Ay, Dünya'nın tek doğal uydusu ve Güneş Sistemi içindeki beşinci büyük doğal uydudur. Dünya ile Ay arasında ortalama merkezden merkeze uzaklık 384.403 km, yani Dünya'nın çapının yaklaşık otuz katı kadardır. Jeofiziksel açıdan Ay, gezegen kütleli gök cismi veya uydu gezegendir. Kütlesi, Dünya'nın kütlesinin %1,2'si ve çapı 3.474 km (2.159 mi) ile Dünya'nın yaklaşık dörtte biri kadardır. Yüzeyinde kütleçekim etkisi yerçekiminin yaklaşık %17'sidir. Ay, Dünya'nın yörüngesinde bir turunu 27 gün 7 saatte tamamlar. Dünya, Ay ve Güneş geometrisinde görülen periyodik değişimler sonucunda her 29,5 günde tekrar eden Ay'ın evreleri oluşur.
Kütleçekim ya da çekim kuvveti, kütleli her şeyin gezegenler, yıldızlar ve galaksiler de dahil olmak üzere birbirine doğru hareket ettiği doğal bir fenomendir. Enerji ve kütle eşdeğer olduğu için ışık da dahil olmak üzere her türlü enerji kütleçekime neden olur ve onun etkisi altındadır.
Gök mekaniğinde yörünge veya yörünge hareketi, bir gezegenin yıldız etrafındaki veya bir doğal uydunun gezegen etrafındaki veya bir gezegen, doğal uydu, asteroit veya lagrange noktası gibi uzaydaki bir nesne veya konum etrafındaki yapay uydunun izlediği kavisli bir yoldur. Yörünge, düzenli olarak tekrar eden bir yolu tanımlamakla birlikte, tekrar etmeyen bir yolu da ifade edebilir. Gezegenler ve uydular Kepler'in gezegensel hareket yasalarında tanımlandığı gibi, kütle merkezi elips biçiminde izledikleri yolun odak noktasında olacak şekilde yaklaşık olarak eliptik yörüngeleri takip ederler.
Astrodinamikte, bir astronomik cismin yörünge eksantrikliği, başka cisim etrafındaki yörüngesinin mükemmel bir daireden ne kadar saptığını belirleyen boyutsuz bir parametredir.
Fizikte, kütle, Newton'un ikinci yasasından yararlanılarak tanımlandığında cismin herhangi bir kuvvet tarafından ivmelenmeye karşı gösterdiği dirençtir. Doğal olarak kütlesi olan bir cisim eylemsizliğe sahiptir. Kütleçekim kuramına göre, kütle kütleçekim etkileşmesinin büyüklüğünü de belirleyen bir çarpandır (parametredir) ve eşdeğerlik ilkesinden yola çıkılarak bir cismin kütlesi kütleçekimden elde edilebilir. Ama kütle ve ağırlık birbirinden farklı kavramlardır. Ağırlık cismin hangi cisim tarafından kütleçekime maruz kaldığına göre ve konumuna göre değişebilir.
Fizikte, kurtulma hızı kütleçekim alanındaki herhangi bir cismin kinetik enerjisinin söz konusu alana bağıl potansiyel enerjisine eşit olduğu andaki hızıdır. Genellikle üç boyutlu bir uzayda bulunan cismin kendisini etkileyen kütleçekim alanından kurtulabilmesi için ulaşması gereken sürati ifade eder.
Yörünge çeşitleri aşağıda listelenmiştir:
Dünya'ya Yakın Cisimler, yörüngeleri günberi noktasında Dünya'ya 1,3 Astronomik Birim (AB) mesafeden daha yakın olup Dünya'nın çok yakınına gelen gök cisimleridirler. Bunlar birkaç bin Dünya'ya Yakın Asteroit (DYA), Dünya'ya Yakın Kuyruklu yıldız (DYK), bir miktar Güneş etrâfında dolanan uzay aracı ve uzayda Dünya'yla çarpışmadan tâkip edilebilecek büyüklükte meteoritlerden oluşurlar. Makbul olan görüşe göre DYC'lerin geçmişte Dünya'yla çarpışmalarının gezegenimizin jeolojik ve biyolojik târihinde kayda değer rolü olduğu merkezindedir. Dünya'mıza getireceği tehlikelerin farkına varılmasıyla 1980'lerden beri gittikçe artan ilgiyle bu cisimler izlenmişler, gelebilecek tehlikeleri aktif olarak azaltmak için çözümler aranmaya başlamışlardır.
