinada por seis “constantes” que definen la forma y la orientación de la órbita
en el espacio
Esas “constantes” se llaman conjuntamente
Elementos orbitales
2 de ellas definen la forma de la órbita 1 de ellas define el tiempo3 de ellas definen la orientación del plano orbital
En realidad, no son constantes, van cambiando con el tiempo
Elementos orbitales
Plano de la órbita
Línea de las ápsides
Apogeo
Perigeo
r
θ
Tierra
Ecuador celeste
PNC
ϒ
Satélite
Línea de los nodos
Elementos orbitales
Línea de los nodos
Línea de las
ápsides
NORAD (North American Aerospace Defense Command)
Organización EEUU-Canadá encargada de alerta temprana y defensa del espacio aéreo
de ambas naciones
Los elementos orbitales se pueden encontrar en la siguiente página:
celestrak.com
Nombre
Designación NORAD
Año de lanzamiento
Número de lanzamiento del año
Pieza
Año de tiempo de referencia
Tiempo de referencia en días transcurridos desde el inicio del año
Inclinación A.R. del nodoascendente
Excentricidad e= 0.0001032
Arg. Latitud del perigeo
AnomalíaNúmero de revoluciones
por día (N)
Período orbital (T) = 1/N (días)
De la tercera ley de Kepler:
Sabiendo N, entonces es posible saber el semieje mayor
donde m1 es la masa de la Tierra
Apogeo
Perigeo
2R
ha
hp
ra
rp
El ángulo de inclinación indica el número de
grados existente entre el plano de la órbita
y el plano de referencia(ecuador)
i = 0 i = 90
El ángulo de inclinación indica los valores límites de latitud sobre los cuales el satélite está sobrevolando
Viendo satélites artificiales en las noches
Con frecuencia, los satélites se ven al anochecer (6:30 - 7:30 pm) y al amanecer (4:30-5:30 am) como “estrellitas” que van desplazándose
rápidamente a través del cielo
A simple vista se ven solo satélites LEO
Los satélites Iridio son famosos por su alta capacidad reflectiva
¿Cómo saber de antemano dónde ubicarlos?
http://www.heavens-above.com
Hay que saber las coordenadas del observador y su zona de tiempo
Latitud
Longitud
Altura sobre el nivel del mar
Huso horario
+4.5
-74.06
2600
-5
P. Ej. Bogotá
1. COORDENADAS HORIZONTALES
h = altura
A = azimut
El azimut se cuenta desde el N hacia
el Este sobre el horizonte
P.F.: HORIZONTE
P1: CENITP2: NADIR
PUNTO CERO: N
N
S
EW
NE
SE
NW
SW
NNE
ENE
ESE
SSE
NNW
WNW
WSW
SSW
La magnitud aparente indica qué tan brillante es el objeto
-3
-1
0
1
3
6
Muy brillante
Brillante
Apenas visible
