الميل المداري

جزء من سلسلة عن
ديناميكا الفضاء
ميكانيكا المدارات
العناصر المدارية أبسيس حجة الحضيض غرابة الميل متوسط ​​الشذوذ العقد المدارية المحور شبه الرئيسي شذوذ حقيقي
أنواع مدارات الجسمين حسب الانحراف مدار دائري مدار إهليلجي مدار النقل ( مدار نقل هوهمان مدار نقل ثنائي الإهليلجي مدار مكافئ مدار زائدي مدار شعاعي مدار متدهور
المعادلات الاحتكاك الديناميكي سرعة الهروب معادلة كيبلر قوانين كيبلر لحركة الكواكب الفترة المدارية السرعة المدارية الجاذبية السطحية الطاقة المدارية النوعية معادلة فيس-فيفا
ميكانيكا سماوية
التأثيرات الجاذبية مركز الثقل كرة التل الاضطرابات مجال النفوذ
مدارات الجسم N نقاط لاغرانج ( مدارات الهالة ) مدارات ليساجوس مدارات ليابونوف
الهندسة والكفاءة
هندسة ما قبل الطيران نسبة الكتلة جزء الحمولة نسبة كتلة الدافع معادلة صاروخ تسيولكوفسكي
تدابير الكفاءة مساعدة الجاذبية تأثير أوبيرث
المناورات الدفعية المناورة المدارية إدخال المدار
ف ت هـ

يقيس الميل المداري ميل مدار الجسم حول الجسم السماوي. ويُعبر عنه بالزاوية بين المستوى المرجعي والمستوى المداري أو محور اتجاه الجسم المداري.

بالنسبة للقمر الصناعي الذي يدور حول الأرض مباشرة فوق خط الاستواء ، فإن مستوى مدار القمر الصناعي هو نفس مستوى استواء الأرض، وميل مدار القمر الصناعي هو 0 درجة. الحالة العامة للمدار الدائري هي أنه مائل، ويقضي نصف مداره فوق نصف الكرة الشمالي والنصف الآخر فوق نصف الكرة الجنوبي. إذا تأرجح المدار بين خط عرض 20 درجة شمالاً وخط عرض 20 درجة جنوبًا، فإن ميل مداره سيكون 20 درجة.

الميل هو أحد العناصر المدارية الستة التي تصف شكل واتجاه المدار السماوي . إنها الزاوية بين المستوى المداري ومستوى المرجع ، والتي يتم التعبير عنها عادةً بالدرجات . بالنسبة للقمر الصناعي الذي يدور حول كوكب ، يكون مستوى المرجع عادةً هو المستوى الذي يحتوي على خط استواء الكوكب . بالنسبة للكواكب في النظام الشمسي، يكون مستوى المرجع عادةً هو مسار الشمس ، وهو المستوى الذي تدور فيه الأرض حول الشمس. ^{[1] [2]} هذا المستوى المرجعي هو الأكثر عملية للمراقبين على الأرض. لذلك، فإن ميل الأرض، بحكم التعريف، يساوي صفرًا.

يمكن بدلاً من ذلك قياس الميل بالنسبة لمستوى آخر، مثل خط استواء الشمس أو المستوى الثابت (المستوى الذي يمثل الزخم الزاوي للنظام الشمسي، وهو تقريبًا المستوى المداري للمشتري ).

يتم قياس ميل مدارات الأقمار الصناعية الطبيعية أو الاصطناعية بالنسبة إلى المستوى الاستوائي للجسم الذي تدور حوله، إذا كانت تدور بشكل وثيق بما فيه الكفاية. المستوى الاستوائي هو المستوى العمودي على محور دوران الجسم المركزي.

