Orbita terrestre: cos’è e come funziona l’orbita della Terra
L’orbita terrestre è il percorso che la Terra compie attorno al Sole e rappresenta uno dei meccanismi fondamentali che regolano la vita sul pianeta. Da essa dipendono le stagioni, la durata dell’anno e l’equilibrio climatico che rende la Terra abitabile.
In questo articolo vedremo cos’è l’orbita terrestre, come funziona, quali sono le sue caratteristiche principali e in che modo si differenzia da altre orbite, come quella lunare.
Che cos’è e cosa si intende per orbita terrestre?
L’orbita terrestre è il percorso che la Terra compie attorno al Sole, seguendo una traiettoria ellittica stabilita dalla forza di gravità.
In termini più semplici, si tratta della linea invisibile lungo la quale il nostro pianeta si muove nello spazio, completando una rivoluzione completa in circa 365 giorni e 6 ore, il periodo che definisce l’anno solare.
Dal punto di vista astronomico, l’orbita terrestre è fondamentale per la vita sulla Terra: determina la durata delle stagioni, l’alternanza del giorno e della notte e influisce sull’equilibrio climatico globale. La forma ellittica dell’orbita, scoperta da Johannes Kepler nel XVII secolo, fa sì che la distanza della Terra dal Sole vari durante l’anno, passando da circa 147 milioni di chilometri nel punto più vicino (perielio) a circa 152 milioni di chilometri nel punto più lontano (afelio).
Oltre a rappresentare il movimento della Terra attorno al Sole, il termine “orbita terrestre” può essere utilizzato anche in altri contesti astronomici e tecnologici, ad esempio per indicare le orbite dei satelliti artificiali che ruotano intorno al nostro pianeta. In questo caso, si parla di orbite basse, medie o geostazionarie, a seconda della distanza dalla superficie terrestre e dello scopo della missione spaziale.
In sintesi, l’orbita terrestre è molto più di una semplice traiettoria nello spazio: è il meccanismo che regola il ritmo della vita sul nostro pianeta, scandendo il tempo, le stagioni e le condizioni che rendono la Terra abitabile.
Orbita della Terra: ecco tutte le sue caratteristiche
L’orbita della Terra è una delle strutture dinamiche più affascinanti e complesse del Sistema Solare. Si tratta di un’ellisse quasi perfetta, con il Sole situato in uno dei suoi fuochi, e non al centro come si potrebbe pensare. Questa leggera eccentricità, pari a circa 0,0167, fa sì che la distanza tra la Terra e il Sole vari leggermente durante l’anno, influenzando la quantità di energia solare che raggiunge il pianeta.
In media, la Terra orbita intorno al Sole a una distanza di 149,6 milioni di chilometri, un valore conosciuto come unità astronomica (UA), utilizzata come misura di riferimento per le distanze nel Sistema Solare. Il nostro pianeta viaggia a una velocità orbitale media di circa 29,78 km/s, completando la rivoluzione in 365 giorni, 5 ore, 48 minuti e 46 secondi. Questo moto costante e armonico è ciò che definisce il nostro anno.
L’inclinazione del piano orbitale della Terra rispetto al piano dell’eclittica è di circa 0°, ma l’asse terrestre è inclinato di 23,5° rispetto al piano perpendicolare all’orbita. È proprio questa inclinazione a determinare l’alternarsi delle stagioni, poiché cambia l’angolazione con cui i raggi solari colpiscono le diverse aree del pianeta durante l’anno.
Un’altra caratteristica importante è la precessione dell’orbita, un lento movimento di rotazione dell’asse terrestre e della stessa ellisse orbitale, che modifica gradualmente l’orientamento della Terra nello spazio. Questo fenomeno, insieme a piccole variazioni dell’eccentricità e dell’inclinazione, fa parte dei cicli di Milanković, i quali influenzano il clima terrestre su scale temporali di migliaia di anni.
L’orbita terrestre, pur essendo stabile, non è immutabile: subisce l’influenza gravitazionale di altri pianeti, in particolare di Giove e Saturno, che ne alterano leggermente la forma e la posizione nel tempo. Nonostante queste variazioni minime, la traiettoria rimane stabile e garantisce alla Terra un equilibrio che ha permesso la nascita e il mantenimento della vita.
Qual è il movimento che compie l’orbita terrestre attorno al Sole?
L’orbita terrestre attorno al Sole è il risultato di un moto costante e armonico, chiamato moto di rivoluzione. Con questo termine si indica il movimento completo che la Terra compie seguendo la sua traiettoria ellittica intorno al Sole, che si trova in uno dei due fuochi dell’ellisse. Questo viaggio nello spazio richiede circa 365 giorni e un quarto, ossia il tempo che serve al nostro pianeta per completare una rivoluzione completa: da qui nasce la durata dell’anno.
Durante il moto di rivoluzione, la velocità orbitale della Terra non è uniforme: il pianeta si muove più rapidamente quando si trova nel perielio (il punto più vicino al Sole, a circa 147 milioni di chilometri) e più lentamente quando raggiunge l’afelio (il punto più lontano, circa 152 milioni di chilometri). Questa variazione è spiegata dalla seconda legge di Keplero, secondo la quale la linea che unisce la Terra al Sole spazza aree uguali in tempi uguali, implicando che la velocità aumenti con la vicinanza al Sole.
