轨道根数

如果你想准确告诉朋友某颗彗星处在哪条轨道上，单一个数字是不够的。你得说出轨道有多大、被拉伸到什么程度、如何倾斜、朝向哪里，以及天体此刻在轨道上的何处。轨道根数就是一小组数字——通常六个——它们像门牌锁定一栋房子那样，完全确定一条轨道。

六个经典（开普勒）根数分担三项任务。两个确定形状：半长轴 a（轨道总体大小）与偏心率 e（离圆有多远）。三个确定椭圆在空间中的取向：轨道倾角 i（轨道面相对某参考面如黄道的倾斜程度）、升交点黄经（倾斜指向哪边）、近心点幅角（椭圆长轴在其平面内指向哪边）。第六个，真近点角或历元，说明天体在选定时刻位于轨道上的何处。它们共同把某一瞬间的位置与速度替换为六个量，对纯二体轨道而言，这些量保持不变。

轨道根数是天体力学的工作语言：每颗卫星、小行星和系外行星都用它们编目，而飞船领航员则有意地一次改变一个根数来改变轨道。它们的威力也正是其局限——只有在理想化的二体情形下它们才严格不变；其他天体和非球形行星带来的真实摄动会让它们缓慢漂移，而这本身正是我们探测与研究那些摄动的方式。