Umlaufbahn

Nach den Keplerschen Gesetzen sind die Bahnkurven der beiden Körper Ellipsen um ein gemeinsames Schwerkraftzentrum, das in der Regel innerhalb des massereicheren Objektes liegt. Die Größen der Ellipsen stehen im umgekehrten Verhältnis der beiden Massen.

Als Umlaufbahn oder Orbit bezeichnet man in der Astronomie die Bahnkurve, auf der sich ein Himmelskörper (beispielweise ein Planet) unter dem Einfluss der Schwerkraft um einen meist wesentlich massereicheren Zentralkörper (z.B. die Sonne) bewegt.

Im idealisierten Fall, dass es sich um punktförmig gedachte Objekte oder solche mit kugelsymmetrischer Massenverteilung handelt und unter Annahme der Gültigkeit des Newtonsche Gravitationsgesetzes und Ausschluss aller äußeren Einflüsse kann die Bahnkurve nach den Keplerschen Gesetzen als Ellipse beschrieben werden. In der Praxis sind diese Bedingungen allerdings nur näherungsweise erfüllt. Aufgrund der Eigenrotation, der Gezeitenkräfte und aus endogenen geologischen Ursachen ist kein realer Himmelskörper exakt kugelsymmetrisch. Darüber hinaus ist auch der Einfluss zahlreicher anderer Himmelskörper des Planetensystems zu berücksichtigen. Bei starken Gravitationskräften, wie sie etwa in Sonnennähe auftreten, gibt aufgrund der dadurch bedingten Raumkrümmung, die durch die allgemeine Relativitätstheorie beschrieben wird, auch messbare Abweichungen vom Newtonschen Gesetz. Daraus resultiert etwa die die sogenannte Periheldrehung des Merkurs.

Darüber hinaus ist nur das Zweikörperproblem mathematisch exakt analytisch lösbar. Bereits das Dreikörperproblem ist, von Spezialfällen abgesehen, nur näherungsweise lösbar und zeigt im allgemeinen Fall in ein grundsätzlich nicht exakt vorhersehbares chaotisches Verhalten.