محتويات
ما هو المدار الأهليجي
ما هو المدار الأهليجي ؟ هو المسار الذي تتخذه الأرض أثناء دورانها حول الشمس، البعض يعتقد أن الأرض تدور حول الشمس في دائرة كاملة، ولكنها في الحقيقة أشبه بالشكل البيضاوي، ويطلق عليه اسم ” المدار الأهليجي”.
حيث تدور كل الكواكب الثمانية في نظامنا الشمسي حول الشمس في مدارات إهليجية، مع العلم أن مدار الأرض له انحراف مركزي قدره حوالي 0.0167، ولهذا السبب من السهل الخلط بينه وبين الدائرة المثالية، أما عطارد فهو يملك انحراف قدره 0.2056 لذلك هو الكوكب ذو المدار الأكثر إهليجيًا.
إليكم فيديو يوضح شكل المدار الأخليجية و دوران الأرض حول الشمس:
https://www.youtube.com/watch?v=tzhS4BM3flM
المدار الاهليجي له كم بؤرة
يشتمل المدار الأهليجي على بؤرتين أو نقطتان تركيز، عند أي نقطة في مداره تظل المسافة الإجمالية للكوكب من نقطتي التركيز هاتين كما هي، ويحتوي أيضًا على خطين من التماثل، الخط الأطول يطلق عليه اسم المحور الرئيسي، والخط الأقصر يسمى المحور الأصغر، نصف المحور الرئيسي هو المحور شبه الرئيسي وكذلك الأمر نصف المحور الأصغر هو المحور شبه الأصغر.[1]
كيف لا نشعر بدوران الارض
تدور الأرض حول محورها مرة واحدة كل يوم أي كل 24 ساعة، وعند خط استواء الأرض تبلغ سرعة دوران الأرض حوالي 1000 ميل في الساعة أي 1600 كيلومتر في الساعة، فكيف لا يشعر الإنسان بدوران الأرض، السبب هو أن الأرض تدور وكل شئ آخر يدور معها بما في ذلك المحيطات والأنهار والغلاف الجوي وكل شئ يدور مع الأرض بنفس السرعة الثابته الخاصة بها لذلك لا يشعر الانسان بدوران الأرض إلى جانب الجاذبية.[2]
هل الشمس ثابتة او متحركة
الشمس متحركة، ومن خلال تتبع حركة البقع الشمسية عبر الشمس قد تم اكتشاف أن الشمس ذات حركة دورانية، تستغرق الشمس 31 يوم لدور حول قطبيها، ولكنها تتحرك بشكل أسرع عند خط الاستواء، وتستغرق 27 يوم فقط لتدور دورة واحدة.
وقد وصف العلماء أن هذا النوع من الدوران التفاضلي الموجود أيضًا في عمالقة الغاز الكواكب وهما المشتري وزحل، وإن عدم وجود سطح محدد وتركيبة متدفقة إلى حد كبير يعني أن الأجسام مثل الشمس يمكن أن يكون لها سرعات دوران متفاوتة، لأن الجسم كله لا يتماسك معًا بنفس الطريقة التي تكون بها الكواكب الصخرية مثل كوكب الأرض.
أما عن تحركات الشمس فهي تمتلك طريقتان:
- الطريقة الأولى أنها ليست ثابتة في النظام الشمسي فهي في الواقع في مدار يدور حوله مثل باقي الكواكب، مع ذلك فإن الشمس ضخمة للغاية ومدارها اسمي وفي الغالب يوجد مركز كتلة هذه الأنظمة المدارية داخل الشمس نفسها.
- وكذلك تتحرك الشمس حول مركز مجرة درب التبانة جنبًا إلى جنب مع النظام الشمسي بالكامل و يستغرق المدار الكامل حوالي 230 مليون سنة.[3]
نص القانون الأول لكبلر
قدم كبلر ثلاثة قوانين خاصة بحركة الكواكب:
نص القانون الأول:
مدار كل كوكب حول الشمس هو شكل بيضاوي يقع مركز الشمس دائمًا في إحدى بؤرتي المدار البيضاوي، الشمس في بؤرة واحدة، ويتبع الكوكب المسار البيضاوي في مداره ، مما يعني أن المسافة بين الكوكب والشمس تتغير باستمرار مع دوران الكوكب حول مداره.
نص القانون الثاني:
الخط الوهمي الذي يربط الكوكب بالشمس يمسح مساحات متساوية من الفضاء خلال فترات زمنية متساوية أثناء دوران الكوكب، ولكن في الأساس الكواكب لا تتحرك بسرعة ثابتة على طول مداراتها، بل أن سرعتها مختلفة بحيث أن الخط الواصل بين مركزي الشمس والكوكب يمسح أجزاء متساوية من المساحة في أزمنة متساوية.
ويطلق على نقطة أقرب اقتراب للكوكب من الشمس الحضيض الشمسي، أما عن نقطة الانفصال الأكبر هي يطلق عليها اسم الأوج، وبالتالي فإن القانون الثاني لكبلر هو أن الكوكب يتحرك بشكل أسرع عندما يكون في الحضيض الشمسي ويكون أبطأ عند الأوج.
