Astronomie: Bahnelemente

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Gehört zu: Himmelsmechanik
Siehe auch: Sonnensystem

Stand: 11.06.2024

Was sind Bahnelemente?

Bahnelemente sind Werte, die die Bahn eines Körpers im Sonnensystem (Planet, Komet, Asteroid,…) beschreiben sollen.

Statt “im Sonnensystem” kann man auch analog andere himmelsmechanische Systeme betrachten z.B. den Jupiter mit seinen Monden, die Sterne, die um das Galaktische Zentrum kreisen etc.

Im Sonnensystem nimmt man gern die Bahn der Erde (Ekliptik) um die Sonne als Referenzobjekt. Dabei werden folgende Begriffe verwendet:

  • Knotenlinie: Schnittline der Bahnebene zur Ekliptikebene (Erdbahnebene)
  • Perihel bzw. Aphel: Sonnennächster bzw. sonnenfernster  Punkt der Bahn
  • Apsidenlinie: Verbindungslinie Perihel-Aphel

Als Bahnelemente bezeichnet man dann:

  • Lage der Bahn im Raum
    • Inklination: Neigung der Bahnebene gegen die Ekliptikebene
    • Länge des aufsteigenden Knotens: Heliozentrischer Winkel zwischen aufsteigendem Knoten und dem Frühlingspunkt (gemessen in der Ekliptikebene)
    • Perihellänge (auch: Argument des Perihels): Heliozentrischer Winkel zwischen Perihel und aufsteigendem Knoten (gemessen in der Bahnebene)
  • Gestalt der Bahn
    • Länge der großen Halbachse der Ellipsenbahn
    • Exzentrizität der Ellipsenbahn
  • Zeitpunkt eines Periheldurchgangs

Zur Bestimmung der Bahn benötigt man sechs Bahnelemente. Carl Friedrich Gauß (1777-1855) hat gezeigt, wie aus drei vollständigen Positionsbestimmungen diese sechs Bahnelemente gefunden werden können.

Zur Verdeutlichung, was “Lage im Raum” bedeutet, finden wir bei Astrodictum Simplex  folgende schöne Diagramme:

Copyright: http://www.astrodicticum-simplex.de/wordpress/2008/02/04/basics-bahnelemente/

Abbildung 1: Inklination (Astrodictum Simplex)

Abbildung 2: Länge des Aufsteigenden Knotens (Astrodictum Simplex)

Abbildung 3: Perihel (Astrodictum Simplex)