Yörünge mekaniği
Pratik teknikler > Temel kurallar

Aşağıdaki temel kurallar, yine bu kurallarca tanımlanan klasik mekanik tarafından varsayılan durumlar için kullanışlıdır. Ele alınan spesifik örnek, bir gezegen etrafında dönen bir uyduya aittir. Ancak bu genel kurallar, bir yıldızın etrafındaki küçük cisimlerin yörüngeleri gibi diğer durumlar için de geçerli olabilir.
Kepler'in gezegensel hareket yasaları:
Yörüngeler eliptiktir ve bu elipsin bir odağında daha ağır olan nesne bulunur. Bu durumun özel bir örneği merkezinde bir gezegen olan dairesel bir yörüngedir (daire özel bir elipstir).
Uydudan gezegene çizilen hayali bir çizgi, yörüngesinin hangi aralığı ölçülürse ölçülsün; eşit zamanlarda eşit alanlar tarar.
Bir uydunun yörünge periyodunun karesi, gezegen ile arasındaki ortalama uzaklığın küpü ile doğru orantılıdır.
Uydunun yörünge periyodu ve şekli, kuvvet uygulanmadan değişemez.
Alçak bir yörüngede (veya eliptik bir yörüngenin alçak kısmında) bulunan bir uydu, gezegene daha yakın olan daha güçlü yerçekimi çekimi nedeniyle, gezegenin yüzeyine göre yüksek bir yörünge veya eliptik yörüngenin yüksek kısmındaki bir uydudan daha hızlı hareket eder.
Eğer bir uydunun yörüngesinde yalnızca bir noktada itme kuvveti uygulanırsa, uydu sonraki her yörüngesinde aynı noktaya geri döner, ancak geri kalan yörüngesi değişir. Bu nedenle, sadece kısa bir itme uygulamasıyla bir dairesel yörüngeden başka bir dairesel yörüngeye geçmek mümkün değildir.
Dairesel bir yörüngede, uydunun hareketine zıt yönde uygulanan itme kuvveti yörüngeyi eliptik bir yörüngeye çevirir; uydu alçalarak ateşleme noktasından 180 derece uzaktaki en düşük yörünge noktasına (periapsis) ulaşır, ardından tekrar yükselir. Oluşan yörüngenin periyodu, orijinal dairesel yörüngenin periyodundan daha kısa olacaktır. Uydunun hareket yönünde uygulanan itme kuvveti ise, en yüksek yörünge noktası (apoapsis) ateşleme noktasından 180 derece uzakta olacak şekilde eliptik bir yörünge oluşturur. Bu durumda oluşan yörüngenin periyodu, orijinal dairesel yörüngenin periyodundan daha uzun olacaktır.
Yörünge mekaniği kuralları sonuçları bazen sezgilere aykırıdır. Örneğin iki uzay aracı, aynı dairesel yörüngede ve kenetlenme eğilimindeyse çok yakın olmadıkları sürece sürüklenen uzay aracı daha hızlı gitmek için basitçe motorlarını ateşleyemez. Bu; yörüngesinin şeklini değiştirir, irtifa kazanmasına sebep olur ve takip edilen araca göre yavaşlamasına ve dolayısıyla daha sonra hedefi kaçırmasına sebep olur. Kenetlenmeden önceki uzay randevusu, normalde birden fazla yörünge periyodunda hassas bir şekilde hesaplanmış birden fazla motor ateşlemesini gerektirir ve tamamlanması saatler hatta günler alır. Astrodinamiğin standart varsayımları geçerli olmadığı ölçüde, gerçek yörüngeler hesaplananlardan farklılık gösterecektir. Örneğin, basit atmosferik sürüklenme fenomeni Dünya yörüngesindeki nesnelerin yörüngesini hesaplamayı zorlaştıran bir faktördür. Bu pratik kurallar, ikili yıldız sistemi gibi benzer kütleye sahip iki veya daha fazla cismi tanımlarken kesinlikle yanlıştır. Gök mekaniği daha geniş çeşitlilikteki durumlara uygulanabilen daha genel kurallar kullanır. Newton'un yasalarından matematiksel olarak türetilebilen Kepler'in gezegen hareket yasaları, yalnızca kütleçekimsel olmayan kuvvetlerin yokluğunda kütleçekim uygulayan iki cismin hareketini tanımlamak için geçerlidir; ayrıca parabolik ve hiperbolik yörüngeleri de açıklar. Yıldızlar gibi büyük nesnelerin yakın çevresinde klasik mekanik ve genel görelilik arasındaki farklar da önem kazanmaktadır.