Sterrekunde

Hoe bereken ons die grondspoor van die maan se posisie op die aardoppervlak?

Hoe bereken ons die grondspoor van die maan se posisie op die aardoppervlak?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Ek wil graag die posisie van die maan op die oppervlak van die aarde projekteer, te begin met sy posisie uitgedruk as regte hemelvaart in grade.

Ek weet dat die deklinasie van die Maan ooreenstem met die aardse breedtegraad, maar hoe kan ek die regte hemelvaart van die maan "omskakel" om my lengte te vind?

Ek is nie 'n sterrekundige nie, en ek hoop dus op 'n redelike eenvoudige antwoord.

WYSIG

My vriend het lank gelede hierdie formule gebruik:

Vir die tyd waarop ek die lengtegraad wil bereken,

time_hrs = ure + minute / 60

gebruik dan die regter hemelvaart van die Son,

delta_x = tyd_uur * 15 + regs-spanning_sun - 180;

Die koördinate van die maan se grondbaan is op die oomblik:

lengtegraad = Regs_spanning_maan - delta_x; breedtegraad = Declination_of_moon

maar ek weet nie of dit korrek is of hoe presies dit sal wees nie.


Gegewe 'n datum en tyd, kan die posisie van die Maan bereken word om die afwyking en die regte hemelvaart te bied. Die subpunt van die maan (die punt op die aarde waarop die maan op die hoogtepunt is) is as volg:

  • breedtegraad = afname van die maan
  • lengtelyn kan gevind word deur die plaaslike gemiddelde sideriese tyd (LMST) te bereken wat gelyk is aan die maan se regter hemelvaart. (LMST hang af van die datum, tyd en lengte.) Alles is bekend, behalwe vir die lengte.

Akkurate metode (met behulp van GMST)

Bereken die plaaslike gemiddelde tyd (LMST) vanaf $ LMST = GMST + lang_ {oos} $, waar GMST die Greenwich Mean Sidereal Time is en $ lang_ {oos} $ is die lengtegraad met positiewe waardes in die oostelike halfrond. Uit die berig Local Sidereal Time, $ mathit {GMST} _ { text {deg}} = 100.4606184 + 0.9856473662862 D + 15 H $ waar D die aantal dae is (insluitend die fraksie dae) vanaf J2000 (1 Januarie 2000 om 12 uur UT = Juliaanse dag 2 451 545,0) en H die Universele Tyd (UT) in ure is.

Byvoorbeeld, op H = 17 uur UT op 1 November 2000, bereken ek die volgende waardes: $$ RA_ {Maan} = 18u ; 49m ; 35s = 282.400 ° Juliaanse Dag = 2.451.850.208 daarom D = 2.451.850.208 - 2.451.545 = 305.209 daarom GMST = 296.288 ° $$ Dan $$ RA_ {Moon} = LMST = GMST + lang_ {Oos} 282.400 = 296.288 + lang_ {Oos} daarom lang_ {Oos} = - 13.888 ° $$

Benaderde metode (gebruik die posisie van Sun)

U metode om die regter hemelvaart van die son te gebruik, veronderstel dat die son meer as 0 ° lank is by 12 uur UT. Geskryf as 'n formule en maak voorsiening vir verskillende tye en lengtelyne $ LMST = RA_ {sun} +15 (Tyd ; in ; UT - 12u) + lang_ {oos} $. Die instelling van hierdie LMST op die regte hemelvaart van die Maan gee die volgende:

$$ RA_ {Moon} = LMST = RA_ {sun} +15 (Time ; in ; UT - 12h) + long_ {east} Daarom long_ {East} = RA_ {moon} -RA_ {sun} - 15 (Tyd ; in ; UT - 12u) $$

Die rede waarom dit 'n benadering is, is die volgende:

  1. Die son is nie alledaags op 0 ° lengtelyn nie weens die vergelyking van die tyd. Die son kan tot 16 minute van tyd af wees (wat gelykstaande is aan 4 ° lengtegraad).
  2. Die term 15 (Tyd in UT - 12u) moet 15 * 1,002738 * wees (Tyd in UT - 12 uur), maar hierdie verskil is klein in vergelyking met die eerste benadering.

Aan die hand van die voorbeeld van 1 Nov 2000 bereken ek die volgende: $$ RA_ {sun} = 14h ; 28m ; 46s = 217.19 ° long_ {East} = RA_ {moon} -RA_ {sun} -15 (Tyd ; in ; UT - 12h) long_ { Oos} = 282.400-217.19-15 (17-12) daarom lang_ {Oos} = - 9.79 ° $$

Dit verskil met 4 ° omdat ek 1 Nov gekies het, aangesien dit naby die datum van die grootste tydsvergelyking is.

As u die subpunt van die son wil bereken, sal dit beter wees om die GMST en die regte hemelhoogte van die son te gebruik deur die lengtelyn vanaf $ RA_ {sun} = LMST = GMST + lang_ {East} $.


Hoe het die Grieke die aarde se omtrek gemeet?

Dit word vandag as vanselfsprekend beskou dat die aarde ongeveer 'n sfeer is en dat dit gemeet kan word soos enige sferiese voorwerp. Wetenskaplikes noem dit tegnies 'n oblate sferoïed, maar dit is nog steeds bolvormig in sy vorm. In die antieke wêreld was dit nie so voor die hand liggend nie. Die idee dat die aarde bolvormig is, het eers ongeveer 2 500 jaar gelede algemene kennis geword. Dit is toe dat filosowe begin nadink het oor die vorm van die aarde en die afmetings daarvan. Toe filosowe die aarde as bolvormig begin beskou, het daar egter 'n nuwe vraag na vore gekom. Wat is die omtrek daarvan?


