Debess mehÄnika izmanto analÄ«tiskÄs mehÄnikas likumsakarÄ«bas, lai pÄtÄ«tu debess Ä·ermeÅu kustÄ«bu gravitÄcijas laukÄ. TÄ veido konkrÄtu Saules sistÄmas debess Ä·ermeÅu, piemÄram, MÄness un planÄtu, kustÄ«bas teorijas. SalÄ«dzinot teorÄtiskos rezultÄtus ar novÄrojumiem, nosaka astronomijÄ svarÄ«gu lielumu skaitliskÄs vÄrtÄ«bas, tai skaitÄ planÄtu masas un planÄtu orbÄ«tu raksturlielumus. Balstoties uz debess mehÄniku, sastÄda Saules sistÄmas debess Ä·ermeÅu efemerÄ«das. Debess mehÄnikas rezultÄtus plaÅ”i izmanto astrometrijÄ, astrofizikÄ un kosmosa izpÄtÄ.
debess mehÄnika
astronomijas nozare, kas izmanto klasiskÄs mehÄnikas un relatÄ«vistiskÄs mehÄnikas likumus debess Ä·ermeÅu patiesÄs kustÄ«bas izpÄtei un to stÄvokļa prognozÄÅ”anai
Saistītie Ŕķirkļi
PlanetÄrijs ā mehÄniska ierÄ«ce, kas attÄlo planÄtu un MÄness relatÄ«vo novietojumu un kustÄ«bu Saules sistÄmas heliocentriskajÄ modelÄ«. 1704. gads.
Satura rÄdÄ«tÄjs
PraktiskÄ un teorÄtiskÄ nozÄ«me
Debess mehÄnika uzskatÄmi parÄda gravitÄcijas likuma universÄlo dabu. GravitÄcijas likums vienÄdi darbojas gan uz Zemes, gan kosmosÄ, un to izmanto, lai ar augstu precizitÄti aprÄÄ·inÄtu Saules sistÄmas debess Ä·ermeÅu patieso stÄvokli dažÄdos laika momentos. Tas dod iespÄju noteikt Saules sistÄmas izmÄrus, pÄtÄ«t Saules sistÄmas izcelÅ”anos un debess Ä·ermeÅu orbÄ«tu stabilitÄti. Debess mehÄnikas likumsakarÄ«bas praktiski izmanto Saules sistÄmas debess Ä·ermeÅu redzamÄ stÄvokļa aprÄÄ·inÄÅ”anai. Tas ir nepiecieÅ”ams novÄrojumu veikÅ”anai. PiemÄram, ar augstu precizitÄti iespÄjams prognozÄt aptumsumus. Kosmiskajos lidojumos nozÄ«mÄ«gi ir kosmisko lidaparÄtu orbÄ«tu un manevru aprÄÄ·ini.
Vieta zinÄtnes klasifikÄcijÄ. Galvenie sastÄvelementi
Debess mehÄnika ir otra vecÄkÄ astronomijas nozare. LÄ«dz 19. gs. vidum, kad izveidojÄs astrofizika, lÄ«dztekus astrometrijai tÄ bija viena no galvenajÄm astronomijas nozarÄm. LielÄkÄ daļa debess mehÄnikas uzdevumu saistÄ«ti ar Saules sistÄmas debess Ä·ermeÅu (planÄtu, to pavadoÅu, asteroÄ«du, komÄtu) kustÄ«bas teoriju izveidi. EfemerÄ«du astronomija nodarbojas ar debess spÄ«dekļu efemerÄ«du aprÄÄ·inÄÅ”anu, balstoties uz debess mehÄnikas likumsakarÄ«bÄm. Debess mehÄnikÄ ietilpst arÄ« astrodinamika, kas apraksta raÄ·eÅ”u, satelÄ«tu un citu mÄkslÄ«go debess Ä·ermeÅu kustÄ«bu.
