Небесная механика — раздел астрономии, в котором на базе принципов и законов механики изучается перемещение в пространстве разных естественных и неестественных небесных тел. Небесная механика как строго обоснованная наука появилась по окончании открытия И. Ньютоном закона глобального тяготения (см. Гравитация). На данный закон, и на три закона механики опирается в собственных изучениях небесная механика.
Небесная механика применяет аналитические, качественные и численные решения уравнений и математические методы исследования перемещения небесных тел. Аналитические способы разрешают обнаружить ответ задач в виде формул. Качественные способы позволяют определить свойства ответов, не находя сами решения. Численные способы, взявшие большое распространение Сейчас благодаря появлению замечательных электронных вычислительных автомобилей (ЭВМ), дают решения в виде таблиц, содержащих координаты небесных тел.
К числу объектов изучения небесной механики относятся планеты, спутники, кометы малые планеты, звезды, космические совокупности, неестественные спутники, автоматические межпланетные станции.
Небесная механика исследует перемещения громадных планет Нашей системы относительно Солнца, перемещения спутников планет, малых планет и комет, и перемещения звезд в звездных совокупностях, неестественных небесных тел (см. Астродинамика).
В математической постановке перечисленные неприятности сводятся к ответу трех главных задач небесной механики.
В наименее непростой задаче двух тел требуется выяснить перемещение в пространстве двух небесных тел, взаимно притягивающих друг друга в соответствии с законом глобального тяготения. Эта задача решена абсолютно. Установлено, что орбиты небесных тел довольно их центра весов смогут быть лишь эллиптической, параболической либо гиперболической формы. При ответе данной задачи (так же как и задачи трех тел) небесные тела считаются материальными точками, т. е. предполагается, что их размеры многократно меньше, чем расстояния между ними (что и отмечается в конечном итоге).
самая подходящая совокупность, к которой применима задача двух тел, — совокупность «Солнце — планета». Еще И. Кеплер в начале XVII в. открыл три закона перемещения планет (см. Кеплера законы), каковые, как выяснилось позднее, являются частным (эллиптическим) случаем решения задачи двух тел.
Но в природе все взаимосвязано. Исходя из этого перемещение планет происходит под влиянием не только Солнца, но и других планет, оказывающих друг на друга «раздражающие» влияния. По данной причине для более правильного описания перемещения планет употребляется вторая математическая модель — задача трех и большего числа тел. К сожалению, эта задача не разрешиться в правильном виде. Но созданы бессчётные приближенные способы для ее решения, которыми пользуются астрологи, в частности для расчета координат планет. По итогам сложных вычислений, делаемых на ЭВМ, систематично издаются астрономические ежегодники, которые содержат координаты громадных другие сведения и планет, необходимые астрономическим обсерваториям для обработки и организации наблюдений их результатов (см. календари и Астрономические ежегодники).
При изучении перемещения естественных и неестественных спутников, обращающихся на довольно маленьких расстояниях от планет, нельзя считать планету материальной точкой, а направляться учитывать ее форму, и вращение ее около оси, сопротивление, оказываемое на перемещение спутника планетной воздухом. Эти задачи стали особенно актуальными в связи с запуском неестественных спутников.
На данный момент созданы способы изучения перемещения неестественных спутников Почвы, основанные на правильном ответе уравнений перемещения в поле тяготения сжатой осесимметричной планеты с применением ЭВМ. Эта неприятность относится к задаче о перемещении материальной точки в поле притяжения центрального тела, имеющего форму, хорошую от шара.
Перечисленные задачи небесной механики именуются прямыми задачами. К обратным задачам относят определение сил, действующих на космические объекты, и их весов по известному их перемещению. В следствии изучения перемещения неестественных спутников Почвы уточнены распределение плотности и форма Земли вещества внутри ее, и выяснена плотность воздуха на различных высотах над Почвой и в различные времена года. По перемещению неестественных спутников Луны были выяснены полярное и экваториальное другие величины и сжатия Луны, характеризующие гравитационное поле Луны.
Одним из самые замечательных достижений небесной механики было открытие планеты Нептун. Изучая перемещение планеты Уран, У. Леверье и Дж. Адамс предсказали существование малоизвестной в то время планеты, которая вносила неправильности в перемещение Урана, выяснили элементы ее орбиты и массу. Эти расчеты абсолютно подтвердились наблюдениями, выполненными И. Галле на Берлинской обсерватории, из-за которых в 1846 г. была открыта планета Нептун.