Vediamo in maggiore dettaglio gli elementi che permettono di configurare l'orbita di un pianeta. La definizione del piano dell'orbita, l'orientazione dell'orbita, la forma dell'orbita e gli elementi meccanici del moto, visualizzati nella figura 1, sono gli elementi che caratterizzano il problema dell'orbita dei pianeti.
Figura 1.
Per orientare l'orbita sul piano è sufficiente individuare la direzione del suo asse maggiore oppure fissare la direzione del perielio P, cioè l'angolo o, detto anche distanza angolare tra perielio e nodo. Determinare la forma dell'orbita vuol dire fissare la lunghezza del suo semiasse maggiore a e l'eccentricità e. In definitiva, quindi, i 6 elementi orbitali, necessari a definire un'orbita, sono: il semiasse maggiorea, l'eccentricità e, l'inclinazione i, la longitudine del nodo ascendente , la distanza angolare tra perielio e nodo o e l'istante T del passaggio al perielio Per individuare un'orbita sono necessarie almeno tre osservazioni che fissino tre coppie di valori (tre coordinate nel sistema eclitticale). Con questi dati è possibile trovare i sei elementi orbitali, incogniti, anche se la soluzione di questo problema è molto complicata ed esula dagli scopi di questo corso.
Le orbite sono descritte rispetto ad un piano di riferimento. Per i pianeti questo è il piano dell'orbita terreste (l'eclittica); per i satelliti è il piano che contiene l'equatore dei rispettivi pianeti. I due punti in cui l'orbita interseca il piano di riferimento sono detti nodi. Il nodo ascendente è definito dal passaggio da posizioni sotto al piano d riferimento (negative) a posizioni sopra al piano di riferimento (positive). Il nodo discendente è definito, al contrario, come il punto di passaggio da posizioni positive a posizioni negative, mentre la linea che congiunge i nodi è detta linea dei nodi.
Per definire l'orbita, si fissa prima di tutto l'angolo di inclinazione i tra il piano dell'orbita e il piano di riferimento, poi si fissa l'angolo , detto longitudine del nodo, contato dal punto gamma al nodo ascendente