运动轨道知识

开普勒当年为太阳系天体立下了3条必须遵循的“法律”，其中第二条就是说，在太阳系内运动速度不太大的天体，在太阳引力的作用下，它的轨道一定是一个椭圆，而且太阳正好就在这个椭圆的一个焦点上（如图所示）。当然实际的情况要复杂一些，因为太阳系内除了太阳以外，还有其他天体，它们也有吸引力，天文上称之为“摄动”。考虑了摄动的影响后，天体的轨道严格讲来就不再是一个封闭的椭圆，甚至都无法用平面问题来描述。但是这只有在作深入的科学研究时，才必须这样“面面俱到”的进行考虑，因为即使是像木星那样最大的行星，其质量也只有太阳的千分之一，故摄动引起行星轨道的改变一般并不大，往往可以忽略。因此，一般人们总是把小行星的轨道也画成一个椭圆。

要描述小行星的轨道，通常要算出它的“轨道根数”。轨道根数又称轨道要素，一共有6个量。在轨道要素全部确定后，小行星每时每刻的位置就能了如指掌。

小行星的三个重要轨道要素

要完全描述行星的运动，需要知道6个轨道要素，为简单起见我们只介绍3个重要的轨道要素。

1轨道倾角i：这个根数表示天体轨道所在的平面与地球轨道平面——黄道面所交的角度。对大行星来说，除了水星和冥王星外，i都不到3°30′。而彗星的i角常有好几十度，甚至超过90°变成由东向西“逆行”的。小行星的轨道倾角则介于大行星和彗星之间。

2轨道半长径a：这表示了天体轨道的大小，其值是轨道椭圆长轴（AB）的一半（等OA），也就等于SC，也就是天体到太阳的平均距离。顺便指出，a的大小还直接决定了天体绕太阳一周的时间（公转周期）。因为如前所说，开普勒为天体规定的第三条“法律”是：如果a用天文单位表示，周期T用年表示，则有T2＝a3。

3轨道偏心率e：它表示椭圆的形状。e越大，椭圆越扁，e=1，则椭圆变成了抛物线，e越小，椭圆越接近于圆，实际上，正圆就是椭圆在e=0的特殊情形。S表示太阳，则e=OS／OA=OS／a。

还要介绍一下，椭圆长轴靠近太阳的一端点（A4）叫近日点（A是椭圆上离S最近的一点）。AS的长度就叫近日距，另一端点B即叫远日点，BS就是远日距，从开普勒立的第二条“法律”可以推出，天体在近日点处，运动速度会加快，在远日点时，速度会变慢。

还有两个量：升交点黄经Ω和近日点角距ω，我们标在图上，但不作详细介绍了。