ORBITA 

In fisica, un'orbita è il percorso incurvato dalla gravitazione di un oggetto attorno a un punto nello spazio, ad esempio l'orbita di un pianeta attorno al centro di un sistema stellare, come il Sistema Solare. Le orbite dei pianeti sono normalmente ellittiche.

L'attuale comprensione della meccanica del moto orbitale è basata sulla teoria della relatività generale di Albert Einstein, che spiega come la gravità sia dovuta alla curvatura dello spazio-tempo, con orbite che seguono le geodetiche. Per comodità di calcolo, la relatività è di solito approssimata con la legge di gravitazione universale, basata sulle leggi di Keplero relative al moto dei pianeti.

meccanismo di un orbita:

Ci sono alcuni modi comuni per comprendere le orbite:

• Quando l'oggetto si sposta lateralmente, cade verso il corpo centrale. Tuttavia, si muove così rapidamente che il corpo centrale si incurva sotto di esso.
• La gravità attira l'oggetto lungo un percorso incurvato quando esso tenta di muoversi lungo una linea retta.
• Quando l'oggetto si muove lateralmente (tangenzialmente), cade verso il corpo centrale. Tuttavia, esso ha sufficiente velocità tangenziale per mancare l'oggetto attorno a cui orbita, continuando a cadere senza soluzione di continuità. Questa visione è particolarmente utile per l'analisi matematica, in quanto il moto dell'oggetto può essere descritto come la somma di tre coordinate unidimensionali oscillanti attorno ad un centro gravitazionale.

Fionda Gravitazionale

Si chiama fionda gravitazionale una tecnica di volo spaziale che utilizza la gravità di un pianeta per alterare il percorso e la velocità di un veicolo spaziale. È comunemente usata per raggiungere i pianeti esterni del sistema solare, il cui raggiungimento sarebbe proibitivo se non addirittura impossibile con le tecnologie attuali, essenzialmente per un motivo di costi e tempi troppo lunghi. È anche chiamato gravity-assist or fly-by e si utilizza con profitto con pianeti dotati di grande massa.

Per ottenere l'effetto fionda, il veicolo spaziale deve effettuare un ravvicinato fly-by (sorvolo) del pianeta. Consideriamo una sonda diretta verso un pianeta, per esempio Giove. Quando la sonda si avvicina a Giove, la gravità del pianeta la attrae aumentando la sua velocità. Dopo aver passato il pianeta, la gravità continua ad attrarre il veicolo, rallentandolo. L'effetto sulla velocità, se il pianeta fosse fermo, sarebbe nullo (come deve essere dalla conservazione dell'energia), mentre cambia la direzione del veicolo, ovviamente.

Tenendo conto però che i pianeti non stanno fermi, ma si muovono nelle loro orbite attorno al Sole, succede che la velocità non cambia se misurata in riferimento a essi, mentre è differente se la si misura rispetto al Sole. Il guadagno di energia cinetica è spiegato dal fatto che è il pianeta a perdere parte della propria, rallentando il suo moto di rivoluzione e stringendo la sua orbita, anche se in maniera del tutto impercettibile. Questo perché il trasferimento di energia dal pianeta al veicolo è inversamente proporzionale alle masse: il pianeta perde così una quantità irrisoria di energia, lasciando praticamente invariata la propria orbita. In base alla traiettoria, l'astronave può guadagnare fino a due volte la velocità orbitale del pianeta. 

Un'analogia terrestre è fornita da una pallina da tennis che rimbalza contro un treno in movimento. Si immagini di lanciare una pallina a 30 km/h verso un treno in avvicinamento a 50 km/h. Il conduttore del treno vede la pallina avvicinarsi a 80 km/h, per poi allontanarsi a 80 km/h, dopo che la pallina è rimbalzata elasticamente contro la parte anteriore del treno. A causa del movimento del treno, tuttavia, l'allontanamento della pallina è a 130 km/h rispetto alla stazione. 

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