GalvenÄs teorijas un pamatjÄdzieni
CentrÄlais jÄdziens debess mehÄnikÄ ir orbÄ«ta ā trajektorija, pa kuru pÄrvietojas debess Ä·ermenis citu debess Ä·ermeÅu gravitÄcijas spÄka iedarbÄ«bÄ. Ja aplÅ«ko tikai divus Ä·ermeÅus, piemÄram, satelÄ«ta kustÄ«bu ap Zemi, orbÄ«ta var bÅ«t riÅÄ·is, elipse, parabola vai hiperbola. OrbÄ«tas forma atkarÄ«ga no mazÄkÄ Ä·ermeÅa kustÄ«bas Ätruma. Ja tÄ Ätrums vienÄds ar pirmo kosmisko Ätrumu, Ä·ermenis pÄrvietojas pa riÅÄ·i. Ja Ätrums ir lielÄks, bet nesasniedz otro kosmisko Ätrumu, orbÄ«ta ir eliptiska. Ja Ätrums ir vienÄds ar otro kosmisko Ätrumu, Ä·ermenis kustas pa parabolu, bet ja Ätrums ir vÄl lielÄks, orbÄ«ta ir hiperboliska.
Eliptisku orbÄ«tu raksturo tÄs izmÄri, kurus nosaka orbÄ«tas lielÄ pusass un orbÄ«tas saspieduma pakÄpe jeb ekscentricitÄte. Saulei tuvÄko orbÄ«tas punktu sauc par perihÄliju, bet tÄlÄko punktu ā par afÄliju. Laika intervÄlu, kurÄ planÄta veic vienu apriÅÄ·ojumu ap Sauli, sauc par apriÅÄ·ojuma periodu. KustÄ«bu pa eliptisku orbÄ«tu vienkÄrÅ”otÄ veidÄ apraksta trÄ«s Keplera likumi.
Debess mehÄnikas pamatÄ ir vispasaules gravitÄcijas likums un mazÄkÄs akcijas princips. SaskaÅÄ ar mazÄkÄs akcijas principu, no visÄm kinemÄtiski iespÄjamÄm kustÄ«bÄm, ko pieļauj mehÄniskÄs saites, realizÄjas tÄ, kurai atbilst minimÄlÄ akcija. Pielietojot Å”o likumu un principu, iegÅ«st diferenciÄlvienÄdojumu sistÄmu, kas apraksta debess Ä·ermeÅu kustÄ«bu. VienÄdojumu atrisinÄÅ”anai izmanto perturbÄciju teoriju un skaitlisko integrÄÅ”anu. PerturbÄciju teorija ir matemÄtiska metode, kas dod tuvinÄtu, taÄu pietiekami precÄ«zu atrisinÄjumu. Otra svarÄ«gÄkÄ teorija debess mehÄnikÄ ir vispÄrÄ«gÄ relativitÄtes teorija, kas precizÄ Å Å«tona gravitÄcijas teoriju. Balstoties uz relatÄ«vistisko mehÄniku, aprÄÄ·ina labojumus, kas jÄÅem vÄrÄ, nosakot debess Ä·ermeÅu faktisko stÄvokli. Dažos gadÄ«jumos komÄtu, satelÄ«tu un citu debess Ä·ermeÅu kustÄ«bu bÅ«tiski ietekmÄ negravitÄcijas spÄki, piemÄram, reaktÄ«vais spÄks, vides pretestÄ«bas spÄks, gaismas spiediena spÄks. ArÄ« tos iespÄju robežÄs Åem vÄrÄ aprÄÄ·inos.
