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Die Umlaufzeit oder Revolutionsperiode ist in der Astronomie die Zeit, in der ein Himmelskörper auf seiner Umlaufbahn eine vollständige Umrundung zu einem Bezugspunkt vollführt (seinen Orbit einmal durchlaufen hat), also die Dauer einer Revolution.

• Grundlagen

• Tabelle: Umlaufzeiten im Sonnensystem

• Umrechnung synodisch – siderisch

• Tabelle: Umlaufzeiten Sonne, Mond, Erde und abgeleitete Zeitgrößen

• Einzelnachweise

Es kann verschiedene Bezugspunkte geben, zu denen die vollständige Umrundung von 360° gemessen wird: So kann z. B. die Umlaufzeit des Mondes mit oder ohne Einrechnung der gleichzeitigen Bewegung der Erde um die Sonne angegeben werden.

Die astronomischen Koordinatensysteme liegen im Allgemeinen nicht gegeneinander ortsfest im Raum. Daher wird die Umlaufzeit gegen ein möglichst statisches Bezugssystem angegeben:

• Entweder dient dafür der Sternhimmel, eine solche Umlaufzeit wird siderische Periode (relativ zu den Sternen) genannt.

• Oder die Umlaufzeit wird in der Bahnebene in Bezug auf das Perizentrum (den mittelpunktsnähesten Punkt der Bahnellipse) gemessen, das ist die anomalistische Periode, die Bahnperiode, wie sie sich aus dem dritten Keplergesetz ergibt.

• Speziell bei der Erde ist die tropische Periode entscheidend, sie berücksichtigt die Drift des Frühlingspunktes, der der Basisbezugspunkt für alle geozentrischen Koordinatensysteme ist

• Für Langzeitberechnungen von Galaxien ist deren Mittelpunkt ausschlaggebend, so für die Milchstraße das galaktische Zentrum (galaktisches Koordinatensystem).

Der Bezug kann aber auch die (scheinbare) Sonnenposition sein (synodische Periode), der Knoten einzelner Planetenbahnen (drakonitische Periode), der Schwerpunkt des gesamten Sonnensystems, seines Gesamtmassenzentrums (baryzentrische Periode) oder der „Rest des Universums“ (siehe Inertialsystem) sein.

Im Spezialfall des Umlaufs der Erde um die Sonne beträgt die Länge der Revolutionsperiode ein Jahr. Weiter innen laufende Planeten (bzw. sonstige Flugkörper) haben kürzere Umlaufzeiten, weiter außen laufende haben längere Umlaufzeiten. Der Begriff „Jahr“ kann verallgemeinert werden, beispielsweise ein „Marsjahr“, ein „Venusjahr“ etc.

Das dritte Keplersche Gesetz gibt ein Proportionsverhältnis für die Umlaufzeiten zweier Planeten an:

Die Quadrate der Umlaufzeiten stehen im gleichen Verhältnis wie die Kuben (dritten Potenzen) der großen Halbachsen.

In Verbindung mit dem newtonschen Gravitationsgesetz kann die folgende Formel zur Berechnung der Umlaufzeit hergeleitet werden:

U = 4 π π 2 a 3 G ( M 1 + M 2 ) {\displaystyle U={\sqrt {\frac {4\pi ^{2}a^{3}}{G\left(M_{1}+M_{2}\right)}}}}

mit

• U die Umlaufzeit,

• a die große Halbachse,

• G die Gravitationskonstante,

• M1 und M2 die Massen des Zentralkörpers und des Satelliten.

Nachfolgende Tabelle enthält die Zeiten für die synodischen, siderischen bzw. anomalistischen Umlaufperioden der Planeten des Sonnensystems, eines Körpers im Asteroidengürtel und von Transneptunischen Objekten sowie des Erdmondes, Satelliten und der Sonne (angegeben in Tagen und Kalenderjahren):

• Außer beim Erdmond ist die Differenz zwischen anomalistischer Bahnperiode und siderischer Umlaufzeit in dieser Genauigkeit vernachlässigbar, weil die Perizentren der Planeten und Planetoiden sich im Vergleich zur Umlaufdauer nur minimal verschieben (Perizentrumsdrehung).

• Im Unterschied zum Mond sind die synodischen Umlaufzeiten bei Merkur, Venus deutlich länger, ab Mars und den äußeren Planeten (der Ausdruck „innen/außen“ bezieht sich auf den Asteroidengürtel, nicht die Erde) hingegen wieder zunehmend kürzer. Die genaue Erklärung dafür siehe im Abschnitt Planeten des Artikels Synodische Umlaufzeit.

| Objekt | Siderische anomalistische Umlaufzeit „in Bezug zu den Fixsternen / der Bahngeometrie“ | Synodische Umlaufzeit „in Bezug zu Erde und Sonne“ |