Hoe Aristarchus die grootte van die maan bereken het

Laaste keer het ons Eristarchus se stappe gevolg om die omtrek van die aarde te meet. Vandag sal ons vorentoe beweeg in ons ondersoek na hoe groot die heelal is. Omdat ons weer lus is vir kennis.

Ons weet wat die grootte van die aarde is. Laat ons dus daarheen gaan en die een van die naaste hemelliggame sien. Deur die grond te verlaat, ons koppe op te tel en bloot na die lug te kyk, sal ons sukkel om die dors te les. om Aristarchus op die regte spoor te hou. Die man wat 'n manier gevind het om die grootte van die maan te meet, en wat eers die heliosentriek oor die geosentriese stelsel geëis het - waar alle wentelbane heeltemal sirkelvormig is.

Hy het geglo dat die versameling van genoeg inligting oor 'n kwalitatiewe waarneming dit ook kwantitatief beskrywend maak. Dit beteken dat iemand die kwantitatiewe beskrywing ook kan vind deur 'n maansverduisteringsgebeurtenis te skets terwyl hy op die aarde is.

So. Hoe groot is jy, my kosbare maan?

Almal weet dat die son baie verder en groter is as die maan, maar dit is nie asof ons die kennis met geboorte het nie. Tog kan die waarneming van 'n sonsverduistering onthul dat die maan die son gedurende sy duur bedek, en nie anders nie. Uit hierdie feit is dit duidelik dat dit inderdaad die naaste hemelliggaam is.

Waarneming van hierdie verskynsel wys ook dat die skywe van die son en die maan as een tot een pas: hulle het byna dieselfde hoekgroottes. Dit en die feit dat die son agter die maan skuil, spreek vanself - die son moet groter wees as die maan.

Aristarchus het geweet dat die maan gedurende 'n maansverduistering (wanneer die son, aarde en maan in 'n reguit lyn in die volgorde is) vir 2 uur êrens verdwyn. Hy het geredeneer dat dit dan deur die aarde se skaduwee beweeg. Aangesien een van sy aannames die bron van die maan se lig aangeraak het: het hy aangeneem, wat die sigbaarheid van die maan veroorsaak, is 'n weerkaatsing van die sonstrale vanaf sy eie oppervlak. As iets dus sonlig wat op die maan val, sou belemmer, sou dit onsigbaar wees. En tydens 'n maansverduistering moet hierdie iets die aarde wees, want daar is eenvoudig niks anders nie.

Kom ons fokus op besonderhede van sy waarneming van 'n maansverduistering. Hy het begin deur die verhouding te vorm tussen die hoekgroottes van die aarde se skadu-deursnee en die een van die Maan. Die eerste is gemeet deur die posisies van die Maan te vergelyk voordat dit in die skaduwee getik is met die een net nadat hy dit verlaat het. Die tweede (hy het gedink dat die maanbaan om die aarde volkome sirkelvormig is) kan te eniger tyd tydens die volmaan gemeet word. Maar wat het hy nodig gehad? Albei is op dieselfde afstand van die aarde, dus moet die verhouding van hul hoekgrootte gelyk wees aan die verhouding van hul fisiese groottes. Dit kan nie anders as dit wees nie. Dit was ongeveer 2,5.

Die aarde se deursnee was slegs bekend vir Aristarchus: dit is vroeër deur Eratosthenes gegee. Die bostaande prentjie toon dat twee segmente wat ontbreek plus die aarde se skadu-deursnee gelyk is daaraan. Alhoewel hulle op dieselfde afstand van die aarde is as die skaduwee en die maan, sal die berekening van hul lengtes in verhouding tot die maan se deursnee die hele lengte gelyk aan die grootte van die aarde se deursnee wees. Dit sou 2,5 (van die vorige verhouding) + 2 wees? (vanaf die foto). En dit moes bereken word.

het twee onbekendes. Ons het dus 'n ekstra een nodig wat dieselfde onbekendes sal hê. En omdat die hoekgroottes van die Maan en die Son gelyk is, is dit redelik om hierdie vergelyking aan die oorkant van die aarde se baan te probeer vind. Laat ons die son by die foto voeg.

'N Oomblik van dink en 'n skerp oog om 'n reguit lyn op te spoor, en 'n driehoek (boonste of onderste - albei is identies), wat die som bedra na 180°, en wat een gemeenskaplike hoek het.

Let op dat die hoekgrootte van die son as gemerk is α. Ons het vroeër gesê dat dit identies is aan die hoekgrootte van die Maan, so ons kan dit op dieselfde manier skryf. Dus:

Deur te vervang ϵ van die tweede vergelyking, dit is:

Deur nou 'n paar dinge te benader, kan die verhouding van 'n driehoeksy tot sy hoeke gebruik word om dit alles te bereken. En aangesien ons in 'n kosmiese domein is, kan ons dit doen. Die aarde se skadu-deursnee is ongeveer die booglengte van β op die afstand na die maan. Die skuins hoogtes van die skaduwee se kegel vanaf die aarde is ongeveer die afstand tot die maan, en hierdie vanaf die son na die aarde is ongeveer die afstand tot die son.

