El plano orbital de un cuerpo en rotación es el plano geométrico en el que se encuentra su órbita . Tres puntos no colineales en el espacio son suficientes para determinar un plano orbital. Un ejemplo común sería la posición de los centros de un cuerpo masivo (anfitrión) y de un cuerpo celeste en órbita en dos momentos/puntos diferentes de su órbita.
El plano orbital se define en relación a un plano de referencia por dos parámetros : inclinación ( i ) y longitud del nodo ascendente (Ω).
Por definición, el plano de referencia del Sistema Solar suele considerarse el plano orbital de la Tierra , que define la eclíptica , la trayectoria circular en la esfera celeste que el Sol parece seguir a lo largo de un año.
En otros casos, por ejemplo una luna o un satélite artificial que orbita otro planeta, es conveniente definir la inclinación de la órbita de la Luna como el ángulo entre su plano orbital y el plano ecuatorial del planeta .
El sistema de coordenadas definido que utiliza el plano orbital como plano se conoce como sistema de coordenadas perifocales .
En el caso de los vehículos de lanzamiento y los satélites artificiales, el plano orbital es un parámetro que define la órbita, ya que, en general, se necesitará una gran cantidad de combustible para cambiar el plano orbital de un objeto. Otros parámetros, como el período orbital , la excentricidad de la órbita y la fase de la órbita, se modifican con mayor facilidad mediante sistemas de propulsión.
Los planos orbitales de los satélites se ven perturbados por la naturaleza no esférica de la gravedad de la Tierra . Esto hace que el plano orbital de la órbita del satélite gire lentamente alrededor de la Tierra, dependiendo del ángulo que forme el plano con el ecuador terrestre. Para los planos que están en un ángulo crítico, esto puede significar que el avión seguirá al Sol alrededor de la Tierra, formando una órbita heliosincrónica .
La ventana de lanzamiento de un vehículo de lanzamiento generalmente está determinada por los momentos en que el plano orbital objetivo intersecta el sitio de lanzamiento.
