Bahnelement

Die Bahnelemente beschreiben die mittlere Bahn eines Astronomischen Objekts. Die Bewegung wird mit den drei keplerschen Gesetzen behandelt.

Die sechs Bahnelemente

Zur Definition einer störungsfreien Keplerbahn sind 6 Bahnelemente erforderlich. Im Zweikörperproblem (ohne Bahnstörungen durch dritte Körper und nicht-gravitative Einflüsse) genügen diese 6 Bahnelemente.

Bahnstörungen verursachen eine langsame Änderung der 6 Bahnelemente, sodass diese nur oskulierende Elemente sind, das heißt: sich der Keplerellipse nur während eines kurzen Zeitraums anschmiegen. Einige Störungen können durch Angabe zeitlicher Änderungen der Bahnelemente berücksichtigt werden.

Die große Halbachse a

Sie wird im allgemeinen entweder in km oder in AE angegeben.

Beispiel Erdbahn:
große Halbachse = 149,597 Mio. km
= 1 AE

Die numerische Exzentrizität ε

Sie wird auch mit e bezeichnet. Aus ihr ergeben sich

Periapsisdistanz = a * (1 - ε) und

Apoapsisdistanz = a * (1 + ε).

Es kann auch der Exzentrizitätswinkel φ angegeben werden.

sin φ = ε

Die Inklination (Bahnneigung) i

Die Inklination ist der Winkel der Bahnebene zur Referenzebene.

Das Argument des Knotens (Knotenlänge) Ω

Das Argument des Knotens ist der Winkel vom Koordinatennullpunkt der Referenzebene zum aufsteigenden Knoten.

Beispiel:
Die Knotenlänge der Bahn eines Planeten ist die ekliptikale Länge des aufsteigenden Knotens (das ist der Winkel vom Frühlingspunkt zum aufsteigenden Knoten). Die Knotenlänge eines Satelliten ist die Rektaszension (entlang des Erdäquators) bezüglich des Frühlingspunkts.

Das Argument der Periapsis ω

Das Argument der Periapsis ist der Winkel vom aufsteigenden Knoten zur Periapsis. Im Sonnensystem ist es üblicherweise das Argument des Perihels. Für den Mond oder Erdsatelliten ist es das Argument des Perigäums.

Es kann auch die Länge der Periapsis π angegeben werden.

π = Ω + ω

Als gebrochener Winkel; von denen der erste in der Referenzebene, der zweite in der Bahnebene gemessen wird.

Sie ist eine brauchbare Vereinfachung, wenn die Bahnneigung klein ist, zum Beispiel die Perihellänge eines Planeten.

Die Periapsiszeit T

Die Periapsiszeit ist Zeitpunkt des Periapsisdurchgangs oder die Epoche E plus Position.

Ein zusätzliches Bahnelement

Oft wird noch die Bahnperiode oder die mittlere tägliche Bewegung als siebentes Bahnelement angegeben, das sich aber aus der große Halbachse und dem 3. Keplerschen Gesetz ergibt.