Definición de Orbita

Ángel Zamora Ramírez
Licenciado en Física

Una órbita es una trayectoria que describe un cuerpo que se encuentra bajo la influencia de una fuerza central, generalmente, bajo la influencia de la fuerza gravitatoria que otro cuerpo masivo ejerce sobre el cuerpo en cuestión.

La gravedad es la fuerza que moldea el Universo a gran escala. Al ser una fuerza relevante en cada rincón del Universo, a dondequiera que miremos podemos encontrar cuerpos describiendo órbitas. Tan solo en nuestro Sistema Solar, nuestro planeta Tierra y el resto de los planetas se mueven en órbitas alrededor del Sol. Al mismo tiempo, nuestro sistema solar se mueve en torno al centro de la Vía Láctea. Por esta razón, el estudio de las órbitas es fundamental para entender el movimiento de los astros.

La historia de las órbitas

El concepto de órbita apareció junto con la teoría heliocéntrica. En el Siglo XVI el astrónomo y matemático Nicolás Copérnico desafió a la tradición geocéntrica basada en el modelo ptolemaico del movimiento celeste. Copérnico se basó en evidencia recopilada por varios años para proponer que la Tierra y el resto de planeta se movían alrededor del Sol en trayectorias llamadas “órbitas”.

En el modelo copernicano las órbitas de los planetas eran perfectamente circulares y el Sol se encontraba justo en el centro de ellas. A pesar de que este modelo brindaba una forma más simple y sencilla de describir el movimiento de los cuerpos celestes, también contaba con imprecisiones que lo hacían incompatible con ciertas mediciones y observaciones. Esto hizo que muchos siguieran prefiriendo el modelo ptolemaico para ciertas situaciones.

Durante ese mismo siglo el astrónomo alemán Johannes Kepler utilizó años de datos astronómicos recolectados por su mentor Tycho Brahe para realizar mediciones más precisas del movimiento de los planetas. Tras hacer esto, Kepler se dio cuenta que las mediciones se ajustaban mejor con un modelo en el que los planetas se movían en órbitas elípticas, y no circulares como lo proponía Copérnico.

Fue de este trabajo de donde Kepler formuló sus tres leyes del movimiento planetario. Particularmente, la primera ley de Kepler establece que los planetas describen órbita elíptica alrededor del Sol con este situado en uno de los focos de la elipse. El modelo de Kepler encajaba perfectamente con las observaciones y desde entonces fue resuelto el misterio del movimiento plantario. Las ideas de Kepler fueron comprobadas cuando Isaac Newton formuló su Ley de Gravitación Universal y puso sobre la mesa un mecanismo que explicaba el movimiento de los cuerpos celestes.

Tipos de órbitas

Según la geometría

Existen muchos tipos de órbitas que se clasifican de acuerdo con varios criterios. Primero tenemos a los distintos tipos de órbita de acuerdo con su geometría, estos son:

– Órbita circular: Como su nombre lo describe, consiste en una trayectoria perfectamente circular que un cuerpo describe cuando se encuentra bajo la influencia de una fuerza central. En la naturaleza es raro encontrar este tipo de órbita, pero algunas órbitas elípticas cuya excentricidad es cercana a cero.

– Órbita elíptica: Es el tipo de órbita más común y es la que describen los astros que se encuentran ligados gravitacionalmente a otros cuerpos. Dentro de este tipo de órbita se pueden identificar “órbitas altamente elípticas” cuya excentricidad es cercana a uno.

– Órbita parabólica: Son aquellas cuya excentricidad es igual a 1. Este tipo de órbita se obtiene cuando un cuerpo en movimiento es influido por la atracción gravitatoria de otro cuerpo. En este escenario pueden ocurrir dos cosas, o bien el cuerpo en movimiento es capturado por el segundo, o dicho cuerpo puede escapar de la influencia gravitatoria.

– Órbita hiperbólica: Son órbitas cuya excentricidad es mayor a 1. Las órbitas hiperbólicas aparecen cuando un cuerpo masivo atrae gravitacionalmente a otro cuerpo en movimiento y este último tiene una velocidad mayor a la velocidad de escape del primero. Este tipo de órbita es fundamental para impulsar naves o sondas espaciales utilizando la asistencia gravitatoria de cuerpos celestes.

Según del cuerpo vinculante

También podemos clasificar a las órbitas dependiendo del cuerpo alrededor del cual están orbitando. De acuerdo con esto podemos identificar:

– Órbita heliocéntrica: Son órbitas en las que el Sol se encuentra en su centro o en uno de sus focos. Ejemplos de este tipo de órbita son las descritas por los planetas, los cometas y otros cuerpos del sistema solar.

– Órbita geocéntrica: Son aquellas órbitas descritas por cuerpos que se mueven entorno a nuestro planeta, como es el caso de la Luna y otros satélites artificiales. Dentro de esta misma categoría se pueden clasificar otro tipo de órbitas. Un ejemplo de esto son las “órbitas geosíncronas” cuyo periodo orbital es igual al periodo de rotación de nuestro planeta. Los cuerpos con órbitas geosíncronas siempre se encuentran por encima del mismo punto geográfico de nuestro planeta y son fundamentales para la transmisión de datos por vía satélite.

– Órbita lunar: Como su nombre lo indica, son órbitas que describen cuerpos que se mueven alrededor de la Luna. Entender las órbitas lunares fue fundamental para poder explorar a nuestro satélite natural.

Por: Ángel Zamora Ramírez. Licenciado en Física egresado de la Universidad de Colima. Maestro en Ciencias en Ingeniería y Física Biomédicas egresado del CINVESTAV. Amante de la divulgación científica.

Art. actualizado: Mayo 2024; sobre el original de diciembre, 2009.

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