|---|---|---|

| ISS | 0000 1,51 Stunden I1 | 000 1,53 Stunden I2 |

| Geosynchron | 000 23,93 Stunden G1 | 00 24,00 Stunden |

| Mond M1 | 0000 27,322 Tage / 0000 27,554 Tage M2 | 00 29,53 Tage |

| Merkur | 0000 87,969 Tage | 0 115,88 Tage |

| Venus | 000 224,701 Tage | 0 583,92 Tage |

| Erde E1 | 000 365,256 Tage | 000 – |

| Mars | 000 686,980 Tage | 0 779,94 Tage |

| Ceres | 00000 4,605 Jahre | 0 466,72 Tage |

| Jupiter | 000≈ 11,862 Jahre | 0 398,88 Tage |

| Saturn | 000≈ 29,458 Jahre | 0 378,09 Tage |

| Uranus | 000≈ 84,014 Jahre | 0 369,66 Tage |

| Neptun | 00≈ 164,793 Jahre | 0 367,49 Tage |

| Pluto | 00 ≈247,94 0 Jahre NP | 0 366,73 Tage |

| Orcus | 00 ≈247,97 0 Jahre NP | 000 – |

| Varuna | 00 ≈283,56 0 Jahre NP | 000 – |

| Haumea | 00 ≈284,61 0 Jahre NP | 000 – |

| Quaoar | 00 ≈285,09 0 Jahre NP | 0 366,54 Tage |

| Makemake | 00 ≈309,41 0 Jahre NP | 000 – |

| Eris | 0 0 ≈557,4 00 Jahre NP | 000 – |

| Sedna | ≈10704 ,000 Jahre NP | 0 365,29 Tage |

| Sonne S | 0 0 ≈230 Mio. Jahre | 000 – |

Anomalistische Umlaufzeit: 91,4887 Minuten

Das ist die Zeit zwischen zwei Sonnenaufgängen für einen ISS-Astronauten. Die ISS läuft

prograd

um die Erde, daher kommt ihr die Sonne „entgegen.“ Bis sie wieder über einem Breitenkreis ankommt, vergehen 1,61 Stunden

siderischer Tag

Zur Bahnperiode des Mondes siehe ausführlich:

Mondbahn

Die

drakonitische Periode

ist die Zeit zwischen zwei Durchgängen durch denselben Mondknoten. Sie spielt für die Finsternisse eine Rolle, bei den Planeten und Kleinplaneten ist sie ohne sonderliche Aussage

Zur Bahnperiode der Erde siehe ausführlich:

Erdbahn

Die Bahnperioden von Objekten jenseits

Neptuns

sind so lang, dass die moderne Astronomie sie noch nicht vollständig erfasst hat. Die angegebenen Werte beruhen auf

Planetentheorien

(wie der

VSOP 87

), die in Modellrechnungen dann sinnvolle Ergebnisse liefern. Die Bestätigung durch

Messung

steht aber noch aus. Am 11. April 2009 hat Neptun seine erste vollständig beobachtete Periode vollendet, und kann seitdem relativ genau angegeben werden.

Um das Zentrum der Milchstraße, siehe

Die Sonne im Milchstraßensystem

T E {\displaystyle T_{\mathrm {E} }} = siderische Umlaufzeit der Erde

Äußere Planeten:

T s i d = T E T s y n − − T E ⋅ ⋅ T s y n {\displaystyle T_{\mathrm {sid} }={\frac {T_{\mathrm {E} }}{T_{\mathrm {syn} }-T_{\mathrm {E} }}}\cdot T_{\mathrm {syn} }}

Innere Planeten:

T s i d = T E T s y n + T E ⋅ ⋅ T s y n {\displaystyle T_{\mathrm {sid} }={\frac {T_{\mathrm {E} }}{T_{\mathrm {syn} }+T_{\mathrm {E} }}}\cdot T_{\mathrm {syn} }}

Eine Tabelle über die mittleren Daten, Standardepoche J2000.0, und die abgeleiteten Größen der Kalenderrechnung.

Zu beachten ist, dass die „Umlaufzeit der Sonne“ die von der Erde aus beobachtete scheinbare Sonnenbahn ist. Sie entsteht nicht durch einen Umlauf, sondern die Erdrotation.

| Tag | Monat | Jahr |

|---|---|---|

| Siderischer Tag | Siderischer Monat (1) | Siderisches Jahr |

| 86164,099 s | 27,32166 d | 365,256366 d |

| 23 h 56 m 4,099 s | 27 d 7 h 43 m 11,5 s | 365 d 6 h 9 m 9 s |

| Sterntag (2) | Tropischer Monat | Tropisches Jahr |

| 86164,091 s | 27,32158 d | 365,242199 d |

| 23 h 56 m 4,091 s | 27 d 7 h 43 m 4,7 s | 365 d 5 h 48 m 46 s |

| Sonnentag (3) | Synodischer Monat (5) | Sonnenjahr (3) |

| 86400 s (4) | 29,53059 d | 365,242199 d (6) |

| 24 h (4) | 29 d 12 h 44 m 2,9 s | 365 d 5 h 48 m 46 s (6) |

| Kalendertag | Kalendermonat | Kalenderjahr (8) |

| 1 d = 86400 s (7) | 30 d / 31 d | 365,2425 d |

| 24 h (7) | | 365 d 5 h 49 m 12 s |

Zyklus von Höchst- und Tiefststand des Mondes

Die Bezeichnung

Tropischer Tag

ist nicht gebräuchlich.

Die Begriffe

synodischer Tag

und

synodisches Jahr

sind nicht gebräuchlich.

mittlere Tageslänge, vgl.

Mittlere Ortszeit

Der

Mondphasenzyklus

, die einzelne, um den Mittelwert schwankende Periode heißt

Lunation

Das Sonnenjahr entspricht dem tropischen Jahr.

Der Kalendertag ist – im Allgemeinen – über den Sonnentag definiert.

Das mittlere Jahr des

gregorianischen Kalenders

.

cite-note-11. Gerhard Dangl: ISS – Sichtbarkeitstabelle 22. Juli 2009 bis 25. Juli 2009. Abgerufen am 5. August 2009.