PÄtniecÄ«bas metodes
Uzdevumu par divu Ä·ermeÅu savstarpÄjo kustÄ«bu gravitÄcijas spÄka ietekmÄ, piemÄram, par Zemes kustÄ«bu ap Sauli, iespÄjams precÄ«zi atrisinÄt un aprÄÄ·inÄt Zemes stÄvokli orbÄ«tÄ noteiktÄ laika momentÄ. TaÄu Saules sistÄmÄ ir arÄ« citi debess Ä·ermeÅi, kuru gravitÄcijas spÄks jÄÅem vÄrÄ. PiemÄram, Zemes kustÄ«bu ap Sauli ietekmÄ MÄness. TrÄ«s Ä·ermeÅu uzdevumu iespÄjams precÄ«zi atrisinÄt tikai ierobežotos gadÄ«jumos, kad mazÄkais Ä·ermenis atrodas vienÄ no pieciem Lagranža punktiem. VispÄrÄ«gÄ trÄ«s Ä·ermeÅu uzdevuma gadÄ«jumÄ ar perturbÄciju teorijas palÄ«dzÄ«bu iegÅ«st tuvinÄtu, taÄu pietiekami precÄ«zu atrisinÄjumu, kurÅ” balstÄs uz to, ka pamata kustÄ«bai pa elipsi, riÅÄ·i, parabolu vai hiperbolu pievieno nelielus labojumus ā perturbÄcijas.
OrbÄ«tas izmÄrus un telpisko stÄvokli raksturo vairÄki lielumi, kurus sauc par orbÄ«tas elementiem. Divu Ä·ermeÅu gadÄ«jumÄ tie ir nemainÄ«gi, bet trÄ«s Ä·ermeÅu gadÄ«jumÄ orbÄ«tas elementi pakÄpeniski mainÄs. No debess Ä·ermeÅa novÄrojumu datiem iespÄjams noteikt tÄ orbÄ«tas elementus, ja ar pietiekamu laika intervÄlu iegÅ«ti vismaz trÄ«s redzamÄ stÄvokļa mÄrÄ«jumi. Un otrÄdi: zinot orbÄ«tas elementus un to perturbÄcijas, iespÄjams noteikt debess Ä·ermeÅa redzamo un faktisko stÄvokli noteiktÄ laika momentÄ ā aprÄÄ·inÄt tÄ efemerÄ«du.
Ja debess Ä·ermenis pÄrvietojas salÄ«dzinoÅ”i tuvu liela debess Ä·ermeÅa virsmai, piemÄram, satelÄ«ts riÅÄ·o ap Zemi vai planÄtas pavadonis riÅÄ·o ap planÄtu, jÄÅem vÄrÄ centrÄlÄ Ä·ermeÅa gravitÄcijas lauka telpiskais sadalÄ«jums, kas rada papildu perturbÄcijas mazÄkÄ Ä·ermeÅa kustÄ«bÄ.
ÄŖsa vÄsture
Jau mÅ«su Äras sÄkumÄ pastÄvÄja debess Ä·ermeÅu kustÄ«bas teorija, kas deva iespÄju aptuveni prognozÄt to redzamo stÄvokli, taÄu tÄ balstÄ«jÄs uz aplamiem pamata pieÅÄmumiem, ka Zeme atrodas Saules sistÄmas centrÄ (Ä£eocentriskÄ pasaules sistÄma) un planÄtas pÄrvietojas pa riÅÄ·iem. ModernÄ debess mehÄnika sÄka attÄ«stÄ«ties 17. gs. sÄkumÄ, kad vÄcu astronoms, astrologs un matemÄtiÄ·is Johanness Keplers (Johannes Kepler) noteica, ka planÄtas pÄrvietojas pa elipsÄm. FizikÄlu pamatu debess mehÄnikai deva angļu fiziÄ·a un matemÄtiÄ·a ÄŖzaka Å Å«tona (Isaac Newton) 1687. gadÄ formulÄtais gravitÄcijas likums. Å Å«tons apstiprinÄja un precizÄja Keplera planÄtu kustÄ«bas likumus. No viÅa aprÄÄ·iniem izrietÄja, ka iespÄjama arÄ« riÅÄ·veida, paraboliska un hiperboliska orbÄ«ta. Balstoties uz Å Å«tona teoriju, angļu astronoms un Ä£eofiziÄ·is Edmunds Halejs (Edmund Halley) konstatÄja, ka komÄtas periodiski atgriežas pie Saules.