Yörüngesel uzay uçuşu, bir uzay aracı içinde aracı kalkış noktasından başlayarak yerçekimine karşı hareket ederek çizilen eğmeçli bir gidiş yönünde dış uzayda gezegen çevresi üzerinde eliptik bir yörüngeye yerleştirmek için yapılan uçuştur.
Geri yönlü hareket, genel olarak, astronomik bir nesnenin kütle çekimi altında bulunduğu birincil cismin dönüş yönüne göre tam tersi yönündeki yörünge veya dönme hareketi olarak tanımlanmaktadır. Ayrıca bir nesnenin dönme ekseninin salınımı veya üğrümü gibi diğer hareketleri de tanımlayabilir.
Doğal uydu, en yaygın kullanımıyla, bir gezegenin, cüce gezegenin veya küçük bir Güneş Sistemi cisminin yörüngesinde dönen astronomik bir cisimdir.
Gök mekaniğinde, Lagrange noktaları ortak kütle merkezi etrafında dönen, biri genellikle diğerinden çok daha küçük, iki kütlenin yarattığı potansiyelin denge noktalarıdır. Lagrange noktaları iki cismin yarattığı kütleçekim kuvvetinin, dönmeden kaynaklanan merkezkaç kuvveti ile birbirlerini götürdükleri noktalardır.
Skathi, Satürn'ün İskandinav uyduları grubundaki düzensiz uydularından biridir. 23 Eylül 2000'de Brett Gladman liderliğindeki bir grup gökbilimci ekip tarafından keşfedildi. Ekip, 7 Aralık 2000'de Satürn'ün diğer yedi uydusu olan Tarvos, Ijiraq, Thrymr, Siarnaq, Mundilfari, Erriapus ve Suttungr ile birlikte keşiflerini duyurdu. Uydu, astronomik cisimlerin büyük ölçüde Yunan ve Roma isimleri ile adlandırılma çabasının bir parçası olarak, İskandinav mitolojisindeki bir figür olan Skaði'nin adını aldı.
Chang'e 5,, Çin Ay Keşif Programı'nın beşinci ay keşif görevi ve Çin'in ilk Ay'dan örnek getirme göreviydi.
Ay Geçidi veya kısaca Geçit, güneş enerjisiyle çalışan bir iletişim merkezi, bilim laboratuvarı, kısa süreli yaşam modülü, keşif araçları ve diğer robotlar için bekletme alanı olarak hizmet vermesi amaçlanan Ay yörüngesinde planlanmış bir uzay istasyonudur. 2024'ten sonra NASA'nın Artemis Programı'ndaki ana odak noktalarından biri olması beklenmektedir. Geçit, Ay'ın güney kutbunun hem robotik hem de mürettebatlı keşfi için hazırlık noktası olarak hizmet verecek ve NASA'nın Mars'a yönelik Derin Uzay Taşımacılığı konsepti için ana durak noktası olacaktır. Daha önce Derin Uzay Geçidi (DSG) olarak bilinen istasyon, NASA'nın 2019 Birleşik Devletler federal bütçesi için 2018 teklifi sırasında Ay Yörünge Platformu Geçidi (LOP-G) olarak yeniden adlandırıldı. Bütçeleme süreci tamamlandığında, Amerikan Kongresi tarafından ön çalışmalar için 332 milyon ABD doları bütçe ayrılmıştır.
