De hemelmechanica is de tak van de sterrenkunde die de bewegingen bestudeert die we aan de hemel kunnen waarnemen, en de wetten die deze bewegingen regeren probeert te achterhalen.

Een belangrijk deel van de hemelmechanica is de sferische sterrenkunde. Dit is de beschrijving van de hemel vanuit het standpunt van een waarnemer op aarde, die het heelal ziet als een gigantische bol om hem heen, en waarop de sterren bevestigd lijken: de hemelsfeer.

Posities aan de hemelsfeer

Om posities te kunnen meten op deze hemelsfeer zijn een aantal coördinatensystemen ontwikkeld. Deze zijn erg analoog aan deze die gebruikt worden voor positiebepalingen op aarde.

Bewegingen van de hemelsfeer

De meest opvallende beweging van de hemelsfeer is de dagelijkse beweging, het gevolg van de draaiing van de aarde om haar as. Doorheen het jaar zien we de hemel ook veranderen (de jaarlijkse beweging), en dit uiteraard ten gevolge van de draaiing van de aarde om de zon.

De regelmaat van deze bewegingen werd door de primitieve mens gebruikt om tijd te meten, en ook nu nog liggen deze bewegingen aan de de basis van onze alledaagse tijdsmeting, hoewel correcties nodig zijn gebleken om een echt stabiele tijdsbasis te hebben.

Planeten aan de hemel

Een minder regelmatige beweging aan de hemel is die van de planeten. Deze beschrijven vanop aarde gezien soms grillige banen, maar in feite draaien ze in bijna perfecte ellipsen om de zon, volgens de wetten van Kepler, en dat maakt het eenvoudig om hun banen te beschrijven, en dus te voorspellen.

Aarde-maan

Als we het over bewegingen aan de hemel hebben, mogen we natuurlijk onze eigen maan niet vergeten, die om de aarde draait. Ze vertoont schijngestalten, en veroorzaakt zonsverduisteringen. Soms wordt ze ook zelf verduisterd in een maansverduistering.