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Radio orbital con vis-viva

Sepa en qué punto de su órbita debe estar una nave para llevar cierta rapidez: 7668,6356752 m/s en una órbita de semieje mayor 6778000 m alrededor de la Tierra la sitúan a 6778000 m, el caso circular. Gratis en su navegador.

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Si escribe
Velocidad
7 668,6356751977
Semieje mayor
6 778 000
Parámetro gravitacional
398 600 441 800 000
Obtiene
Velocidad
7 668,6356752
Radio orbital
6 778 000

La ecuación de vis-viva es la integral de energía del problema de dos cuerpos, escrita como relación entre la rapidez orbital instantánea, la distancia radial al foco, el semieje mayor de la cónica y el parámetro gravitatorio estándar del cuerpo central. Analistas de misión, estudiantes y herramientas ligeras de dinámica de vuelo suelen conocer la velocidad actual y el tamaño de órbita planificado, y necesitan el radio coherente con ese estado energético.

Significado de la vis-viva y qué entradas enviar

Bajo gravedad newtoniana de dos cuerpos, la energía mecánica específica de una trayectoria kepleriana se conserva y vale menos mu sobre dos a, donde mu es el parámetro gravitatorio estándar G por M del cuerpo central y a es el semieje mayor de la cónica. Combinar esa constante de energía con las definiciones cinética y potencial produce la relación clásica de vis-viva: v al cuadrado igual a mu por la cantidad dos sobre r menos uno sobre a.

Aquí v es la rapidez respecto al cuerpo central, r es la distancia radial actual desde el centro de masa de ese cuerpo hasta la nave, y a es positivo para órbitas elípticas ligadas —incluido el caso circular—, negativo para hipérbolas y formalmente infinito en el límite parabólico, que esta calculadora no modela como modo aparte. El mu terrestre ronda tres punto nueve ocho seis por diez a la catorce metros cúbicos por segundo al cuadrado cuando trabaja en metros y segundos SI.

Mantenga unidades coherentes: con mu en metros cúbicos por segundo al cuadrado, a y r en metros y v en metros por segundo, el álgebra es homogénea. El semieje mayor cero se rechaza porque la vis-viva no está definida cuando a se anula. La rapidez negativa se rechaza porque la ecuación usa la magnitud.

Cómo se despeja el radio y cómo leer la respuesta

Partiendo de v al cuadrado igual a mu por dos sobre r menos uno sobre a, aísle el término dos sobre r: dos sobre r igual a v al cuadrado sobre mu más uno sobre a. Invertir da r igual a dos dividido por esa suma, que se reescribe en la forma producto r igual a dos mu a dividido por mu más a por v al cuadrado. El manejador evalúa esa expresión tras validar las tres entradas.

En una órbita circular la rapidez circular cumple v al cuadrado igual a mu sobre a, y la sustitución recupera r igual a a, una comprobación útil con números de LEO de libro. En elipses con el mismo a, mayor rapidez corresponde a un radio instantáneo menor hacia el periapsis, y menor rapidez a un radio mayor hacia el apoapsis, como exige la conservación de energía. Las unidades siguen siendo su responsabilidad: la calculadora no convierte kilómetros a metros ni radios terrestres a SI por usted.

Bocetos tempranos de concepto de misión

Canalizaciones ligeras que conocen la rapidez de crucero y el tamaño de órbita objetivo llaman a un extremo prepago para una comprobación coherente de radio en lugar de reimplementar el despeje de vis-viva en cada lenguaje.

¿Qué ocurre si el radio resultante no es positivo?

Un r no positivo significa que la rapidez y los parámetros de la cónica no son coherentes con un punto kepleriano físico bajo vis-viva.

¿Puede el semieje mayor ser negativo?

Sí. Un a negativo denota una trayectoria hiperbólica. Un a positivo es elíptico (incluido el circular). El a cero se rechaza porque la vis-viva no está definida.

¿Es la rapidez la misma que la velocidad orbital circular?

Solo en órbitas circulares. La vis-viva admite cualquier rapidez no negativa coherente con la energía del a dado; la rapidez circular es el caso especial v = sqrt(μ/a) donde r iguala a.

¿Es gratuita la calculadora de radio orbital por vis-viva?

La herramienta del navegador se ejecuta gratis en su dispositivo.

¿Por qué una rapidez mayor da un radio menor?

Con un tamaño de órbita fijo la energía se conserva, así que la nave va más rápido cerca de su punto más cercano y más despacio cerca del más lejano. Por eso, con el mismo semieje mayor, una rapidez mayor devuelve un radio más próximo al periapsis.

Todo lo de esta página está disponible por programación. Esta sección es para equipos que quieren integrarlo en sus sistemas; el resto puede usar la herramienta de arriba sin más.

POSThttps://api.kit.forhosting.com/astro/vis-viva-radius

¿Prefiere automatizarlo? Un POST autenticado crea la tarea; el resultado llega por webhook o enlace firmado. La misma capacidad también se ejecuta aquí en la web, por email y desde Telegram — y pronto también desde nuestra app.