VairÄki zinÄtnieki, tai skaitÄ itÄļu un franÄu matemÄtiÄ·is un astronoms Žozefs Lagranžs (Giuseppe Luigi Lagrancia), izveidoja jaunas matemÄtiskas metodes debess Ä·ermeÅu kustÄ«bas diferenciÄlvienÄdojumu atrisinÄÅ”anai. KlasiskÄs debess mehÄnikas izveidi noslÄdza franÄu matemÄtiÄ·a un astronoma PjÄra Simona Laplasa (Pierre-Simon Laplace) fundamentÄlais darbs piecos sÄjumos "Debess mehÄnikaā (MĆ©canique CĆ©leste, 1799ā1825). Å ajÄ laikÄ zinÄtnieki uzskatÄ«ja, ka, zinot debess Ä·ermeÅu sÄkuma stÄvokli un kustÄ«bas Ätrumu, iespÄjams viennozÄ«mÄ«gi prognozÄt to atraÅ”anÄs vietu nÄkotnÄ. Å Å«tona gravitÄcijas teorijas triumfs bija NeptÅ«na atklÄÅ”ana 1846. gadÄ. PÄc novirzÄm UrÄna kustÄ«bÄ, kuras acÄ«mredzot radÄ«ja tÄlÄkas planÄtas gravitÄcijas spÄks, franÄu matemÄtiÄ·is IrbÄns LeverjÄ (Urbain Le Verrier) aprÄÄ·inÄja NeptÅ«na atraÅ”anÄs vietu. PÄc viÅa norÄdÄm planÄtu uzreiz izdevÄs atrast.
I. LeverjÄ aprÄÄ·inÄja arÄ« Merkura perihÄlija nobÄ«di, kuras cÄlonis ir citu planÄtu gravitÄcijas spÄka iedarbÄ«ba, taÄu aprÄÄ·inÄtÄ vÄrtÄ«ba nesakrita ar novÄroto. ProblÄmu izdevÄs atrisinÄt tikai tad, kad vÄcu izcelsmes fiziÄ·is Alberts EinÅ”teins (Albert Einstein) 1915. gadÄ izveidoja vispÄrÄ«go relativitÄtes teoriju (VRT), kas precizÄ Å Å«tona gravitÄcijas teoriju. SaskaÅÄ ar EinÅ”teina teoriju, planÄta kustas nevis pa fiksÄtu elipsi, bet gan pa elipsi, kuras ass lÄni pagriežas. NesaskaÅa bija novÄrsta. PakÄpeniski zinÄtnieki atrisinÄja daudzus debess Ä·ermeÅu kustÄ«bas vienÄdojumus VRT ietvaros. MÅ«sdienÄs, aprÄÄ·inot precÄ«zÄs Saules sistÄmas debess Ä·ermeÅu pozÄ«cijas, Åem vÄrÄ VRT labojumus.
20. gs. otrajÄ pusÄ debess mehÄnika piedzÄ«voja jaunu uzplaukumu. SÄkoties kosmiskajiem lidojumiem, radÄs nepiecieÅ”amÄ«ba aprÄÄ·inÄt kosmisko aparÄtu orbÄ«tas. Objektu attÄluma noteikÅ”anai sÄka izmantot lÄzerlokÄciju un radiolokÄciju. Datoru attÄ«stÄ«ba ievÄrojami atviegloja debess mehÄnikas aprÄÄ·inu veikÅ”anu, plaÅ”Äk sÄka izmantot skaitliskÄs metodes. PÄtot orbÄ«tu stabilitÄti, atklÄjÄs, ka orbÄ«tu raksturlielumus un debess Ä·ermeÅa stÄvokli orbÄ«tÄ nav iespÄjams prognozÄt vairÄk kÄ dažus miljonus gadu uz priekÅ”u. Tas tÄdÄļ, ka debess mehÄnikas vienÄdojumos ļoti svarÄ«gi ir sÄkuma nosacÄ«jumi. ReizÄm pat ļoti nelielas izmaiÅas sÄkuma nosacÄ«jumos noved pie principiÄli atŔķirÄ«giem rezultÄtiem. PiemÄram, ja asteroÄ«ds regulÄri tuvojas Jupiteram, tÄ kustÄ«bu bÅ«tiski ietekmÄ Jupitera gravitÄcijas spÄks, un turpmÄko asteroÄ«da orbÄ«tu iespÄjams paredzÄt tikai ar noteiktu varbÅ«tÄ«bu. Lai analizÄtu Å”Ädu debess Ä·ermeÅu kustÄ«bu, 20. gs. beigÄs debess mehÄnikÄ sÄka izmantot haosa teorijas atziÅas.
