Mecanica Celeste

Mecánica celeste

Mecánica celeste
La mecánica celeste es una rama de la astronomía y la mecánica que tiene por objeto el estudio de los movimientos
de los cuerpos en virtud de los efectos gravitatorios que ejercen sobre él otros cuerpos celestes. Se aplican los
principios de la física conocidos como mecánica clásica (Ley de la Gravitación Universal de Isaac Newton). Estudia
el movimientode dos cuerpos, conocido como problema de Kepler, el movimiento de los planetas alrededor del Sol,
de sus satélites y el cálculo de las órbitas de cometas y asteroides.

Breve historia del desarrollo de la mecánica celeste
Kepler fue el primero en desarrollar las leyes que rigen las órbitas a partir de observaciones empíricas del
movimiento de Marte apoyadas, en gran parte, en observacionesastronómicas realizadas por Tycho Brahe. Años
después, Newton desarrolló su ley de gravitación basándose en el trabajo de Kepler.
Isaac Newton introdujo la idea de que el movimiento de los objetos en el cielo, como los planetas, el Sol, y la Luna,
y el movimiento de objetos en la Tierra, como las manzanas que caen de un árbol, podría describirse por las mismas
leyes de la física. En este sentidoél unificó la dinámica celeste y terrestre por eso su Ley de gravitación se llama
Universal.
Usando la ley de Newton de gravitación, se pueden demostrar las leyes de Kepler. Esta demostración es fácil para el
caso de una órbita circular y más difícil para las órbitas elípticas, parabólicas e hiperbólicas. En el caso de la órbita
de dos cuerpos aislados, por ejemplo el Sol y la Tierra,encontrar la situación en un momento posterior, conociendo
previamente la posición y velocidad de la Tierra en un momento inicial, se conoce como el (problema de los dos
cuerpos) y está totalmente resuelto, es decir, hay un conjunto de fórmulas que permiten hacer el cálculo.
Si el número de cuerpos implicados es tres o más el problema no está resuelto. La solución del problema de los
n-cuerpos (quees el problema de encontrar, dado las posiciones iniciales, masas, y velocidades de n cuerpos, sus
posiciones para cualquier instante) no está resuelto por la mecánica clásica. Sólo determinadas simplificaciones del
problema tienen solución general.
Los movimientos de tres cuerpos se pueden resolver en algunos casos particulares. El movimiento de la Luna
influido por el Sol y la Tierra reflejala dificultad de este tipo de problemas y ocupó la mente de muchos astrónomos
durante siglos.

Determinación de órbitas
La mecánica celeste se ocupa de calcular la órbita de un cuerpo recién descubierto y del que se tienen pocas
observaciones; con tres observaciones ya se puede calcular los parámetros orbitales. Calcular la posición de un
cuerpo en un instante dado conocida su órbita es unejemplo directo de mecánica celeste. Calcular su órbita
conocidas tres posiciones observadas es un problema mucho más complicado.
La planificación y determinación de órbitas para una misión espacial interplanetaria también es fruto de la mecánica
celeste. Uno de las técnicas más usadas es utilizar el tirón gravitatorio para enviar a una nave a otro planeta cuando
el combustible del cohete nohubiera permitido tal acción. Se hace pasar a la nave a una corta distancia de un planeta
para provocar su aceleración.

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Mecánica celeste

Ejemplos de problemas
El problema de tres o más cuerpos no es un problema teórico sino que la naturaleza está llena de ellos, lo que nunca
se da en la naturaleza es el problema de dos cuerpos que es una situación irreal que no se produce. Algunosejemplos:
• Movimiento de Alfa Centauri C bajo la acción de la estrella binaria, Alfa Centauri (dos componentes de
aproximadamente la misma masa).
• Movimiento de una sonda espacial aproximándose a un planeta doble, por ejemplo Plutón con su luna Caronte (la
proporción de masa 0,147)
• El movimiento de la nave Apollo 11 en su viaje a la Luna, sometida a la atracción de la Tierra y la Luna.
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