Une orbite elliptique est le mouvement d’un corps autour d’un autre sur une trajectoire de forme ovale. Elle peut être définie comme une orbite de Kepler dont l’excentricité est comprise entre 0 et 1. Dans l’étude de la mécanique céleste, une orbite de Kepler traite des lois et des principes des corps en orbite se déplaçant sous la forme d’une ellipse, d’une hyperbole ou d’une parabole. . En astrodynamique, l’excentricité, parfois appelée première excentricité, d’une orbite est un paramètre qui décrit sa forme et son étirement réels.
Selon les hypothèses et principes standard de l’astrodynamique, une orbite doit avoir une forme de section conique. L’excentricité conique est alors une valeur numérique. Ce nombre représente un angle de projection spécifique, définissant la planéité ou la rondeur d’une orbite elliptique.
L’excentricité d’une orbite elliptique peut également être définie comme une mesure de l’écart d’une orbite par rapport à la forme d’un cercle standard. L’excentricité orbitale pour une orbite circulaire parfaite est de 0. Cette valeur sert de référence pour évaluer la divergence d’une orbite elliptique donnée par rapport au cercle standard.
Le système solaire de la Terre est composé de nombreux satellites naturels tels que des planètes, des lunes, des comètes et des corps tournants similaires. Ces corps orbitent autour de leurs primaires respectives – comme la Terre en orbite autour du Soleil – le long d’une orbite elliptique fixe. Un aperçu général de leur mouvement semble donner une impression d’orbites circulaires. En réalité, cependant, tous les corps célestes suivent strictement des orbites elliptiques, avec des degrés divers de mesures excentriques. Plus la valeur de l’excentricité est élevée, plus la forme de l’orbite elliptique sera plate et allongée.
L’excentricité de l’orbite elliptique de la Terre est actuellement mesurée à 0.0167. Cette faible valeur fait de l’orbite elliptique de la Terre un cercle presque parfait. D’autre part, les valeurs excentriques des comètes sont proches de 1, ce qui rend leurs orbites presque plates et allongées. Dans le cas d’un problème gravitationnel à deux corps, une mesure d’excentricité entre 0 et 1 permet aux deux corps de tourner sur des orbites identiques. Des exemples populaires d’orbites elliptiques sont l’orbite de transfert Hohmann, l’orbite Molniya et l’orbite de la toundra.
Le concept d’orbites elliptiques a été découvert et promu pour la première fois par Johannes Kepler, un scientifique allemand au début du XVIIe siècle. Les résultats ont été publiés dans sa première loi du mouvement planétaire et ont mis en avant d’importantes lois liées aux orbites des corps célestes. Ces découvertes ont aidé les scientifiques à comprendre et à étudier les propriétés d’une orbite elliptique.
L’énergie orbitale spécifique, également appelée énergie vis-à-vis, est définie comme la somme de l’énergie potentielle et de l’énergie cinétique d’un objet en orbite. Pour une orbite elliptique, l’énergie spécifique est négative et est calculée indépendamment de son excentricité. La nature elliptique des orbites planétaires est une caractéristique importante qui détermine les changements saisonniers, les zones de température et les zones climatiques des planètes respectives.