نص القانون الثالث:
يعبر عن المربعات الفترات المدارية للكواكب والتي تتناسب بشكل طردي مع مكعبات شبه المحاور الكبرى لمداراتها، ويبرز القانون الثالث أن الفترة الزمنية التي يستغرقها الكوكب للدوران حول الشمس تزداد بسرعة مع نصف قطر مداره، وبتلك الطريقة نجد كوكب عطارد هو الكوكب الأعمق، ويستغرق حوالي 88 يوم فقط للدوران حول الشمس، بينما تستغرق الأرض 365 يوم.
ويختلف الأمر بالنسبة لزحل فهو يحتاج 10759 يوم للقيام بالمثل، وعلى الرغم من أن كيبلر لم يكن على علم بالجاذبية عندما توصل لتلك القوانين الثلاثة، إلا أنها لعبت دور أساسي في استخلاص إسحاق نيوتن لنظريته حول الجاذبية العالمية.
والتي من خلالها تم شرح القوة الغير معروفة وراء قانون كيبلر الثالث، حيث كانت نظرياته حاسمة في الفهم الأفضل لديناميكيات النظام الشمسي وكذلك نقطة انطلاق للنظريات الأحدث التي تقارب المدارات الكوكبية بشكل أكثر دقة.[4]
ما الذي يجعل الارض تتحرك في مدارها
الجاذبية هي القوة التي تجذب كل الكواكب أو أي جسم آخر نحو المركز، حيث أن قوة الجاذبية تبقي جميع الكواكب في مدارها حول الشمس، فالجاذبية هي المسؤولة عن كثير من حياتنا اليومية منها الهبوط على الأرض بعد القفز لأعلى بدلًا من الطفو في الفضاء وسقوط الأشياء عندما يتم رميها.
باختصار فالجاذبية هي عبارة عن قوة غير مرئية تسحب الأجسام نحو بعضها البعض، والجاذبية هي ما يبقى الإنسان على الأرض.
الجدير بالذكر أن أ شئ يمتلك كتلة جاذبية، أما الأجسام ذات الكتلة الأكبر لها جاذبية أكبر، وتصبح الجاذبية أضعف مع المسافة، لذلك كلما كانت الأجسام أقرب إلى بعضها البعض زادت قوة الجاذبية بينهما، لذلك يمكن استنتاج أن جاذبية الأرض تأتي من كل كتلتها.[5]
أنواع المدارات
- المدار الثابت بالنسبة للأرض (GEO)
- المدار الأرضي المنخفض (LEO)
- مدار أرضي متوسط (MEO)
- المدار القطبي والمدار المتزامن مع الشمس (SSO)
- مدارات النقل ومدار النقل الثابت بالنسبة للأرض (GTO)
- نقاط لاغرانج (نقاط L)
المدار الثابت بالنسبة للأرض (GEO): تدور الأقمار الصناعية في المدار الثابت حول الأرض، فوق خط الاستواء من الغرب إلى الشرق بعد دوران الأرض.
المدار الأرضي المنخفض (LEO): هو المدار الأقرب نسبيًا من سطح الأرض، وعادة ما يكون على ارتفاع أقل من 1000 كيلومتر، ولكن يمكن أن يصل إلى ارتفاع يصل إلى 160 كيلو مترًا فوق الأرض، وهو مستوى منخفض مقارنة بالمدارات الأخرى.
مدار أرضي متوسط (MEO): هو ما بين LEO و GEO لذلك هو متواجد على نطاق أوسع من المدارات، وهو مشابه للمدار الأرضي المنخفض من حيث أنه لا يحتاج إلى اتخاذ مسارات محددة حول الأرض، ويتم استخدامه من قبل مجموعة متنوعة من الأقمار الصناعية مع العديد من التطبيقات المختلفة.
المدار القطبي و المدار المتزامن مع الشمس (SSO): تنتقل الأقمار الصناعية في المدارات القطبية عادة عبر الأرض من الشمال إلى الجنوب بدلًا من الغرب إلى الشرق، وتمر تقريبًا فوق قطبي الأرض ولا يتعين على الأقمار الصناعية الموجودة في مدار قطبي أن تمر بالقطب الشمالي والجنوبي بدقة.
يمكن أن تمر بانحراف في حدود من 20 إلى 30 درجة لا يزال يصنف ذلك على أنه مدار قطبي، يمكن وصفها أنها من المدارات الأرضية المنخفضة حيث تكون على ارتفاع منخفض يتراوح ما بين 200 إلى 1000 كيلومتر.
مدارات النقل ومدار النقل الثابت بالنسبة للأرض (GTO): هي نوع خاص من المدارات يستخدم للانتقال من مدار إلى آخر، وعندما يتم إطلاق الأقمار الصناعية من الأرض وحملها إلى الفضاء بواسطة المركبات لا يتم دائمًا وضع الأقمار الصناعية على مدارها النهائي، في كثير من الأحيان يتم وضعها على ذلك المدار.
نقاط لاغرانج (نقاط L): نقاط لاغرانج وهي مدارات أبعد بكثير أكثر من مليون كيلو متر ولا تدور حول الأرض مباشرة، هذه النقاط بعيدة في الفضاء حيث تتحد مجالات الجاذبية للأرض والشمس بطريقة تجعل المركبات الفضائية التي تحول حولهما مستقرة، وبالتالي يمكن أن تكون راسية بالنسبة للأرض.[6]