Die tangensformule word toegepas:

Vervang dit in ons vergelykingsresultate met:

waar die laaste een weglaatbaar klein is. Aristarchus beskou die afstand van die son as 20 keer groter as die maan. Daarom het hy nie hierdie faktor in ag geneem nie. Die vergelyking lyk dan so:

Voilà. Ons belangrikste vraag was hoeveel ons by die aarde se skadu-deursnee moet voeg om die aarde se deursnee self te kry. En die antwoord is dat ons die deursnee van die maan moet byvoeg. Dus, elk van hierdie sektore wat ons probeer bereken, het die lengte van die maan se radius. So kry ons:

Ek sou sê aangesien die werklike waarde in die noemer 3.6699 moes wees, was dit 'n redelike raaiskoot van Aristarchus.


Moon to Earth: WA as gasheer vir ruimtekommunikasiestasie

'N Optiese kommunikasiestasie wat hoëspoed-data-uitsendings vanuit die ruimte kan ontvang, sal in Wes-Australië gebou word.

Die gevorderde kommunikasie-grondstasie kan data vanaf ruimtetuie oral tussen lae aarde-baan en die maanoppervlak ontvang.

Dit het die potensiaal om baanbrekende ruimteprojekte te ondersteun, insluitend NASA se Artemis-missie om die eerste vrou en die volgende man teen 2024 op die Maan te laat beland.

'N Kunstenaar en indruk van Artemis-ruimtevaarders op die maan. Krediet: NASA.

Die stasie sal by die Universiteit van Wes-Australië (UWA) geïnstalleer word.

Dit is 'n gesamentlike inisiatief van UWA's Astrophotonics Group, wat deel uitmaak van die International Centre for Radio Astronomy Research (ICRAR), asook die ARC Centre of Excellence for Engineered Quantum Systems (EQUS) en die Britse bedryfsvennoot Goonhilly Earth Station.

Die leier van die Astrofotonika-groep van die ICRAR-UWA, dr. Sascha Schediwy, sê optiese kommunikasie is 'n opkomende tegnologie wat na verwagting 'n rewolusie sal maak vir data-oordrag uit die ruimte.

"Die meeste huidige ruimtekommunikasie is afhanklik van radiogolwe - dit is dieselfde tegnologie wat vir ons die stem van Neil Armstrong gebring het toe die Apollo 11-missie in 1969 op die Maan geland het," het hy gesê.

'Optiese laserkommunikasie met vrye ruimte het verskeie voordele bo die radio, waaronder aansienlik vinniger datatempo's en data-oordrag teen die hack.

"Dit is die volgende generasie ruimtekommunikasie, en dit is waarskynlik hoe ons hoë-definisie-opnames sal sien van die eerste vrou wat op die maan loop."

UWA & # 8217 s observatorium op die dak waar die optiese grondstasie geïnstalleer sal word.

Die grondstasie is vandag gelanseer om saam te val met die wêreld se voorste wêreldwye ruimte-geleentheid, die International Astronautical Congress.

Dit sal deel uitmaak van 'n groter Australiese netwerk vir optiese grondstasies, gelei deur die Australiese Nasionale Universiteit, en met vennote in Suid-Australië en Nieu-Seeland.

Professor Andrew White, direkteur van EQUS, het gesê dat die projek, wat die eerste optiese kommunikasie-grondstasie op die lug in die Suidelike Halfrond kan wees, 'n uitstekende voorbeeld is van fundamentele navorsing wat werklike resultate lewer.

“EQUS lewer groot impak deur mense aan te moedig en in staat te stel om hul navorsing in tasbare tegnologieë en toepassings te vertaal. Ons bou 'n kultuur van innovasie, vertaling en kommersialisering onder kwantumwetenskaplike navorsers in Australië. '

Behalwe ruimtekommunikasie, kan die grondstasie ook gebruik word vir toepassings wat wissel van die nuutste fundamentele fisika tot presiese aardwetenskap en hulpbrongeofisika.

Professor White het gesê dat die grondstasie sal bydra tot die ontwikkeling van die 'kwantuminternet' - veilige wêreldwye data-oordrag deur kwantumsleutelverspreiding te gebruik via optiese skakels na kwantumsatelliete.

Hy het gesê dat dit 'n voorbeeld sal wees van die nuutste wetenskaplike samewerking met vooruitskouende ondernemings en die impak van beide.

Die optiese teleskoop van 0,7 meter wat deur Colin Eldridge geskenk is en wat vir die grondstasie gebruik gaan word.

Die stasie sal gebruik maak van 'n optiese teleskoop van 0,7 meter wat deur Observatorium Colin Eldridge aan ICRAR geskenk is.

Dit sal toegerus wees met gevorderde onderdrukkingstegnologie wat deur UWA ontwikkel is.

Die stasie sal verbind word met Goonhilly se superrekenaar-datasentrum in Cornwall via hoëspoedvesel.

Goonhilly hanteer dataverkeer en ondersteun veilige kommunikasieverbindings vir die wêreld se grootste satellietoperateurs, insluitend Intelsat, Eutelsat en SES Satellites.

Die maatskappy is ook 'n vennoot in die Europese ruimteagentskap se Lunar Pathfinder Mission, wat in 2022 beplan word.

Goonhilly Earth Station. Krediet: Goonhilly.

Goanhilly se uitvoerende hoof, Ian Jones, het gesê hy is verheug om saam met ICRAR en EQUS 'n optiese kommunikasiegrondstasie in Wes-Australië te vestig.

"Ons is sedert die begin van die ruimtetydperk aan die voorpunt van satellietkommunikasie, en dit dryf dit na die volgende generasie stelsels en tegnologieë om die enorme datavolumes wat voortspruit uit ruimtemissies te ondersteun," het hy gesê.