يمكن أيضًا وصف ميل 30 درجة باستخدام زاوية 150 درجة. والاتفاقية هي أن المدار العادي هو مدار تقدمي ، أي مدار في نفس اتجاه دوران الكوكب. تصف الميول التي تزيد عن 90 درجة مدارات رجعية (إلى الخلف). وبالتالي:

• ميل 0 درجة يعني أن الجسم المداري لديه مدار تقدمي في المستوى الاستوائي للكوكب.
• يصف أيضًا المدار التقدمي الميل الأكبر من 0 درجة والأقل من 90 درجة.
• غالبًا ما يُطلق على ميل 63.4 درجة اسم الميل الحرج ، عند وصف الأقمار الصناعية التي تدور حول الأرض، لأن انحراف الأوج لديها يساوي صفرًا . ^[3]
• يعتبر المدار القطبي الذي تبلغ زاوية ميله 90 درجة بالضبط ، حيث تمر المركبة الفضائية فوق أقطاب الكوكب.
• أي ميل أكبر من 90 درجة وأقل من 180 درجة هو مدار تراجعي.
• يعتبر المدار الاستوائي التراجعي ذو الميل 180 درجة بالضبط.

بالنسبة للأقمار الناتجة عن الاصطدام للكواكب الأرضية التي ليست بعيدة جدًا عن نجمها، مع مسافة كبيرة بين الكوكب والقمر، تميل المستويات المدارية للأقمار إلى أن تكون محاذية لمدار الكوكب حول النجم بسبب المد والجزر من النجم، ولكن إذا كانت المسافة بين الكوكب والقمر صغيرة، فقد تكون مائلة. بالنسبة للكواكب الغازية ، تميل مدارات الأقمار إلى أن تكون محاذية لخط استواء الكوكب العملاق، لأنها تشكلت في أقراص محيطية للكواكب. ^[4] بالمعنى الدقيق للكلمة، ينطبق هذا فقط على الأقمار الصناعية العادية. تختلف الأجسام الملتقطة في مدارات بعيدة على نطاق واسع في ميلها، بينما تميل الأجسام الملتقطة في مدارات قريبة نسبيًا إلى أن يكون لها ميل منخفض بسبب تأثيرات المد والجزر والاضطرابات التي تسببها الأقمار الصناعية العادية الكبيرة.

ميل الكواكب الخارجية أو أعضاء أنظمة النجوم المتعددة النجوم هو زاوية مستوى المدار بالنسبة للمستوى العمودي على خط البصر من الأرض إلى الجسم. ^[5]

• إن ميل 0 درجة هو مدار مواجه للأرض، مما يعني أن مستوى مدار الكوكب الخارجي عمودي على خط البصر مع الأرض.
• إن ميل 90 درجة هو مدار حافة، مما يعني أن مستوى مدار الكوكب الخارجي موازٍ لخط البصر مع الأرض.

نظرًا لاستخدام كلمة "ميل" في دراسات الكواكب الخارجية للإشارة إلى ميل خط الرؤية هذا، فإن الزاوية بين مدار الكوكب ومحور دوران نجمه يتم التعبير عنها باستخدام مصطلح "زاوية الدوران المداري" أو "محاذاة الدوران المداري". ^[5] في معظم الحالات، يكون اتجاه محور دوران النجم غير معروف.

نظرًا لأن طريقة السرعة الشعاعية تجد بسهولة أكبر الكواكب ذات مدارات أقرب إلى الحافة، فإن معظم الكواكب الخارجية التي تم العثور عليها بهذه الطريقة لها ميل بين 45 درجة و135 درجة، على الرغم من أن الميل غير معروف في معظم الحالات. وبالتالي، فإن معظم الكواكب الخارجية التي تم العثور عليها بالسرعة الشعاعية لها كتل حقيقية لا تزيد عن 40٪ عن كتلتها الدنيا . ^{[ بحاجة لمصدر ]} إذا كان المدار تقريبًا في مواجهة، وخاصة بالنسبة للكويكبات العملاقة التي تم اكتشافها بالسرعة الشعاعية، فقد تكون هذه الأجسام في الواقع أقزامًا بنية أو حتى أقزامًا حمراء . أحد الأمثلة المحددة هو HD 33636 B، الذي تبلغ كتلته الحقيقية 142 MJ _، وهو ما يتوافق مع نجم M6V، بينما كانت كتلته الدنيا 9.28 _MJ .

إذا كان المدار تقريبًا على الحافة، فيمكن رؤية الكوكب وهو يعبر نجمه.