Il moto di rivoluzione non va confuso con il moto di rotazione, cioè la rotazione della Terra attorno al proprio asse, che dura 24 ore e determina l’alternanza del giorno e della notte. Insieme, questi due movimenti regolano i principali fenomeni astronomici percepiti sulla Terra, come le stagioni, la variazione della durata del giorno e la posizione apparente del Sole nel cielo.
Oltre a ruotare e a rivoluzionare, la Terra compie anche movimenti più lenti e complessi, come la precessione e la nutazione, che modificano lievemente l’inclinazione e l’orientamento dell’asse terrestre nel corso dei millenni. Tuttavia, è il moto di rivoluzione il cuore del sistema che scandisce il ritmo del tempo e garantisce la stabilità climatica del nostro pianeta.
Tipologie di orbite attorno alla Terra: ecco i 3 casi
Quando si parla di orbita terrestre, non si fa riferimento solo al percorso che la Terra compie attorno al Sole, ma anche alle traiettorie dei satelliti artificiali che ruotano intorno al nostro pianeta. A seconda della distanza dalla superficie terrestre e della loro funzione, queste orbite si classificano in tre principali categorie: bassa, media e geostazionaria. Ognuna di esse presenta caratteristiche specifiche e svolge ruoli fondamentali per le telecomunicazioni, l’osservazione della Terra e la navigazione satellitare.
L’orbita terrestre bassa (LEO – Low Earth Orbit) si estende da circa 200 a 2.000 chilometri di altitudine. È la fascia più vicina al pianeta ed è la più utilizzata per i satelliti di osservazione, monitoraggio ambientale e missioni spaziali con equipaggio, come la Stazione Spaziale Internazionale (ISS), che orbita a circa 400 km.
I satelliti in LEO completano un giro intorno alla Terra in circa 90-120 minuti, garantendo un’osservazione dettagliata e frequente della superficie terrestre. Tuttavia, la loro copertura è limitata a zone specifiche, perciò è necessario un numero elevato di satelliti per garantire una copertura globale, come avviene nelle costellazioni di comunicazione (Starlink, OneWeb, ecc.).
L’orbita terrestre media (MEO – Medium Earth Orbit) si colloca tra i 2.000 e i 35.786 chilometri di altitudine. I satelliti che operano in questa fascia sono utilizzati principalmente per i sistemi di navigazione globale, come GPS (Stati Uniti), Galileo (Europa) e GLONASS (Russia).
In questa orbita, i satelliti completano una rivoluzione in circa 12 ore, offrendo un equilibrio ideale tra copertura ampia e stabilità. La MEO è perfetta per applicazioni che richiedono precisione, continuità e ampia visibilità geografica, senza le limitazioni delle orbite più basse.
L’orbita geostazionaria (GEO – Geostationary Earth Orbit)si trova a circa 35.786 chilometri sopra l’equatore terrestre. In questa posizione, un satellite ruota alla stessa velocità angolare della Terra, apparendo quindi fermo rispetto a un punto preciso del pianeta.
Questa caratteristica la rende perfetta per i satelliti per telecomunicazioni, trasmissioni televisive e monitoraggio meteorologico, poiché consente un collegamento costante con un’area specifica. Tuttavia, il grande svantaggio della GEO è la lontananza, che comporta un ritardo nella trasmissione dei segnali e costi di lancio più elevati.
Orbita lunare e orbita terrestre: somiglianze e differenze
L’orbita lunare e l’orbita terrestre condividono alcuni principi fondamentali della meccanica celeste, ma differiscono in modo sostanziale per dimensioni, velocità, durata e ruolo all’interno del Sistema Solare.
Entrambe seguono una traiettoria ellittica influenzata dalla gravità, ma si sviluppano su scale completamente diverse.
Sia la Luna che la Terra orbitano attorno a un corpo più massiccio per effetto della gravità: la Luna attorno alla Terra e la Terra attorno al Sole.
Inoltre, entrambi i moti determinano cicli naturali regolari. La rivoluzione terrestre regola le stagioni e l’anno, mentre la rotazione lunare stabilisce le fasi lunari e influisce su fenomeni come le maree. In termini dinamici, entrambi i corpi partecipano al bilancio gravitazionale del sistema Terra-Luna-Sole, contribuendo alla stabilità complessiva delle loro orbite.
La principale differenza riguarda la scala e la distanza. La Terra orbita attorno al Sole a circa 149,6 milioni di chilometri, mentre la Luna ruota attorno alla Terra a una distanza media di soli 384.400 chilometri.
Anche la durata del moto è molto diversa. La Terra impiega circa 365 giorni per completare la sua rivoluzione, mentre la Luna compie un’orbita completa in circa 27,3 giorni (mese siderale).
Un altro aspetto distintivo è l’inclinazione dei piani orbitali. L’orbita lunare è inclinata di circa 5,1° rispetto al piano dell’eclittica, motivo per cui le eclissi non si verificano ogni mese, ma solo quando Sole, Terra e Luna si allineano perfettamente. L’orbita terrestre, invece, è quasi coincidente con l’eclittica, con un’inclinazione di appena 0°.
Infine, la stabilità delle due orbite è diversa: quella terrestre è estremamente regolare, mentre l’orbita lunare è più complessa e soggetta a variazioni periodiche dovute all’influenza gravitazionale del Sole e di altri corpi celesti. Queste perturbazioni modificano leggermente la forma e l’inclinazione dell’orbita nel tempo.