'Hierdie data kom uit wetenskaplike en ander missies en kom in die toekoms van Lunar- en Mars-missies wat op afstand operasies, robotika en KI behels.

"Ons is trots daarop dat ons gesamentlike baanbrekers is in die praktiese implementering van samehangende optiese kommunikasie."

Dr Schediwy het gesê die grondstasie van WA sal help met die lansering van Australië se ruimtekommunikasievermoë.

"Dit sal die posisie van Australië as 'n leier op die gebied van optiese data-oordrag versterk, en die land posisioneer om in die ruimtekommunikasiemark vir miljarde dollars in te skakel," het hy gesê.

Die $ 535,000-stasie sal na verwagting vroeg in 2021 'on-sky' wees en later daardie jaar vir besigheid oop wees.

Meer inligting:

UWA se AstrophotoNics-groep

Die groep se gefokusde fokus op die ontwerp, bou en toets van gevorderde fotoniese stelsels met toepassings in radiosterrekunde, optiese sterrekunde en ruimtewetenskap, is die langafstand-oordrag van gestabiliseerde optiese frekwensie- en mikrogolfrekwensie-seine oor optiese veselnetwerke en vrye ruimte laser skakels.

ARC Centre of Excellence for Engineered Quantum Systems (EQUS)

EQUS se missie is om die kwantum-toekoms te ontwerp deur kwantummasjiene te bou wat die kwantumwêreld gebruik vir praktiese toepassings. Hulle pak die uitdagendste navorsingsprobleme aan by die koppelvlak van basiese kwantumfisika en ingenieurswese, en werk saam met bedryfsvennote om hierdie ontdekkings in praktiese toepassings en toestelle te vertaal.

Goonhilly

Goonhilly is 'n private onderneming in die Verenigde Koninkryk wat bestaan ​​uit hoogs bekwame professionele persone en ervare satellietkommunikasie-ingenieurs wat die afgelope dertig jaar by baie van die innovasies in satellietkommunikasie en ruimtewetenskap betrokke was.

Kontakte:

Dr Sascha Schediwy - ICRAR / Universiteit van Wes-Australië

Pete Wheeler - Mediakontak, ICRAR

Jess Reid - mediakontak, Universiteit van Wes-Australië


Lunar GPS? NASA weet hoe om ruimtevaarders te help navigeer

Wanneer die volgende generasie bemanning op die maanoppervlak land - moontlik al in 2024 - beplan NASA om 'n maan Global Positioning System (GPS) te gebruik om ruimtevaarders te help om hul weg te vind.

So 'n stelsel sou die herhaling van die navigasieprobleme wat Apollo-ruimtevaarders in die 1960's en '70's ​​bedrieg het, voorkom. Die maan is baie moeilik om te navigeer omdat dit moeilik is om die afstand en grootte van maanlandmerke volgens sig alleen te beoordeel. Daar is geen atmosfeer om die horison te versag nie, soos die mense gewoond is aan die aarde. Apollo-ruimtevaarders het soms gesukkel om die afstand na kraters te beoordeel wat op hul kaarte aangedui is, wat verkry is uit orbitale beelde. Die bemanning van Apollo 14 het byvoorbeeld 'n krater wat hulle beplan het om slegs 30 meter te besoek, gemis.

Aangesien die agentskap dus weer op die missies na die maan fokus, ontwikkel NASA 'n spesiale ontvanger wat GPS-seine van die maanbaan af kan haal. GPS is 'n Amerikaanse militêre stelsel wat steun op 24 en 32 satelliete wat op enige gegewe tydstip bo die aarde wentel, en is 'n gewilde hulpmiddel vir alles van opsporingstoestelle tot voertuignavigasiestelsels.

As alles volgens plan is, sal die nuwe stelsel van NASA 'n maanontvanger bou om seine van GPS-satelliete in 'n wentelbaan om die aarde op te tel. Hierdie maan-GPS ondersteun oppervlakmissies en personeel wat die Orion-ruimtetuig en die Gateway-ruimtestasie wat NASA beplan om te bou, te bestuur.

"GPS is 'n stelsel wat bestaan ​​uit drie dele: satelliete, grondstasies en ontvangers. Die grondstasies monitor die satelliete, en 'n ontvanger, soos in 'n telefoon of motor, luister gedurig na 'n sein van die satelliete. ontvanger bereken sy afstand vanaf vier of meer satelliete om 'n plek te bepaal, "het NASA in 'n verklaring gesê.

'In plaas daarvan om strate op aarde te navigeer, kan 'n ruimtetuig met 'n gevorderde GPS-ontvanger binnekort gekoppel word aan presiese kaartdata om ruimtevaarders te help om hul plekke in die groot oseaan van die ruimte tussen die oewers van die aarde en die maan of oor die krateragtige maan op te spoor oppervlak. "

NASA het die afgelope dekades deur baie ruimtetuie naby die maan rondgevaar, maar die aanwysings kom altyd van die NASA-kommunikasienetwerke. GPS kan meer satelliete ondersteun en waardevolle bandwydte bevry van hierdie ander NASA-netwerke wat vir ander ruimtetuie gebruik kan word.

Een tegnologiese uitdaging is dat GPS die akkuraatste is op laer hoogtes, onder die satellietbaan van 20 115 kilometer. Maar NASA het reeds GPS-gebaseerde navigasie uitgebrei na hoër hoogtes vir missies soos Geostationary Operational Environmental Satellites (GOES) en die Magnetospheric Multiscale Mission (MMS), en die agentskap glo dat dit moontlik is om nog hoër te gaan.