Johanness Keplers.
PjÄrs Simons Laplass. 1810. gads.
PaÅ”reizÄjais attÄ«stÄ«bas stÄvoklis
Lai arÄ« debess mehÄnika ir viena no vecÄkajÄm astronomijas nozarÄm un tÄs pamata teorijas un aprÄÄ·inu metodes izstrÄdÄtas jau sen, jauni astronomijas atklÄjumi rada vajadzÄ«bu pÄc jaunÄm metodÄm. MÅ«sdienÄs aktÄ«vi pÄta orbitÄlo rezonansi Saules sistÄmÄ, planÄtu gredzenu stabilitÄti un paisuma efektus. Arvien plaÅ”Äk izmanto haosa teorijas metodes, attÄ«stÄs astrodinamika. SvarÄ«gi debess mehÄnikas pÄtÄ«jumu objekti ir asteroÄ«di un Koipera joslas objekti, kÄ arÄ« Zemei tuvie objekti. Veidojot satelÄ«tu un komÄtu kustÄ«bas modeļus, tajos iekļauj negravitÄcijas spÄkus. Arvien vairÄk pÄtÄ«jumu saistÄ«ti ar debess Ä·ermeÅiem Ärpus Saules sistÄmas, sÄkot ar eksoplanÄtÄm un beidzot ar galaktikÄm.
VadoÅ”Äs pÄtniecÄ«bas iestÄdes
PÄtÄ«jumi debess mehÄnikÄ notiek lielÄkajÄs pasaules universitÄtÄs un specializÄtos institÅ«tos. PiemÄram, PjÄra un Marijas KirÄ« UniversitÄtÄ (Universite Pierre-et-Marie-Curie) FrancijÄ darbojas Debess mehÄnikas un efemerÄ«du institÅ«ts (Institute of Celestial Mechanics and Ephemerides Calculation, veic pÄtÄ«jumus debess mehÄnikÄ). Krievijas ZinÄtÅu akadÄmijas LietiŔķÄs astronomijas institÅ«ts (Š Š¾ŃŃŠøŠ¹ŃŠŗŠ°Ń Š°ŠŗŠ°Š“ŠµŠ¼ŠøŃ Š½Š°ŃŠŗ, ŠŠ½ŃŃŠøŃŃŃ ŠæŃŠøŠŗŠ»Š°Š“Š½Š¾Š¹ Š°ŃŃŃŠ¾Š½Š¾Š¼ŠøŠø) veic pÄtÄ«jumus debess mehÄnikÄ, astrometrijÄ un radioastronomijÄ. Mazo planÄtu centrs (Minor Planet Center) ir Amerikas SavienotajÄs ValstÄ«s (ASV) bÄzÄta starptautiska organizÄcija, kas apkopo Saules sistÄmas mazo Ä·ermeÅu un pundurplanÄtu novÄrojumus, aprÄÄ·ina to orbÄ«tas un publicÄ datus. LÄ«dzÄ«gu uzdevumu veic ASV ReaktÄ«vÄs kustÄ«bas laboratorija (Jet Propulsion Laboratory), kas uztur Saules sistÄmas mazo Ä·ermeÅu datubÄzi un aprÄÄ·ina to efemerÄ«das. StarptautiskÄs Astronomijas savienÄ«bas Debess mehÄnikas un dinamiskÄs astronomijas komisija (International Astronomical Union, Commission of Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy) nodroÅ”ina informÄcijas apmaiÅu starp pÄtniecÄ«bas iestÄdÄm un organizÄ zinÄtniskÄs konferences.
