MECANICA CELESTE NOTAS DE CLASE

Geodesia por Satélites

EL MOVIMIENTO ORBITAL: PRINCIPIOS Y CONSIDERACIONES

Prof. MSc.-Ing. Víctor J. Cioce P.

marzo de 2012

Introducción

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Introducción

INTRODUCCIÓN
• Los métodos satelitales dependen en gran medida del conocimiento que se tenga sobre la
órbita de los satélites artificiales utilizados.
• Se entiende por órbita la trayectoria que describe un cuerpo alrededor deotro cuando
una determinada fuerza está presente.
• La Mecánica Celeste es quien ha permitido comprender la manera en la cual se
comportan los objetos en el Universo, en términos de su movimiento.
• Es importante la comprensión de tópicos relacionados con el movimiento orbital
kepleriano (orbita normal), orbitas perturbadas, integración o determinación de órbitas y
cálculo de efemérides.

GS/VJCP-3Introducción

• En la Geodesia por Satélites, la posición de
los satélites en función del tiempo debe
ser conocida para la determinación de:
1. Coordenadas geocéntricas de los
puntos de observación.

2. Parámetros del campo gravitatorio
terrestre y geoide.
3. Trayectoria
de
los
vehículos
espaciales, aéreos, terrestres o
marinos que realicen navegación en
tiempo real.
4. Orientación del cuerpoterrestre en
el espacio exterior.

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Fundamentos de la Mecánica Celeste

FUNDAMENTOS DE LA MECÁNICA CELESTE
MECÁNICA

rama de la Física que describe el movimiento de los cuerpos y su evolución en el tiempo
bajo la acción de determinadas fuerzas

Mecánica Celeste: Rama de la Astronomía que se encarga de estudiar, analizar y predecir el
movimiento de los cuerpos celestes, es decir, estudialos movimientos orbitales y
rotacionales de los objetos presentes en el espacio i.e. sistemas estelares, galaxias,
planetas, cometas y otros, lógicamente, también se incluyen satélites naturales y
artificiales.

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Fundamentos de la Mecánica Celeste

Precursores de la Mecánica Celeste

Tycho Brahe
Johannes Kepler
Isaac Newton
Albert Einstein
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Fundamentos de la Mecánica Celeste

•Siendo una ciencia basada en la observación, sus principios se encuentran en aspectos
propios de la Física.
• A partir de la Mecánica Newtoniana y la Ley de Gravitación Universal, la Mecánica Celeste
logra estudiar los objetos de su interés desde lo sencillo hasta lo complejo.
• La Mecánica Newtoniana estudia el movimiento de los cuerpos en un espacio euclidiano
tridimensional al cual se asociaun sistema de referencia inercial para la formulación de
las denominadas ecuaciones de movimiento, derivadas a partir de las Leyes de Newton.
• Ésta representa un modelo físico del entorno expresado desde el punto de vista
matemático, siendo aplicable para la comprensión de sistemas que van desde los
planetarios hasta los moleculares.

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Fundamentos de la Mecánica Celeste

Leyes deNewton:
1era Ley: En ausencia de fuerzas externas, un objeto en reposo mantiene su estado y un
objeto en movimiento continúa en movimiento con una velocidad constante (Ley de la
Inercia).
2da Ley: La aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que
actúa sobre él e inversamente proporcional a su masa (Ley de la Masa).

F

m r

3era Ley: Si dos objetos interactúan, la fuerza queejerce uno de ellos sobre el otro, es igual
en magnitud pero opuesta en dirección (Ley de Acción-Reacción).

FAB

FAB
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Fundamentos de la Mecánica Celeste

• El segundo sustento de la Mecánica Celeste es la Ley de Gravitación Universal:
“toda partícula en el Universo atrae a otra partícula con una fuerza que es directamente
proporcional al producto de sus masas e inversamenteproporcional al cuadrado de las
distancias entre ellos”

F

M m
G
2
r

G representa la Constante de Gravitación Universal, cuyo valor es:

G = (6,67259 0,00085) x10-11 m3kg-1s-2

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Fundamentos de la Mecánica Celeste

• Los tópicos fundamentales de la Mecánica Celeste giran en torno al estudio de:
1. Problema General de los N-cuerpos
2. Cálculo de Órbitas
3. Cálculo de Efemérides
4. Movimiento...