"Inderdaad, met MMS is ons al amper halfpad na die maan," het Jason Mitchell, hooftegnoloog van die NASA Goddard Space Center, se afdeling sendingingenieurswese en stelselontleding in dieselfde verklaring gesê.

Die span beplan om voort te bou op die MMS se Navigator GPS-stelsel deur beter elektronika, antennetegnologie en 'n akkurater horlosie te ontwikkel. (GPS gebruik atoomklokke om die tyd te bereken wat nodig is vir seine om tussen sy satelliete te beweeg. Die seine word dan driehoekig bepaal om die posisie van 'n voorwerp te bepaal.) Goddard werk reeds aan 'n beter GPS-ontvanger wat nie net nuttig is vir maansendings nie, maar ook ook vir die verspreiding van klein satelliete.

Die nuutste GPS-ontvanger-konsep op die oomblik is NavCube, wat die funksies van MMS se Navigator GPS en 'n vliegrekenaarplatform genaamd SpaceCube kombineer. 'N Weergawe van NavCube is onlangs bekendgestel aan die Internasionale Ruimtestasie en sal die GPS-seinverwerking daarvan toets terwyl dit demonstreer hoe supersnelle X-straalkommunikasie in die ruimte gedoen kan word.

"Die GPS-verwerkingskrag van NavCube, gekombineer met 'n ontvanger vir maanafstande, moet die nodige vermoëns bied om GPS op die maan te gebruik," het NASA bygevoeg. Die span is van plan om later vanjaar aan die nuutste prototipe te werk en daarna prototipe tegnologieë bekend te stel vir toetsing in die ruimte.


Maanfase en -librasie, 2013

Die gegewens in die tabel vir die hele jaar kan afgelaai word as 'n JSON-lêer of as 'n tekslêer.

Die animasie wat op hierdie bladsy geargiveer word, toon die geosentriese fase, die librasie, die posisiehoek van die as en die skynbare deursnee van die Maan gedurende die jaar 2013, met tussenposes per uur. Tot aan die einde van 2013 is die eerste Dial-A-Moon-beeld die raam van hierdie animasie vir die huidige uur.

Die gekartelde, krater, luglose maanterrein werp skerp skaduwees wat die maan se oppervlakkenmerke vir waarnemers op aarde duidelik uiteensit. Dit geld veral naby die terminator, die lyn tussen dag en nag, waar oppervlakkenmerke in hoë reliëf voorkom. Hoogtemate deur die Lunar Orbiter Laser Hoogtemeter (LOLA) aan boord van die Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) maak dit moontlik om skaduwees op die maanoppervlak met ongekende akkuraatheid en detail te simuleer.

Die maan hou altyd dieselfde gesig vir ons, maar nie presies dieselfde gesig. As gevolg van die kanteling en vorm van sy baan, sien ons die maan gedurende 'n maand van effens verskillende hoeke. As 'n maand binne 24 sekondes saamgepers word, soos in hierdie animasie, laat ons veranderende siening van die Maan dit lyk asof dit wankel. Hierdie wankel word genoem librasie.

Die woord is afkomstig van die Latyn vir "balansskaal" (net soos die naam van die sterrebeeld-sterrebeeld Weegskaal) en verwys na die manier waarop so 'n skaal op afwisselende kante op en af ​​kantel. Die onder-aarde punt gee die hoeveelheid librasie in lengte- en breedtegraad. Die onderaarde punt is ook die skynbare middelpunt van die maan se skyf en die plek op die maan waar die aarde direk bokant is.

Die maan is ook onderhewig aan ander bewegings. Dit lyk asof dit heen en weer rol rondom die sub-Aarde-punt. Die rolhoek word gegee deur die posisiehoek van die as, wat die hoek is van die maan se noordpool in verhouding tot die hemelse noorde. Die Maan kom ook van ons af en trek terug, dit lyk asof dit groei en krimp. Die twee uiterstes, genoem perigee (naby) en apogee (ver), verskil met meer as 10%.

Die maandelikste variasie in die voorkoms van die Maan is die siklus van fases, veroorsaak deur die veranderende hoek van die Son namate die Maan om die Aarde wentel. Die siklus begin met die wasende (groeiende) sekelmaan wat sigbaar is in die weste net na sononder. Teen die eerste kwartaal is die maan teen sononder hoog in die lug en sak dit om middernag. Die volmaan kom teen sonsondergang op en is om middernag hoog in die lug. Die derde kwart Maan is dikwels verrassend opvallend in die dagliglicht westelike lug lank na sonop.

Hemel-noord is in hierdie beelde, wat ooreenstem met die uitsig vanaf die noordelike halfrond. Die beskrywings van die drukopname neem ook 'n noordelike halfrond-oriëntasie aan. (Daar is ook 'n suid-op-weergawe van hierdie bladsy.)


Die fisika van die lansering van 'n maanlander vanaf die maan se oppervlak

Om hierdie artikel te herleef, besoek My profiel en bekyk dan gestoorde stories.

Om hierdie artikel te herleef, besoek My profiel en bekyk dan gestoorde stories.

Dit is die 60ste herdenking van NASA. Watter geskenk kry jy dan vir 'n organisasie wat reeds op die maan beland het? Dit sou lekker wees om weer op die maan te land, maar in die afwesigheid daarvan stel ek 'n video-analise voor van die Apollo 17-sending, die laaste keer dat mense op die maan was. Ons kyk na die beeldmateriaal van die maanmodule wat van die maanoppervlak opstyg.

