مدار قطبي

المدار القطبي هو مدار يمر فيه القمر الصناعي فوق قطبي الجسم الذي يدور حوله (عادةً كوكب مثل الأرض ، ولكن قد يكون جسماً آخر مثل القمر أو الشمس ) أو بالقرب منهما، وذلك في كل دورة. ويميل هذا المدار بزاوية تتراوح بين 80 و90 درجة تقريباً بالنسبة لخط استواء الجسم . ^{[ 1 ]}

يتطلب إطلاق الأقمار الصناعية في مدار قطبي مركبة إطلاق أكبر حجماً لحمل حمولة معينة إلى ارتفاع محدد مقارنةً بالمدار شبه الاستوائي على نفس الارتفاع، وذلك لعدم إمكانية الاستفادة من سرعة دوران الأرض . وبحسب موقع الإطلاق وميل المدار القطبي ، قد تفقد مركبة الإطلاق ما يصل إلى 460 م/ث من دلتا-في ، أي ما يقارب 5% من دلتا-في اللازمة للوصول إلى مدار أرضي منخفض . 

تُستخدم المدارات القطبية لرسم خرائط الأرض ، وأقمار الاستطلاع ، وكذلك لبعض أقمار الأرصاد الجوية . ^{[ 2 ]} وتستخدم كوكبة أقمار إيريديوم الصناعية مدارًا قطبيًا لتوفير خدمات الاتصالات.

تختار الأقمار الصناعية التي تدور في مدارات شبه قطبية عادةً مدارًا متزامنًا مع الشمس ، حيث يحدث كل مرور مداري متتالٍ في نفس التوقيت المحلي من اليوم. في بعض التطبيقات، مثل الاستشعار عن بُعد ، من المهم ألا تتداخل التغيرات الزمنية مع تغيرات التوقيت المحلي. يتطلب الحفاظ على نفس التوقيت المحلي في كل مرور أن تكون فترة المدار قصيرة قدر الإمكان، وهو ما يستلزم مدارًا منخفضًا. مع ذلك، تتلاشى المدارات المنخفضة جدًا بسرعة بسبب مقاومة الغلاف الجوي. تتراوح الارتفاعات الشائعة الاستخدام بين 700 و800  كيلومتر، مما ينتج عنه فترة مدارية تبلغ حوالي 100 دقيقة. ^{[ 3 ]} يستغرق نصف المدار على جانب الشمس 50 دقيقة فقط، لا يتغير خلالها التوقيت المحلي بشكل كبير.

للحفاظ على مدار متزامن مع الشمس أثناء دوران الأرض حولها على مدار العام، يجب أن يتقدم المدار حول الأرض بنفس المعدل (وهذا غير ممكن إذا مر القمر الصناعي مباشرة فوق القطب). وبسبب انتفاخ الأرض عند خط الاستواء ، فإن المدار المائل بزاوية طفيفة يتعرض لعزم دوران ، مما يسبب التقدم . وتنتج زاوية حوالي 8 درجات من القطب التقدم المطلوب في مدار مدته 100 دقيقة. ^{[ 3 ]}

يُطلق على عدم التوافق بين مستوى دوران النجم المضيف ومستوى مدار الكوكب اسم الميل المحوري ، ويُقاس عادةً باستخدام تأثير روسيتر-ماكلوغلين . حوالي 10% من الكواكب الخارجية لديها ميل محوري يتراوح بين 80 و125 درجة. ^{[ 4 ]} نصف هذه الكواكب تقريبًا دافئة، بحجم نبتون أو أكبر منه . ^{[ 5 ]} من أمثلة الكواكب الخارجية ذات المدارات شبه القطبية: GJ 3470b ، وTOI-858Bb ، و WASP-178b ، ^{[ 6 ]} وHD 3167c+d ، ^{[ 7 ]} وTOI-640b ، ^{[ 8 ]} وMASCARA-1 b ، ^{[ 9 ]} و GJ 436b . ^{[ 10 ]}

يُفسر أحد التفسيرات عدم اصطفاف القرص المحيط بالنظام الثنائي الذي يُشكل الكواكب. فعندما يندمج النظام الثنائي المركزي ليُصبح نجمًا واحدًا، يبقى القرص وأي كواكب مُتشكلة في مدار قطبي. ^{[ 11 ]} وقد أظهرت دراسة أن الأقراص المحيطة بالأنظمة الثنائية تصطف مع أنظمة ثنائية ذات فترة مدارية قصيرة تقل عن 20 يومًا. أما الأقراص المحيطة بالأنظمة الثنائية ذات الفترة المدارية التي تزيد عن 30 يومًا، فقد أظهرت نطاقًا واسعًا من الاصطفافات، بما في ذلك الأقراص القطبية. ^{[ 6 ]} ويُفسر تفسير آخر كيف يُمكن لكوكب بحجم نبتون أن يدخل في مدار قطبي في نهاية تكوين الكواكب. ويحدث هذا نتيجةً للرنين مع قرص كوكبي أولي في نظام يحتوي على كوكب خارجي إضافي. ^{[ 12 ] [ 5 ]}

في أبريل 2025، أعلن علماء الفلك، باستخدام جهاز UVES التابع للمرصد الأوروبي الجنوبي (ESO) والمثبت على التلسكوب الكبير جدًا (VL)، عن أدلة قوية على وجود كوكب يدور حول نجمين قزمين بنيين هما 2M1510 AB. يُطلق على هذا الكوكب اسم 2M1510(AB)b، أو ببساطة 2M1510b. يتميز مدار الكوكب بكونه مدارًا قطبيًا حول نظام ثنائي، وهي أول حالة من نوعها يتم اكتشافها. وقد تم هذا الاكتشاف بفضل قياسات السرعة الشعاعية التي أظهرت ترنحًا تراجعيًا لمحور الأوج للنجمين القزمين البنيين، وهو ما لم يكن بالإمكان تفسيره بوجود النجم المرافق الخارجي.

• قائمة المدارات
• مدار مولنيا
• مدار التندرا
• قاعدة فاندنبرغ الجوية ، وهي موقع إطلاق رئيسي للولايات المتحدة للمدارات القطبية

• ميكانيكا المدارات (تكنولوجيا الصواريخ والفضاء)