In mecanica celesta, o orbita este traiectoria urmata de o planeta, in jurul Soarelui, sau de un satelit in jurul planetei sale, sub efectul gravitatiei. Pana sa se fundamenteze stiintific faptul ca orbita unei planete este o elipsa, s-a intuit existenta unor neregularitati in orbitele planetelor, insa fara a le putea explica. Nici heliocentrismul – teoria formulata de Nicolas Copernic, potrivit careia Soarele se afla in centrul sistemului solar, contrazicand geocentrismul lui Ptolemeu – nu a putut demonstra diversele contradictii legate de miscarea planetelor. Abia in secolul al XVI-lea, Johannes Kepler, astronom german, a publicat o lucrare – “Mysterium Cosmographicum” (“Misterele cosmosului”, 1596) – formuland teoria ca Soarele exercita o forta de atractie asupra planetelor, mentinandu-le pe orbitele lor.
Pentru a putea construi un model teoretic viabil al Universului, Kepler a dezvoltat teoria poliedrelor regulate, fiecare planeta fiind circumscrisa unui poliedru, iar poliedrul respectiv continand o alta planeta, mai mica, forme geometrice care, in opinia savantului, puteau exprima cel mai bine maretia si perfectiunea divina. In egala masura, poliedrele explicau si distantele dintre corpurile ceresti si Soare, precum si viteza de rotatie. In anul 1600, Kepler ajunge la Praga, unde il cunoaste pe matematicianul danez Tycho Brahe, cel care adunase o cantitate impresionanta de informatii referitoare la miscarea planetelor. Intr-o perioada in care telescopul inca nu fusese inventat, calculele lui Brahe s-au dovedit extrem de precise. Dupa moartea matematicianului danez, Kepler i-a luat locul, ca astronom, la curtea lui Rudolf al II-lea, imparat al Boemiei si Ungariei, mostenind si uriasa colectie de date.
Pe baza acestora, Kepler a publicat o a doua lucrare, in 1609 – « Astronomia Nova » (« Noua astronomie ») – in care a aratat ca orbita unei planete este o elipsa si, cu cat planetele sunt mai apropiate de Soare, cu atat miscarea lor este mai rapida. Acestea sunt, de fapt, primele doua « legi ale lui Kepler », cea de-a treia adaugandu-se in 1619, in lucrarea «Harmonices mundi », referindu-se la faptul ca « patratul perioadei miscarii de revolutie a unei planete, in jurul Soarelui, este proportional cu cubul distantei sale medii de la Soare ». Mai tarziu, aceste legi au stat la baza teoriei gravitatiei formulata de Isaac Newton si au demonstrat ca anomaliile din miscarea planetelor, sesizate inca din antichitate, aveau drept cauza faptul ca orbita unei planete este o elipsa. Ele explica, de asemenea, orbita lunii si a satelitilor artificiali, acestea comportandu-se intocmai ca planetele in jurul Soarelui.
Orbita unei planete, adica elipsa, se defineste prin mai multi parametri, care permit calcularea exacta a traiectoriei complete. Sistemul nostru solar este alcatuit dintr-o stea – Soarele – opt planete (din 2006, Uniunea Astronomica Internationala a decis ca Pluton nu are statut de planeta, ci este o parte componenta a Centurii Kuiper, formata din corpuri de gheata), 159 de sateliti care graviteaza in jurul planetelor si din asteroizi, comete, obiecte transneptuniene. Soarele reprezinta 99,9% din masa intregului sistem solar. Mercur, Venus, Pamantul si Marte au o densitate ridicata, dar dimensiuni mai mici, in timp ce Jupiter, Saturn, Uranus si Neptun sunt cele mai mari si cele mai indepartate. Cand doua planete sunt supuse exclusiv atractiei gravitationale reciproce, fiecare dintre ele urmeaza o traiectorie eliptica, intr-o miscare repetata.
Orbita terestra se refera la drumul parcurs de un obiect cosmic in jurul Terrei. La ora actuala, exista aproape 2500 de sateliti artificiali si sute de mii de resturi (space debris) de la diferitele misiuni spatiale, care pot varia, ca dimensiuni, de la cativa milimetri, la sute de kilograme. Sondele spatiale, de asemenea, isi incep misiunea parcurgand orbita terestra, inainte de a se indrepta spre alte planete. Exista o orbita terestra joasa (Low Earth orbit), pana la altitudinea de 2000 de kilometri, in aceasta zona plasandu-se satelitii de comunicatii si teledetectie, precum si statiile spatiale. Orbita terestra medie (Medium Earth Orbit) se situeaza intre 2 000 si 35 700 kilometri, orbita terestra geosincrona (Geosynchronous Orbit), pe care satelitii se deplaseaza in acelasi sens cu al planetei (in cazul Terrei, de la vest la est) si pentru care perioada de rotatie siderala este de 23 h 56 min si 4,1 s, si orbita terestra inalta (High Earth Orbit), peste 35 700 kilometri.
Asadar, orbita oricarei planete este o elipsa, prin urmare si cea a Pamantului in jurul Soarelui este la fel, la o distanta medie de 150 milioane de kilometri, durand 365,2564 zile solare (adica un an sideral). Pamantul, in cadrul sistemului solar, se afla in Galaxia Calea Lactee, la 28 000 de ani lumina de centrul galactic.