Maar wag! As die mense die maan verlaat, wie gebruik dan die kamera? Goeie vraag. In hierdie geval was dit 'n afstandbeheerde kamera op die maanrover wat ongeveer 150 meter van die lansering af geplaas is (lees al die besonderhede hier.

Nou vir 'n bietjie fisika. Wat gebeur wanneer die maan-oppervlak die maanoppervlak verlaat? Dit skiet sy vuurpyle af en versnel van die maan af (in 'n wentelbaan om die Apollo-kapsule te ontmoet). Maar wat is die versnelling tydens die bekendstelling? Dit is wat ek gaan meet. Ja, ek gaan die versnelling meet sonder om maan toe te gaan en sonder om terug te keer na 1972. Ek gaan dit met video-analise doen.

Wat is die video-analise? Eintlik is dit die proses om posisie-tyddata vanaf 'n video te kry. As ek die grootte van een of ander voorwerp in die video ken (soos die breedte van die maanlander), kan ek 'n pixel-tot-afstand-verhouding kry. Vervolgens, deur die raamkoers te ken, kan ek die tyd vir elke raam vind (deur raamwerk te tel). Dit gaan daaroor; u kry dan posisietyddata. O, u moet miskien rekening hou met die panning en inzoomen van die kamera, maar daarom is dit lekker om 'n program soos Tracker Video Analysis te gebruik.

Laat ons by die data uitkom. Ek kan die video skaal met die basis van 'n basiswydte van 30 voet. Daarna kan ek die vertikale posisie van die opstygstadium teken. Hier & # x27s wat ek kry.

As die maanmodule 'n konstante versnelling het, moet die posisie versus tydgrafiek 'n paraboliese funksie wees. Deur 'n parabool by hierdie data in te pas, kan ek die versnelling kry - dit sal twee keer die koëffisiënt voor die t-kwadraatterm wees. Dit gee die ruimtetuig 'n vertikale versnelling van 2,04 m / s 2. Dit is nie te mal nie.

Let op dat ek slegs 'n parabool pas by die eerste deel van die data en nie in die hele beweging nie. Daar is 'n rede daarvoor. Soos die maanlander opbeweeg, raak dit verder van die kamera af weg. Dit beteken dat die skynbare grootte en die skaal van beweging moet verander. In die grafiek hierbo is daar 'n veronderstelde konstante skaal.

Ek moet ook daarop wys dat sodra die ruimtetuig verby die heuwels in die agtergrond beweeg, die beweging nie meer opgespoor kan word nie. Dit word onmoontlik om te vergoed vir die beweging en zoom van die kamera sonder om die agtergrond te vergelyk. Maar miskien is daar iets wat u daaraan kan doen (in die huiswerk).

  • Wat is die sterkte van die vuurpyle tydens die lansering (in Newtons) met behulp van die versnelling van die opstygmodule en die massa (bereken of vind die massa)?
  • Bereken die snelheid wat nodig is om 'n maanbaan met 'n hoogte van 11,5 km te bereik (gebaseer op hierdie verslag.
  • Gestel die ruimtetuig het 'n konstante versnelling as gevolg van die vuurpyle. Hoe lank sal hierdie vuurpyle nodig wees om te wentel?
  • Watter klaarblyklike gewig sou die ruimtevaarders tydens styging ervaar?
  • Gestel die kamera is 150 meter van die maanmodule geleë (ek dink ek het daardie nommer êrens gesien). Gebruik die afstand vanaf die kamera tot by die ruimtetuig (langs die oppervlak) en die hoekhoogte van die maanmodule om 'n beter vertikale posisie teenoor tyd te kry. Eintlik lyk dit of iemand by NASA die waardes vir die hoekige kanteling van die kamera moet hê as 'n funksie van tyd. As ek dit gehad het, kon ek ernstige dinge doen.
  • Gebruik video-analise om die skynbare hoekgrootte van die ruimtetuig te meet soos dit styg. Gebruik hierdie waarde as 'n derde metode om die hoogte teenoor die tyd tydens die styging te verkry.
  • Gebruik die waarde van versnelling tydens die opstyg vanaf my eerste poging om 'n 3D-model met luislang te skep (gebruik Glowscript.org — eintlik kan ek dit self doen.

Uiteindelik gaan ek u 'n gif agterlaat (nie 'n geskenk nie). Dit is die kamera-gekorrigeerde aansig van die opstyg van die maanmodule. Dit word geskep deur die grootte en posisie van elke raam aan te pas sodat die & quotworld-view & quot konstant is. Dit is nie nodig nie, maar ek dink dit lyk gaaf.


Die aarde het dalk 'n raketversterker uit die 1960's gevang

In 1966 het NASA Surveyor 2 to the Moon geloods. Nou het sy vuurpylversterker blykbaar teruggekeer na die aarde.

Die aarde het 'n klein voorwerp van sy baan om die son gevang en sal dit vir 'n paar maande as 'n tydelike satelliet hou voordat dit na 'n sonbaan terugvlug. Maar die voorwerp is waarskynlik nie 'n asteroïde nie, dit is waarskynlik die Centaur-boonste verhoog raketverhoger wat gehelp het om die NASA en die noodlottige ruimtetuig Surveyor 2 in 1966 na die maan te lig.

