مدار المريخ

يبلغ نصف المحور الأكبر للمريخ 1.524 وحدة فلكية (228 مليون كيلومتر) (12.673 دقيقة ضوئية)، وانحرافه المداري 0.0934. ^{[ 1 ] [ 2 ]} يدور الكوكب حول الشمس في 687 يومًا ^{[ 3 ]} ويقطع مسافة 9.55  وحدة فلكية في هذه العملية، ^{[ 4 ]} مما يجعل متوسط ​​سرعته المدارية 24  كيلومترًا في الثانية.

إن الانحراف المداري أكبر من أي كوكب آخر باستثناء عطارد ، وهذا يسبب فرقًا كبيرًا بين مسافتي الأوج والحضيض - وهما على التوالي 1.666 و 1.381  وحدة فلكية. ^{[ 5 ]}

يشهد المريخ حاليًا زيادةً طويلة الأمد في انحراف مداره. وقد بلغ أدنى مستوى له عند 0.079 قبل حوالي 19 ألف سنة، وسيبلغ ذروته عند حوالي 0.105 بعد حوالي 24 ألف سنة من الآن (مع مسافة حضيض تبلغ 1.3621 وحدة فلكية فقط ). ويكون مداره شبه دائري في بعض الأحيان: فقبل 1.35 مليون سنة كان انحرافه 0.002، وسيصل إلى مستوى أدنى مماثل بعد 1.05 مليون سنة. ويبلغ أقصى انحراف بين هذين الحدين الأدنى 0.12 خلال حوالي 200 ألف سنة. ^{[ 6 ]} 

يصل المريخ إلى وضع التقابل عندما يكون الفرق بين خطي طوله وطول الشمس في مركز الأرض 180 درجة. عند اقترابه من التقابل (خلال 8 أيام ونصف)، تكون المسافة بين الأرض والمريخ في أقصر حالاتها خلال الدورة الاقترانية التي تبلغ 780 يومًا . ^{[ 7 ]} لكل تقابل أهمية خاصة، إذ يكون المريخ مرئيًا من الأرض طوال الليل، عاليًا ومضاءً بالكامل، لكن التقابلات ذات الأهمية الخاصة تحدث عندما يكون المريخ قريبًا من نقطة الحضيض، لأنه في هذه الحالة يكون المريخ في أقرب نقطة له من الأرض. يتبع كل تقابل عند نقطة الحضيض تقابل آخر بعد 15 أو 17 عامًا. في الواقع، يتبع كل تقابل تقابل مشابه بعد 7 أو 8 دورات اقترانية، وتقابل مشابه جدًا بعد 37 دورة اقترانية (79 عامًا). ^{[ ٨ ]} في ما يُسمى بالتقابل الحضيضي، يكون المريخ أقرب ما يكون إلى الشمس، ويكون قريبًا جدًا من الأرض: تتراوح المسافات بين التقابلات من حوالي ٠.٦٨ وحدة فلكية عندما يكون المريخ قريبًا من الأوج إلى حوالي ٠.٣٧ وحدة فلكية فقط عندما يكون المريخ قريبًا من الحضيض. ^{[ ٩ ]}

يقترب المريخ من الأرض أكثر من أي كوكب آخر باستثناء الزهرة عند أقرب نقطة له - حيث تبلغ أقرب مسافة بين المريخ والأرض 56 مليون كيلومتر، بينما تبلغ أقرب مسافة للزهرة من الأرض 40 مليون كيلومتر. يقترب المريخ من الأرض كل عامين تقريبًا، في وقت التقابل، عندما تمر الأرض بين الشمس والمريخ. ويحدث تقابل شديد القرب للمريخ كل 15 إلى 17 عامًا، عندما نمر بين المريخ والشمس في وقت الحضيض (أقرب نقطة له من الشمس في مداره). وقد انخفضت المسافة الدنيا بين الأرض والمريخ على مر السنين، وفي عام 2003 بلغت 55.76 مليون كيلومتر، وهي أقرب مسافة من أي اقتراب مماثل منذ حوالي 60,000 عام (57,617 قبل الميلاد). وسيبلغ الرقم القياسي لأقصر مسافة بين الأرض والمريخ 55.65 مليون كيلومتر في عام 2729. وفي عام 3818، سيبلغ الرقم القياسي 55.44 مليون كيلومتر، وستستمر المسافات في الانخفاض لحوالي 24,000 عام. ^{[ 10 ]}