Hill küresi (yarıçapına Hill yarıçapı denir), bir gök cisminin, etrafında döndüğü daha büyük kütleli başka bir cismin tedirginliğine göre kütleçekimsel etki alanının hesaplanmasında kullanılan yaygın bir modeldir. Bir astronomik cismin (m), diğer cisimlerin, özellikle de birincil cisim (M) üzerindeki kütleçekim etkisini hesaplamak için yaygın olarak kullanılan bir modeldir. Bazen, Laplace küresi ya da Roche küresi olarak adlandırılan diğer kütleçekim etkisi modelleriyle karıştırılır. Roche küresi adıyla anıldığında Roche limiti ile karışıklığa neden olur. Amerikalı astronom George William Hill tarafından Fransız astronom Édouard Roche'un çalışmalarına dayanılarak tanımlanmıştır.
Astronomide ve özellikle astrodinamikte, uzaydaki bir nesnenin zamanın belirli bir anındaki salınımlı yörüngesi, tedirginlikler olmasaydı merkezi cisim etrafında sahip olacağı kütleçekimsel Kepler yörüngesidir. Yani, mevcut yörünge durum vektörleriyle örtüşen yörüngedir.
Tarqeq, Satürn'ün doğal uydusudur. Scott S. Sheppard, David C. Jewitt, Jan Kleyna ve Brian G. Marsden tarafından 5 Ocak 2006 ve 22 Mart 2007 tarihleri arasında yapılan gözlemler sonucunda keşfedildi ve 13 Nisan 2007 tarihinde duyuruldu. Adını İnuit ay tanrısı Tarqeq'ten almıştır ve İnuit grubunun bir üyesidir. Çapı yaklaşık yedi kilometredir. Cassini uzay aracı Tarqeq'i 15-16 Ocak 2014 tarihlerinde 1,5 gün boyunca gözlemlemişti.
Halo yörünge, yörünge mekaniği kapsamındaki üç cisim probleminde L 1, L 2 veya L 3 Lagrange noktalarından biriyle ilişkili olan periyodik ve üç boyutlu bir yörüngedir. Lagrange noktası terimi yalnızca boş uzayda var olduğu kabul edilen bir referans noktası olmasına rağmen, bu noktalarda yer alan cisimler kendine özgü olarak Lissajous yörüngesi veya Halo yörüngesi adı verilen yörüngelerde hareket edebilmektedir. Bu noktalar, iki gezegensel cismin kütleçekimsel olarak birbirine çekilmesi ile ana cismin kendi etrafındaki dönüşünü ifade eden Coriolis etkisi ve özellikle uzay araçlarının yörüngeye yerleştirilmesinde baz alınan merkezkaç kuvveti arasındaki etkileşime benzer bir nitelik taşıdığı düşünülebilir. Halo yörüngeleri, örneğin Güneş – Dünya yörüngesinde dönen uydu sistemi veya Dünya – Ay yörüngesinde dönen uydu sistemi gibi herhangi bir üç cisimli sistemde görülebilir. Her Lagrange noktasında, hem kuzey hem de güney halo yörüngelerinin sürekli "aileleri" bulunur. Halo yörüngeleri kararsız olma eğiliminde olduğundan, bilimsel amaçlara hizmet eden yapay bir uyduyu yörüngede tutmak için iticilerin kullanımı gerekebilmektedir.
Lissajous yörünge, bir cismin minimum itki gücüyle bir üç cisimli sistemin Lagrange noktası çevresinde izlediği yarı-periyodik bir yörünge yoludur. Adını Jules Antoine Lissajous'tan alır. Bir Lagrange noktasındaki Lyapunov yörüngeleri iki ana cismin düzlemine tümüyle yayılan kavisli bir yoldur. Tersine, Lissajous yörüngeler, bir Lissajous eğrisini takip eder ve düzlemdeki bazı bileşenleri dik olarak keser. Halo yörüngeler de benzer şekilde düzlemdeki bileşenleri dik olarak kesmektedir ancak Lissajous yörüngelerden farklı olarak Halo yörüngeler periyodiktir.