Hierdie verhaal van hemelse vang-en-vrylating begin met die opsporing van 'n onbekende voorwerp deur die NASA-befondsde Pan-STARRS1-opnameteleskoop op Maui in September. Sterrekundiges by Pan-STARRS het opgemerk dat hierdie voorwerp 'n effense, maar duidelik geboë pad in die lug gevolg het, wat 'n teken is van sy nabyheid aan die aarde. Die skynbare kromming word veroorsaak deur die rotasie van die waarnemer om die Aarde en as ons planeet draai. Daar word veronderstel dat dit 'n asteroïde is wat om die Son wentel, en die voorwerp is deur die Minor Planet Center in Cambridge, Massachusetts, standaardbenoem: 2020 SO. Maar wetenskaplikes van die Center for Near-Earth Object Studies (CNEOS) aan die NASA se Jet Propulsion Laboratory in Suid-Kalifornië het die voorwerp se baan gesien en vermoed dat dit nie 'n normale asteroïde was nie.

Die meeste asteroïdes en 'n groter baan is langer en skuins in verhouding tot die aarde se baan. Maar die wentelbaan van 2020 SO rondom die son het baie gelyk aan die van die aarde: dit was op ongeveer dieselfde afstand, amper sirkelvormig, en in 'n baanvlak wat amper presies ooreenstem met die van ons planeet - baie ongewoon vir 'n natuurlike asteroïde.

Aangesien sterrekundiges by Pan-STARRS en regoor die wêreld addisionele waarnemings van 2020 SO gemaak het, het die data ook begin om aan te dui in watter mate die son- en # 27-straling die SO-trajek van 2020 verander - 'n aanduiding dat dit miskien nie 'n asteroïde is na almal.

Hierdie 1964-foto toon 'n Centaur-raket op die boonste stadium voordat dit aan 'n Atlas-booster gepaar word. 'N Soortgelyke Centaur is twee jaar later tydens die bekendstelling van Surveyor 2 gebruik.

Die druk wat deur sonlig uitgeoefen word, is klein, maar deurlopend, en dit het 'n groter uitwerking op 'n hol voorwerp as 'n soliede. 'N Gebruikte vuurpyl is in wese 'n leë buis en is daarom 'n voorwerp met 'n lae digtheid met 'n groot oppervlakte. Dit sal dus deur sonstralingsdruk meer gedruk word as net 'n vaste klip rots met 'n hoë digtheid - net soos 'n leë koeldrank meer as 'n klein klip deur die wind kan word.

& quotSolare stralingsdruk is 'n nie-gravitasiekrag wat veroorsaak word deur ligfotone wat deur die son uitgestraal word, wat 'n natuurlike of kunsmatige voorwerp tref, 'het Davide Farnocchia, 'n navigasie-ingenieur by JPL, gesê wat die SO & # x27s-trajek van 2020 vir CNEOS ontleed het. & quot Die gevolglike versnelling van die voorwerp hang af van die sogenaamde area-tot-massa-verhouding, wat groter is vir klein en ligte voorwerpe met lae digtheid. & quot

Met die ontleding van meer as 170 gedetailleerde metings van die SO & # x27s-posisie in 2020 oor die afgelope drie maande, insluitend waarnemings wat deur die NASA-befondsde Catalina Sky Survey in Arizona en ESA & # x27s (European Space Agency & # x27s) Optical Ground Station op Tenerife gedoen is , Spanje, het die impak van sonstralingsdruk duidelik geword en bevestig dat die SO & # x27's lae-digtheid-aard van 2020 is. Die volgende stap was om uit te vind waar die vermeende vuurpylverhoger vandaan kon kom.

Hierdie 1964-foto toon 'n Centaur-raket op die boonste stadium voordat dit gekoppel word aan 'n Atlas-booster. 'N Soortgelyke Centaur is twee jaar later tydens die bekendstelling van Surveyor 2 gebruik.

Die Surveyor 2-maanlander is op 20 September 1966 op die Atlas-Centaur-vuurpyl na die Maan gelanseer. Die missie is ontwerp om die maanoppervlak te heroorweeg voor die Apollo-missies wat gelei het tot die eerste bemanning van die maanlanding in 1969. Kort na die opheffing skei Surveyor 2 van die Centaur-boonste verhoogversterker soos bedoel. Maar die beheer oor die ruimtetuig het 'n dag later verlore gegaan toe een van sy stuwers nie kon ontbrand nie en dit in 'n draai gegooi het. The spacecraft crashed into the Moon just southeast of Copernicus crater on Sept. 23, 1966. The spent Centaur upper-stage rocket, meanwhile, sailed past the Moon and disappeared into an unknown orbit about the Sun.

Suspicious that 2020 SO was a remnant of an old lunar mission, CNEOS Director Paul Chodas "turned back the clock" and ran the object's orbit backward to determine where it had been in the past. Chodas found that 2020 SO had come somewhat close to Earth a few times over the decades, but 2020 SO's approach in late 1966, according to his analysis, would have been close enough that it may have originated van Earth.

"One of the possible paths for 2020 SO brought the object very close to Earth and the Moon in late September 1966," said Chodas. "It was like a eureka moment when a quick check of launch dates for lunar missions showed a match with the Surveyor 2 mission."

Now, in 2020, the Centaur appears to have returned to Earth for a brief visit. On Nov. 8, 2020 SO slowly drifted into Earth's sphere of gravitational dominance, a region called the Hill sphere that extends roughly 930,000 miles (1.5 million kilometers) from our planet. That's where 2020 SO will remain for about four months before it escapes back into a new orbit around the Sun in March 2021.

Before it leaves, 2020 SO will make two large loops around our planet, with its closest approach on Dec. 1. During this period, astronomers will get a closer look and study its composition using spectroscopy to confirm if 2020 SO is indeed an artifact from the early Space Age.

