Periodo siderale e periodo sinodico
Il periodo siderale (Tsid) è definito come il tempo che impiega un corpo per completare un’orbita, ovvero il tempo che impiega per ritornare nello stesso punto rispetto alle stelle fisse. La Terra completa un’orbita intorno al Sole in 365.25636 giorni (anno siderale); la Luna completa un’orbita intorno alla Terra in 27.32166 giorni (mese siderale). Normalmente per "periodo di rivoluzione" si intende il periodo siderale.
Il periodo sinodico (Tsin), invece, è il tempo che impiega un corpo per tornare nella stessa posizione visto da un altro corpo rispetto al Sole. Per esempio è il tempo tra due opposizioni successive di un pianeta o la durata di un ciclo completo di fasi di un satellite. La sua durata dipende dal punto di osservazione; per un dato pianeta è diverso se misurato da pianeti diversi. Il periodo sinodico differisce da quello siderale perché il corpo da cui si osserva ruota anch’esso intorno al Sole.
Per un osservatore sulla Terra e per un pianeta (in generale per un qualsiasi corpo) che ruota intorno al Sole nella stessa direzione della Terra, la relazione che lega il periodo sinodico del pianeta con il suo periodo siderale e con il periodo siderale della Terra (TP) è:
\( \frac{1}{T_{sin}} = \frac{1}{T_{P}} - \frac{1}{T_{sid}} \) per un pianeta esterno
\( \frac{1}{T_{sin}} = \frac{1}{T_{sid}} - \frac{1}{T_{P}} \) per un pianeta interno
Se l'oggetto orbita in direzione opposta al pianeta, si ha: \( \frac{1}{T_{sin}} = \frac{1}{T_{sid}} + \frac{1}{T_{P}} \).