Собственные орбитальные элементы или собственные элементы орбиты — это константы движения объекта в пространстве, которые остаются практически неизменными в течение астрономически длительного времени. Этот термин обычно используется для описания трех величин:
Собственные элементы можно противопоставить оскулирующим кеплеровским орбитальным элементам, наблюдаемым в определенное время или эпоху , таким как большая полуось , эксцентриситет и наклонение . Эти оскулирующие элементы изменяются квазипериодическим и (в принципе) предсказуемым образом из-за таких эффектов, как возмущения от планет или других тел, и прецессия (например, прецессия перигелия ). В Солнечной системе такие изменения обычно происходят в масштабах времени в тысячи лет, в то время как собственные элементы должны быть практически постоянными в течение как минимум десятков миллионов лет.
Для большинства тел оскулирующие элементы относительно близки к собственным элементам, поскольку эффекты прецессии и возмущения относительно малы (см. диаграмму). Для более чем 99% астероидов в поясе астероидов различия составляют менее 0,02 а.е. (для большой полуоси a ), 0,1 (для эксцентриситета e ) и 2° (для наклона i ). Тем не менее, эта разница не является незначительной для любых целей, где важна точность. Например, астероид Церера имеет оскулирующие элементы орбиты (на эпоху 26 ноября 2005 г.)
в то время как его собственные орбитальные элементы (независимо от эпохи) [1]
Примечательным исключением из этого правила малой разницы являются астероиды, лежащие в щелях Кирквуда , которые находятся в сильном орбитальном резонансе с Юпитером.
Чтобы вычислить правильные элементы для объекта, обычно проводят детальное моделирование его движения на протяжении нескольких миллионов лет. Такое моделирование должно учитывать множество деталей небесной механики, включая возмущения планет. Затем из моделирования извлекаются величины, которые остаются неизменными на протяжении этого длительного периода времени; например, среднее наклонение, средний эксцентриситет и средняя большая полуось. Это правильные элементы орбиты. [ необходима цитата ]
Исторически, были сделаны различные приблизительные аналитические расчеты, начиная с расчетов Киёцугу Хираямы в начале 20-го века. Более поздние аналитические методы часто включали тысячи возмущающих поправок для каждого конкретного объекта. В настоящее время метод выбора заключается в использовании компьютера для численного интегрирования уравнений небесной динамики и извлечения констант движения непосредственно из численного анализа предсказанных положений.
В настоящее время наиболее заметное использование собственных орбитальных элементов происходит в изучении семейств астероидов , следуя по стопам пионерской работы Хираямы. Астероид 132 Aethra, пересекающий Марс , является астероидом с наименьшим номером, не имеющим никаких собственных орбитальных элементов.
