Cos'è la determinazione dell'orbita?

In astronomia, la determinazione dell'orbita significa prevedere il modo in cui gli oggetti nello spazio orbitano a vicenda.Esistono diversi metodi per fare queste previsioni.Il metodo di determinazione dell'orbita iniziale è il metodo più semplice e richiede due misurazioni per trovare la direzione e la velocità di un corpo in orbita.Il metodo dei minimi quadrati è più accurato ma richiede molte stime della stessa orbita per produrre una previsione della direzione, della velocità e dell'orbita.Il metodo di elaborazione sequenziale è il più accurato e richiede molte stime di errori di orbita dai modelli precedenti.Questo metodo produce nuovi modelli orbitali che tengono conto dei vari fattori che causano errori di orbita, come piccole collisioni con polvere di spazio.

L'applicazione della determinazione dell'orbita va dai satelliti di posizionamento globale (GPS) alle orbite a stelle binarie.L'erbita l'erbita può causare gravi problemi nel sistema GPS e deve essere costantemente monitorato.Gli oggetti programmati di scontrarsi con la Terra dovrebbero essere previsti con metodi di determinazione orbitale prima dell'impatto.

La determinazione dell'orbita iniziale è stata utilizzata nel corso della storia e sviluppata indipendentemente da molti astronomi.È stato usato da Johannes Kepler per trarre le sue tre leggi sul moto planetario.Il primo modello di orbita accurato per il pianeta Marte è stato anche sviluppato usando la determinazione dell'orbita iniziale.

Da quando è stato sviluppato per la prima volta da Carl Friedrich Gauss nel 1801, il metodo meno quadrato ha sostituito l'uso della determinazione iniziale dell'orbita.Un periodo orbitale è un ciclo completo di un'orbita.Il metodo meno quadrato mostra che tra periodi orbitali completi ci sono sempre errori che si formano a causa di forze sconosciute e interazioni del corpo orbitante durante il viaggio.La determinazione dell'orbita iniziale non tiene conto dei dati precedenti.È solo il primo passo nella determinazione dell'orbita moderna perché il metodo meno quadrato calcola l'erbita dell'orbita.

Il metodo di elaborazione sequenziale è più preferito a causa della modellazione del computer.Con questo metodo e il teorema di Sherman, gli astronomi sviluppano modelli orbitali con l'uso di computer per trovare la posizione futura, la velocità, la direzione e l'errore orbitale con dati molto limitati.Il teorema di Sherman richiede un altro passaggio matematico al metodo di elaborazione sequenziale, chiamato linearizzazione.

La matematica complessa e i dati estesi richiesti per l'uso del metodo di elaborazione sequenziale spesso non sono disponibili, quindi gli astronomi producono stime per il metodo di elaborazione sequenziale.Ciò riduce la difficoltà della determinazione dell'orbita ma aumenta leggermente l'erbita.Questo processo è chiamato referenziazione della stima statale.Gli astronomi usano il riferimento di stima dello stato e la linearizzazione solo quando i dati orbitali che stanno studiando sono troppo piccoli per utilizzare i metodi non lineari di elaborazione sequenziale.