حتى ظهور أعمال يوهانس كيبلر (1571-1630)، عالم الفلك الألماني، كان الاعتقاد السائد أن الشمس والكواكب تدور حول الأرض. في عام 1543، اقترح نيكولاس كوبرنيكوس أن جميع الكواكب تدور في مدارات دائرية حول الشمس، لكن نظريته لم تقدم تنبؤات مرضية للغاية، وتم تجاهلها إلى حد كبير. عندما درس كيبلر ملاحظات رئيسه تيكو براهي لموقع المريخ في السماء على مدار ليالٍ عديدة، أدرك كيبلر أن مدار المريخ لا يمكن أن يكون دائريًا. بعد سنوات من التحليل، اكتشف كيبلر أن مدار المريخ من المرجح أن يكون إهليلجيًا ، مع وجود الشمس في إحدى بؤرتي الإهليلج . وهذا بدوره أدى إلى اكتشاف كيبلر أن جميع الكواكب تدور حول الشمس في مدارات إهليلجية، مع وجود الشمس في إحدى بؤرتي الإهليلج. أصبح هذا أول قوانين كيبلر الثلاثة لحركة الكواكب . ^{[ 11 ] [ 12 ]}

من وجهة نظر الجميع باستثناء الأكثر دقة، يُعد مسار المريخ بسيطًا. إذ تتنبأ معادلة في الخوارزميات الفلكية ، تفترض مدارًا إهليلجيًا ثابتًا، بأوقات الحضيض والأوج بخطأ لا يتجاوز بضع ساعات. ^{[ 13 ]} ويتوافق استخدام العناصر المدارية لحساب هذه المسافات مع المتوسطات الفعلية بدقة تصل إلى خمسة أرقام معنوية على الأقل. ولا تُقدم صيغ حساب الموقع مباشرةً من العناصر المدارية عادةً تصحيحات لتأثيرات الكواكب الأخرى، أو لا تحتاج إليها. ^{[ 14 ]}

لتحقيق مستوى أعلى من الدقة، يلزم مراعاة تأثيرات الكواكب. هذه التأثيرات معروفة جيدًا، ويُعتقد أنها مُحاكاة بدقة كافية لتحقيق دقة عالية. هذه هي جميع الأجرام التي يجب أخذها في الاعتبار حتى في أكثر المسائل تعقيدًا. عندما حسب ألدو فيتاجليانو تاريخ اقتراب المريخ من الأرض في الماضي البعيد أو المستقبل، اختبر التأثير المحتمل الناتج عن عدم دقة نماذج حزام الكويكبات من خلال إجراء عمليات المحاكاة مع وبدون أكبر ثلاثة كويكبات، ووجد أن التأثيرات ضئيلة.

تحسّنت عمليات الرصد، وحلّت تقنيات عصر الفضاء محلّ الأساليب القديمة. كتب إي. مايلز ستانديش: "اعتمدت جداول الإحداثيات الكلاسيكية على مدى القرون الماضية كليًا على الرصد البصري، وتحديدًا على توقيت عبور الكواكب على خط الزوال. ومع ظهور الرادار الكوكبي، وبعثات المركبات الفضائية، وتقنية التداخل الراديوي طويل المدى (VLBI)، وغيرها، تغيّر الوضع بالنسبة للكواكب الأربعة الداخلية بشكل جذري." (8.5.1، صفحة 10). بالنسبة لـ DE405، الذي أُنشئ عام 1995، تمّ الاستغناء عن الرصد البصري، وكما كتب: "تمّ تعديل الظروف الأولية للكواكب الأربعة الداخلية بناءً على بيانات تحديد المدى بشكل أساسي..." ^{[ 15 ].} من المعروف أن الخطأ في DE405 يبلغ حوالي 2  كيلومتر، وهو الآن أقل من كيلومتر واحد. ^{[ 16 ]}

على الرغم من أن الاضطرابات التي تُحدثها الكويكبات على سطح المريخ قد تسببت في بعض المشاكل، إلا أنها استُخدمت أيضًا لتقدير كتل بعض الكويكبات. ^{[ 17 ]} لكن تحسين نموذج حزام الكويكبات يُعدّ ذا أهمية بالغة لمن يحتاجون أو يسعون إلى توفير جداول فلكية عالية الدقة. ^{[ 18 ]}

لا يتجاوز عدد الأرقام المعنوية في الجدول التالي لعناصر مدار المريخ خمسة أرقام . وبهذا المستوى من الدقة ، تتطابق الأرقام بشكل ممتاز مع عناصر VSOP87 والحسابات المستمدة منها، بالإضافة إلى أفضل تطابق لستانديش (من مختبر الدفع النفاث) على مدى 250 عامًا، والحسابات التي تستخدم المواقع الفعلية للمريخ عبر الزمن.