Un objeto permanece en su trayectoria circular porque la combinación de su caída hacia el planeta y su avance da como resultado una trayectoria curva alrededor del planeta. Elimine algo de velocidad y no compensará completamente la caída hacia el planeta y descenderá. Agregue un poco de velocidad y la caída hacia el planeta no compensará completamente el avance, por lo que subirá un poco más, como se muestra en esta figura.
Ahora, esto nos lleva al quid de la pregunta y a la confusión común. Sabemos que la velocidad orbital para una órbita circular * es:
A partir de esa ecuación podemos ver que si aumentamos el radio de la órbita, necesitaremos una velocidad orbital menor y si disminuimos el radio de la órbita, aumentaremos la velocidad orbital requerida.
Entonces, suena un poco contradictorio que acelerar la luna la pondrá en una órbita más alta. Pero retrocedamos y pensemos en la energía de una órbita.
La energía de una órbita es la suma de la energía cinética y potencial. Cuando el bulto tira de la luna, acelerándola, agrega algo de energía cinética. A medida que la luna asciende, cambiará esa energía cinética por energía potencial. En otras palabras, disminuirá la velocidad para aumentar la altura. Cuando la velocidad disminuye a la velocidad apropiada para la altitud a la que se encuentra, esa será la nueva apoapsis (punto alto) para la órbita.
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* Para ser precisos, deberíamos estar usando la fórmula para una órbita elíptica, pero esa complejidad adicional no es necesaria para ilustrar este concepto.