NozÄ«mÄ«gÄkie periodiskie izdevumi
Debess mehÄnikas pÄtÄ«jumu rezultÄtus publicÄ gan specializÄtos, gan vispÄrÄ«gos astronomijas zinÄtniskajos žurnÄlos, no kuriem svarÄ«gÄkie ir ŠŃŃŃŠ¾Š½Š¾Š¼ŠøŃŠµŃŠŗŠøŠ¹ Š¶ŃŃŠ½Š°Š» (kopÅ” 1924. gada, ŠŠ°ŃŠŗŠ°/ŠŠ½ŃŠµŃŠæŠµŃŠøŠ¾Š“ŠøŠŗŠ°), Planetary and Space Science (kopÅ” 1959. gada, Elsevier), Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy (kopÅ” 1969. gada, Springer Science+Business Media). Astronomiskais almanahs (Astronomical Almanac, kopÅ” 1766. gada, United States Naval Observatory and Her Majesty's Nautical Almanac Office) satur fundamentÄlus astronomiskus datus, Saules sistÄmas debess Ä·ermeÅu efemerÄ«das un izvÄlÄtus astronomiskos katalogus.
IevÄrojamÄkie pÄtnieki
VÄcu astronoms, astrologs un matemÄtiÄ·is J. Keplers 17. gs. sÄkumÄ atklÄja trÄ«s planÄtu kustÄ«bas likumus. Angļu fiziÄ·a un matemÄtiÄ·a ÄŖ. Å Å«tona formulÄtais gravitÄcijas likums teorÄtiski pamatoja Keplera likumus un paplaÅ”inÄja iespÄjas veikt debess Ä·ermeÅu kustÄ«bas aprÄÄ·inus. ItÄļu franÄu matemÄtiÄ·is un astronoms Ž. Lagranžs izstrÄdÄja jaunas debess mehÄnikas aprÄÄ·inu metodes. FranÄu matemÄtiÄ·is un astronoms P. Laplass ar saviem darbiem 18. gs. beigÄs noslÄdza klasiskÄs debess mehÄnikas veidoÅ”anÄs posmu, kÄ arÄ« formulÄja Saules sistÄmas veidoÅ”anÄs hipotÄzi. VÄcu matemÄtiÄ·is KÄrlis FrÄ«drihs Gauss (Johann Carl Friedrich GauĆ) izstrÄdÄja metodi debess kermeÅu orbÄ«tas noteikÅ”anai pÄc trim novÄrojumiem. FranÄu matemÄtiÄ·is I. LeverjÄ aprÄÄ·inÄja NeptÅ«na atraÅ”anÄs vietu un noteica planÄtu perihÄliju nobÄ«di. AnalizÄjot trÄ«s Ä·ermeÅu kustÄ«bas problÄmu, franÄu matemÄtiÄ·is, fiziÄ·is un filozofs AnrÄ« PuankarÄ (Jules Henri PoincarĆ©) radÄ«ja jaunas debess mehÄnikas metodes un lika pamatus haosa teorijai. KopÅ” 20. gs. sÄkuma pÄtÄ«jumus debess mehÄnikÄ lielÄkoties veic zinÄtnieku kolektÄ«vi, lÄ«dz ar to grÅ«ti izcelt konkrÄtu personu ieguldÄ«jumu.
Multivide
PlanetÄrijs ā mehÄniska ierÄ«ce, kas attÄlo planÄtu un MÄness relatÄ«vo novietojumu un kustÄ«bu Saules sistÄmas heliocentriskajÄ modelÄ«. 1704. gads.
OrbÄ«tu tipi mÄkslinieka un zinÄtnieka SaÅ”as GruÅ”es (Sascha Grusche) eļļas gleznÄ. 2010. gads.
Lagranža punkti.
Merkura orbītas precesija.
Johanness Keplers.
PjÄrs Simons Laplass. 1810. gads.
OrbitÄlÄ rezonanse asteroÄ«du joslÄ. 2007. gads.
Autora ieteiktie papildu resursi
Tīmekļa vietnes
IeteicamÄ literatÅ«ra
Ilgonis Vilks "Debess mehÄnika". NacionÄlÄ enciklopÄdija. https://enciklopedija.lv/skirklis/-debess-meh%C4%81nika (skatÄ«ts 26.02.2026)