في الديناميكا الفلكية ، يمكن حساب الميل من متجه الزخم المداري (أو أي متجه عمودي على المستوى المداري ) مثل حيث هو المكون z لـ . ${\displaystyle i}$ ${\displaystyle h}$$${\displaystyle i=\arccos {\frac {h_{z}}{\left|h\right|}}}$$${\displaystyle h_{z}}$${\displaystyle h}$

يمكن حساب الميل المتبادل بين مدارين من خلال ميلهما إلى مستوى آخر باستخدام قاعدة جيب التمام للزوايا .

تمتلك معظم مدارات الكواكب في النظام الشمسي انحرافات صغيرة نسبيًا، سواء فيما يتعلق ببعضها البعض أو بخط استواء الشمس:

جسم		الميل إلى
		مسار الشمس	خط استواء الشمس	المستوى الثابت [6]
الأرضيون ​	الزئبق	7.01 درجة	3.38 درجة	6.34 درجة
	الزهرة	3.39 درجة	3.86 درجة	2.19 درجة
	أرض	0°	7.25 درجة [7]	1.57 درجة
	المريخ	1.85 درجة	5.65 درجة	1.67 درجة
عمالقة الغاز والجليد	كوكب المشترى	1.31 درجة	6.09 درجة	0.32 درجة
	زحل	2.49 درجة	5.51 درجة	0.93 درجة
	أورانوس	0.77 درجة	6.48 درجة	1.02 درجة
	نبتون	1.77 درجة	6.43 درجة	0.72 درجة
الكواكب الصغيرة	بلوتو	17.14 درجة	11.88 درجة	15.55 درجة
	سيريس	10.59 درجة		9.20 درجة
	بالاس	34.83 درجة		34.21 درجة
	فيستا	5.58 درجة		7.13 درجة

من ناحية أخرى، يميل الكوكبان القزمان بلوتو وإيريس إلى مسار الشمس بمقدار 17 درجة و44 درجة على التوالي، ويميل الكويكب الكبير بالاس بمقدار 34 درجة.

في عام 1966، نشر بيتر جولدريتش ورقة بحثية كلاسيكية عن تطور مدار القمر ومدارات الأقمار الأخرى في النظام الشمسي. ^[8] أظهر أنه لكل كوكب، توجد مسافة بحيث تحافظ الأقمار الأقرب إلى الكوكب من تلك المسافة على ميل مداري ثابت تقريبًا فيما يتعلق بخط استواء الكوكب (مع تقدم مداري يرجع في الغالب إلى التأثير المد والجزر للكوكب)، في حين تحافظ الأقمار الأبعد على ميل مداري ثابت تقريبًا فيما يتعلق بمسير الشمس (مع تقدم مداري يرجع في الغالب إلى التأثير المد والجزر للشمس). الأقمار في الفئة الأولى، باستثناء قمر نبتون تريتون ، تدور بالقرب من المستوى الاستوائي. وخلص إلى أن هذه الأقمار تشكلت من أقراص تراكم استوائية . لكنه وجد أن القمر، على الرغم من أنه كان ذات يوم داخل المسافة الحرجة من الأرض، لم يكن له مدار استوائي أبدًا كما هو متوقع من سيناريوهات مختلفة لأصله . يُطلق على هذه المشكلة اسم مشكلة ميل القمر، والتي تم اقتراح حلول مختلفة لها منذ ذلك الحين. ^[9]

بالنسبة للكواكب والأجرام السماوية الدوارة الأخرى، فإن زاوية المستوى الاستوائي بالنسبة للمستوى المداري - مثل ميل أقطاب الأرض نحو الشمس أو بعيدًا عنها - تسمى أحيانًا بالميل، ولكن المصطلحات الأقل غموضًا هي الميل المحوري أو الانحراف.

• نظام الإحداثيات الأفقية
• التوازي المحوري
• إمالة محورية
• السمت
• زاوية بيتا
• مدارات كيبلر
• آلية كوزاي
• تغير الميل المداري
• القطب المداري
• كارثة المكوك الفضائي كولومبيا: إجراءات الطوارئ المحتملة