Orbital and Rotational Elements

궤도 요소

이미지 제공: MiyuwiAuthor

이상적인 케플러 궤도는 여섯 가지 매개변수로 설명할 수 있다. 장반축, 이심률, 궤도 경사각, 승교점 경도, 근점 편각, 평균 근점이각이 그것이다.

장반축

장반축은 궤도에서 가장 긴 지름인 장축의 절반이다. 실용적으로는 근점과 원점에서 천체와 모천체 중심 사이의 거리를 평균하여 구할 수 있다.

이심률

이심률은 궤도가 완전한 원에서 얼마나 벗어났는지를 나타내는 값이다. 완전한 원 궤도의 이심률은 0이고, 타원 궤도는 0와 1 사이, 포물선 궤도는 정확히 1, 쌍곡선 궤도는 1보다 크다.

이심률이 있는 궤도에는 근·원점이 존재한다. 이는 궤도 천체가 모천체(초점 중 하나에 위치)에 가장 가깝거나 가장 먼 지점이다.

원점(Apoapsis, 또는 원심점)은 타원 궤도를 도는 두 천체가 중력 중심을 기준으로 서로 가장 멀리 떨어지는 지점이다. 중심 천체에 따라 다양한 파생 용어가 있다. 원지점(apogee, 지구 또는 일반 행성), 원일점(aphelion, 태양), 원성점(apoastron, 일반 항성), 원공점(apomelasma, 블랙홀) 등이 그 예다.

근점(Periapsis, 또는 근심점)은 타원 궤도를 도는 두 천체가 중력 중심을 기준으로 서로 가장 가까워지는 지점이다. 원점과 마찬가지로 다양한 파생 용어가 있다. 근지점(perigee, 지구 또는 일반 행성), 근일점(perihelion, 태양), 근성점(periastron, 일반 항성), 근공점(perimelasma, 블랙홀) 등이 있다.

궤도 경사각

궤도 경사각은 궤도면과 기준면 사이의 각도다.

승교점 경도

승교점 경도는 승교점이 기준면의 본초 자오선(경도 0도)과 이루는 각도다. 승교점이란 궤도와 기준면이 교차하는 두 지점 중 하나로, 천체가 이 지점을 통과할 때 해당 좌표계에서 '위쪽'으로 이동하는 지점이다. 경사각이 0이면 이 매개변수는 정의되지 않는다.

근점 편각

근점 편각은 궤도의 승교점에서 근점까지의 각도다. 이심률이 0이면 이 매개변수는 정의되지 않는다.

평균 근점이각

평균 근점이각은 시간에 따라 균등하게 증가하는 가상 각도로, 1 공전 주기 동안 360도를 이동한다. 사실상 천체가 마지막으로 근점을 통과한 이후 경과한 시간을 나타낸다. 임의의 시각에 궤도 천체의 위치를 지정하는 데 널리 쓰인다.

궤도 관련 기타 용어

질량 중심(Barycentre)

질량 중심은 천체계가 공전하는 공통의 무게 중심이다. 예를 들어, 지구와 달은 공통 질량 중심을 기준으로 공전하는데, 이 중심점은 지구 평균 반지름 안쪽 1,703 km 지점에 위치한다. 명왕성과 그 위성 카론은 명왕성 평균 반지름 바깥쪽 944 km 지점을 공통 질량 중심으로 삼아 공전한다.