Le leggi di Keplero sono tre leggi astronomiche enunciate da Johannes Kepler tra il 1609 e il 1619, che descrivono con precisione geometrica il moto dei corpi celesti. Sono state successivamente spiegate fisicamente dalla Legge di gravitazione universale di Newton.
- Prima Legge (Legge delle orbite): I pianeti percorrono orbite ellittiche di cui il Sole occupa uno dei due fuochi. In astrodinamica, questo significa che la traiettoria di un satellite attorno alla Terra è una conica (ellisse, parabola o iperbole).
- Seconda Legge (Legge delle aree): Il raggio vettore che congiunge un pianeta al Sole spazza aree uguali in tempi uguali. Questa legge implica che la velocità orbitale non è costante: il corpo si muove più velocemente al perigeo (punto più vicino) e più lentamente all’apogeo (punto più lontano). È una conseguenza della conservazione del momento angolare.
- Terza Legge (Legge dei periodi): Il quadrato del periodo di rivoluzione di un pianeta è proporzionale al cubo del semiasse maggiore della sua orbita: Dove la costante dipende dalla massa del corpo centrale.
In ingegneria aerospaziale, queste leggi sono la base per la progettazione delle missioni spaziali: permettono di calcolare con esattezza il tempo necessario a un satellite per compiere un giro attorno alla Terra, l’energia necessaria per cambiare orbita (manovre di Hohmann) e la sincronizzazione necessaria per l’intercettazione tra veicoli spaziali.