Orbite elliptique
Description
L'orbite de la Terre forme une ellipse dans laquelle le Soleil se trouve à l'un des foyers :
Le plan contenant l'orbite est appelé l'écliptique.
Le point le plus éloigné du Soleil est appelé aphélie (7 juillet), tandis que le point le plus proche est appelé périhélie (3 janvier). Les points médians où la Terre passe par le point où le rayon coïncide avec le demi-grand axe sont appelés les solstices.
Les rayons sont désignés par le grand demi-axe (a) et le petit demi-axe (b).
Les paramètres de l'orbite sont les suivants :
Paramètres | Variable | Valeur
|:---------------|:----------|:-----------:
Demi-grand axe | $a$ | $149 598 000 km$
Demi-petit axe | $b$ | $149 577 000 km$
Aphélie | | $152,1 \times 10^6 km$
Périhélie | | $147,1 \times 10^6 km$
Excentricité de l'orbite | $\epsilon$ | $0,0167$
Période | $T$ | $365,256 jours$
Vitesse moyenne | | $29 780 m/s$
ID:(3079, 0)
Façon de construire une ellipse
Description
On peut dessiner une ellipse en fixant une corde à deux points (les foyers) et en étendant la corde au maximum, puis en traçant des points autour des deux foyers à l'aide d'un crayon:
ID:(3081, 0)
Coordonnées d'orbite
Description
La position de la Terre est décrite en fonction des coordonnées $(x, y)$, en prenant le centre de l'ellipse comme origine:
ID:(3080, 0)
Coordonnée terrestre $x$
Équation
La coordonnée $x$ de la position de la Terre en fonction du temps $t$ est exprimée:
$x=a\,\cos\left(\displaystyle\frac{2\pi t}{T}\right)$ |
ID:(4658, 0)
Coordonnée terrestre $y$
Équation
La coordonnée $y$ de la position de la Terre en fonction du temps $t$ est exprimée:
$y=a\,\sin\left(\displaystyle\frac{2\pi t}{T}\right)$ |
ID:(4659, 0)
Distance Soleil-Terre
Équation
La distance entre le Soleil et la Terre, notée $r$, peut être calculée à partir du carré des coordonnées :
où les coordonnées sont définies comme suit :
$x=a\,\cos\left(\displaystyle\frac{2\pi t}{T}\right)$ |
et en utilisant la formule :
$y=a\,\sin\left(\displaystyle\frac{2\pi t}{T}\right)$ |
nous obtenons :
$r=\sqrt{a^2\sin^2\left(\displaystyle\frac{2\pi t}{T}\right)+b^2\cos^2\left(\displaystyle\frac{2\pi t}{T}\right)}$ |
Dans ce cas, $a$ représente le demi-grand axe, $b$ le demi-petit axe et $T$ la période orbitale.
Pour comparer, les distances moyennes du Soleil aux planètes sont répertoriées ci-dessous :
Planète | Rayon de l'orbite [km] | Période [années]
|:-----------|:---------------------------------------------:|:----------------------:
Mercure | 5.7909227E+7 | 0.2408467
Vénus | 1.08209475E+8 | 0.61519726
Terre | 1.49598262E+8 | 1.0000174
Mars | 2.27943824E+8 | 1.8808476
Jupiter | 7.78340821E+8 | 11.862615
Saturne | 1.426666422E+9 | 29.447498
Uranus | 2.870658186E+9 | 84.016846
Neptune | 4.498396441E+9 | 164.79132
Source : NASA/Lunar and Planetary Institute
ID:(4660, 0)
Excentricité orbitale
Description
Étant donné que l'orbite est une ellipse, elle présente un degré de déformation mesuré par son excentricité.
Les valeurs pour les différents planètes sont indiquées ci-dessous :
Planète | Excentricité [-]
|:-----------|:------------------:|
Mercure | 0,20563593
Vénus | 0,00677672
Terre | 0,01671123
Mars | 0,0933941
Jupiter | 0,04838624
Saturne | 0,05386179
Uranus | 0,04725744
Neptune | 0,00859048
Source : NASA/Lunar and Planetary Institute
Par conséquent, presque toutes les planètes ont une orbite approximativement circulaire.
ID:(3088, 0)
Inclinaison de l'axe terrestre
Description
L'axe de la Terre présente une inclinaison de 23,5 degrés par rapport à l'écliptique.
L'inclinaison de l'axe est la raison pour laquelle la radiation reçue par chaque hémisphère de la planète varie entre le moment où la planète se trouve au périhélie et à l'aphélie.
Les valeurs d'inclinaison pour différentes planètes sont listées ci-dessous :
Planète | Inclinaison [degrés]
|:--------|:--------------------------:|
Mercure | 0
Vénus | 177,3
Terre | 23,4393
Mars | 25,2
Jupiter | 3,1
Saturne | 26,7
Uranus | 97,8
Neptune | 28,3
Remarque : Les valeurs supérieures à 90 degrés correspondent à des "rotations rétrogrades", c'est-à-dire des rotations dans le sens opposé.
Source : NASA/Lunar and Planetary Institute
ID:(3085, 0)