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/astro/vis-viva-radius \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"speed":7668.64,"semi_major_axis":6778000,"gravitational_parameter":398600441800000}'
{
  "speed": 7668.64,
  "semi_major_axis": 6778000,
  "gravitational_parameter": 398600441800000
}
{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "astro.vis_viva_radius",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

La API es asíncrona: la llamada devuelve un task_id al instante y el resultado llega por webhook. El polling está limitado a 1 req/s por tarea.

Por solicitud$0.002

Precio publicado — sin tokens ni créditos inventados. Una tarea fallida no se cobra.

HTTPCódigoSignificado
401unauthorizedAPI key ausente o inválida.
402insufficient_balanceEl saldo no cubre el precio de la tarea.
404unknown_typeEl tipo de tarea no existe.
429rate_limitedDemasiadas peticiones. Use el webhook en vez de sondear.

Esta capacidad reordena algebraicamente la vis-viva para el radio orbital r, evalúa la forma cerrada con aritmética de punto flotante determinista y rechaza radios no positivos con un error invalid_input claro, de modo que las canalizaciones nunca fijen una distancia no física. Entradas idénticas siempre producen el mismo JSON: sin llamadas de red, sin semillas aleatorias y sin marcas de tiempo de reloj. El uso de la API se factura a $0.002 por elemento exitoso; los fallos de validación no consumen saldo.

Significado de la vis-viva y qué entradas enviar

Envíe el campo obligatorio speed como número finito no negativo o cadena numérica para la magnitud de la rapidez actual; se aceptan los alias v, velocity y orbital_speed. Envíe semi_major_axis como número finito no nulo para a; funcionan los alias a, sma y semi_major. Envíe gravitational_parameter como número finito estrictamente positivo para mu; se aceptan mu, mu_grav y GM. Campos ausentes y valores no finitos fallan con invalid_input nombrando el problema para que los clientes corrijan el formulario sin adivinar.

Cómo se despeja el radio y cómo leer la respuesta

En éxito el JSON repite speed, semi_major_axis y gravitational_parameter tras un redondeo estable, informa orbital_radius como el r positivo resuelto, formula como la cadena r igual a dos mu a sobre mu más a por v al cuadrado, y method como vis_viva_radius para que el código descendente ramifique sin husmear formas. Si el denominador es cero o el r calculado no es estrictamente positivo, la capacidad falla con invalid_input en lugar de inventar una distancia; esa regla de producto atrapa combinaciones incoherentes como un semieje hiperbólico con una rapidez demasiado pequeña para cualquier punto real de esa cónica.

Uso de la API, precios, flujos de aula y límites prácticos

Llame a la calculadora gratuita de radio orbital por vis-viva en el navegador para deberes, demos de clase y verificación rápida de conceptos sin instalar Orekit, GMAT ni una caja de herramientas aeroespacial MATLAB local. Ejemplos típicos de aula incluyen órbita terrestre baja con mu terrestre y a cerca de seis mil setecientos setenta y ocho kilómetros expresados en metros con la rapidez circular correspondiente, semiejes de escala geoestacionaria con rapideces menores en el apoapsis de una elipse de transferencia, y bocetos hiperbólicos simplificados con a negativo y v grande. Magnitudes extremadamente grandes pueden desbordar productos intermedios; permanezca en rangos SI habituales del sistema solar para resultados fiables. Envíe un cuerpo JSON con speed, semi_major_axis y gravitational_parameter obligatorios como números finitos, usando alias si su cliente ya habla de mu y a. Use la API prepago cuando una plataforma de tutoría, un sandbox de evaluación de código, un generador de currículo o una canalización temprana de diseño de misión necesite un contrato estable bajo saldo KIT a $0.002 por elemento exitoso; los fallos de validación nunca consumen saldo tras el rechazo. Los autores que publican SDK pueden mapear orbital_radius a tablas que comparan radio frente a rapidez a a fijo, enseñando cómo la vis-viva codifica el intercambio entre energía cinética y potencial gravitatoria a lo largo de una sola trayectoria kepleriana sin un integrador numérico completo.

Verificación de deberes y exámenes

Estudiantes y evaluadores despejan el radio orbital a partir de rapidez, semieje mayor y μ bajo vis-viva, y reciben invalid_input cuando la combinación produce un r no positivo.

Generadores de tutoría y currículo

Los constructores de lecciones producen ejemplos trabajados de radio por vis-viva con JSON estructurado para fichas, hojas de pasos y ejercicios autoevaluados sin incrustar una biblioteca completa de astrodinámica.

¿Cómo se calcula el radio orbital con la ecuación de vis-viva?

Envíe JSON con speed (v ≥ 0), semi_major_axis (a ≠ 0) y gravitational_parameter (μ > 0). La respuesta incluye orbital_radius r = 2μa/(μ + a v²), más las etiquetas formula y method.

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