Planetenbahn

Als Planetenbahnen werden jene Kurven bezeichnet, die die Planeten unter den Sternen bzw. im 3D-Raum durchlaufen. Sie haben weitgehend zyklischen Charakter, kehren also in regelmäßigen Zeitabständen wieder.

Die scheinbare Bahn ist jene Spur, die der Planet vor dem Hintergrund der Fixsterne, also auf dem Sternhimmel beschreibt. Sie verläuft in Form periodischer, ungefähr jährlicher "Planetenschleifen", die in der früheren geozentrischen Sicht des Sonnensystems durch übereinander gelagerte Kreise, sogenannte Epizykel, erklärt und dargestellt wurden.

Solche rein geometrischen Berechnungen sind auch ohne Kenntnis der physikalischen Ursachen möglich. Das zunächst rätselhafte Phänomen der Planetenschleifen wurde im Altertum teilweise dem Einfluss von Gottheiten zugeschrieben und gab Anlass zur Verbreitung der Astrologie.

Demgegenüber ist die räumliche Bahn der Planeten durch die Kräfte der Gravitation geprägt und verläuft genähert in Keplerellipsen - also in elliptischen Kegelschnitten - um die Sonne (siehe auch Keplergesetze).

Durch die gegenseitige Anziehung der Planeten und ihre Abweichungen von der Kugelform treten sog. Bahnstörungen auf, welche die Bahnelemente im Promille-Bereich ändern können. Man kann sie durch Methoden der Himmelsmechanik berechnen, doch entziehen sie sich in aller Strenge einer geschlossenen mathematischen Darstellung (siehe auch Dreikörperproblem).

Die "wahren" Planetenbahnen können daher

nur im nachhinein (ex-post),
nur empirisch (v.a. durch numerische Integration) und
nur mit begrenzter Genauigkeit berechnet werden.

Allerdings wurde diese Genauigkeit seit der Zeit Johannes Keplers durch Entwicklungen der Mathematik und der Messmethoden von einigen Promille auf besser als 1:10 Millionen gesteigert, wovon ein Großteil auf die Impulse der Raumfahrt zurückgeht.

Die Verhältnisse der Umlaufzeiten ließen schon die antiken Naturphilosophen vermuten, dass die "langsamen" Planetenbahnen weiter außen verlaufen als die "raschen" Bahnen. Eine Vorstellung über die wahren Entfernungen entwickelte erstmals Aristarch um 330 v.Chr.

Siehe auch:

Video

[1] aus der Fernseh-Sendereihe alpha-Centauri (ca. 15 Minuten). Erstmals ausgestrahlt am .