JPL, a division of Caltech in Pasadena, California, hosts CNEOS for NASA's Near-Earth Object Observations Program that is managed within NASA's Planetary Defense Coordination Office. More information about CNEOS, asteroids, and near-Earth objects can be found at:

For more information about NASA's Planetary Defense Coordination Office, visit:

For asteroid and comet news and updates, follow @AsteroidWatch on Twitter:


Moon: Surface Temperature

As our nearest neighbor, the Moon is a natural laboratory for investigating fundamental questions about the origin and evolution of the Earth and the solar system. With the Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), NASA has returned to the Moon, enabling new discoveries and bringing the Moon back into the public eye. LRO launched on an Atlas V rocket on June 18, 2009, beginning a four-day trip to the Moon. LRO spent its first three years in a low polar orbit collecting detailed information about the Moon and its environment. After this initial orbit, LRO transitioned to a stable elliptical orbit, passing low over the lunar south pole.

While in orbit, LRO observations have enabled numerous groundbreaking discoveries, creating a new picture of the Moon as a dynamic and complex body. These developments have set up a scientific framework through which to challenge and improve our understanding of processes throughout the solar system.

The data in this dataset is from the The Diviner Lunar Radiometer Experiment, a multi-channel solar reflectance and infrared radiometer that maps the temperature of the lunar surface at 500-meter horizontal scales. Diviner data sets are produced by the Diviner Science Team at the University of California, Los Angeles.

Earth's Moon: Temperature from LRO Diviner

The Diviner instrument uses seven thermal infrared channels to measure temperatures on the surface of the Moon. These maps represent lunar surface temperatures at different points in the Moon's orbit around the Earth, compiled from data taken from the Lunar Reconnaissance Orbiter. Since Diviner can only take thin strips of data with each orbit, scientists needed to combine data collected over the course of three years to recreate a snap shot of global temperature.

As the Moon moves around the Earth, different portions of the lunar surface are illuminated by sunlight, causing the phases of the Moon and a significant change in surface temperature. Areas illuminated by the Sun (white and red) can reach temperatures hot enough to boil water, while areas in shadow (blue) reach temperatures hundreds of degrees below freezing.

The extreme temperature environment on the Moon is of interest for planning future human and robotic exploration missions because engineers must design equipment to withstand the drastic shifts in temperature over the course of a lunar day (28 Earth days). Scientists also study the Moon's temperature in order to determine where water might be stable at or below the surface. The Diviner instrument has identified permanently shadowed areas inside crater rims near polar regions as the most likely places to find surface and subsurface water ice.

Diviner is also mapping compositional variations in lunar rocks and soil by measuring the intensity of infrared light measured in three channels, distinct from the thermal channels described above. This information helps scientist unravel the Moon's geologic history and understand how it formed.

For more information on the Lunar Reconnaissance Orbiter, visit: NASA LRO or regarding the Diviner instrument the Diviner Mission website.


Your comment on this answer has, I think, led me to understand what you are really asking about.

What I am saying is that, presuming the inclination to be ZERO (Plane of orbit parallel to the equatorial plane), the entire plane keeps shifting from pole to pole - parallel to the equatorial plane.

You want to move the orbit like this:

If that is the right interpretation, no, you can't do that.

The center of mass of the Earth must lie in the plane of the orbit.

Since the Earth is very close to spherical, the gravitational attractions from each part of it add up to an attraction towards the center of the Earth. Even if an object started on one of those circles above or below the equatorial plane, Earth's gravity would pull accelerate it in a plane that intersects the spacecraft's position and the center of the Earth. That would be the orbital plane, and all orbital planes around spherical bodies pass through the center of the body.

Inclination changes are very expensive in terms of delta V/fuel. To do a 90 degree plane change you are thrusting against your current

7 kilometer a second velocity to bring it to zero and also adding thrust to get a

7 kilometer per second velocity in the new orbital plane. This is more than it took to get into orbit in the first place, and would require a truly substantial rocket.

As it happens you do not need to do this, a launch into high inclination polar orbit of the right period (height) can observe the whole of earths surface over time, with various missions building models of the earth with only the needed thrust to avoid unwanted inclination changes.

Although a little vexing, the GIF below and the answer it comes from shows that even fixed orbit will eventually pass over all places on a body that rotates underneath it that are at any latitude smaller than the inclination.

That being said you have to choose an altitude that spread them out evenly so that you don't have to wait a very long time.

That being said if you needed to be almost directly overhead of every point for say top-down imaging and it wasn't okay to cover a swath that was hundreds of kilometers wide by looking at some areas from says 10 or 20 degrees away from top-down for some reason, and you were in a big hurry, there are geometrical advantages under those constraints to first doing a low inclination orbit which would cover low latitudes more effectively in a short period of time then switching once to a nearly polar orbit to cover the higher latitudes more quickly.

As @GremlinWrangler's answer points out, this is a very demanding orbit change and would require your satellite to be more of a flying fuel tank than an Earth observation satellite, but if you absolutely had to scan the enter planet, viewing almost exactly top-down at each point, as absolutely fast as possible, then you could build a flying fuel tank and do it!

However you might consider just going to a higher altitude if possible. For example, from a 1000 km high polar orbit each 100 km wide swath would be within +/- 3 degrees of vertical, and each orbit will cross the equator twice. In 15 days you would have seen every location on Earth and viewed it within +/- 3 degrees of top town.

If you don't mind looking at 10 or 20 degrees, then a lower orbit would do what you need even faster!

and from this answer to How do I determine the ground-track period of a LEO satellite?


Kyk die video: Rekenen: metriekstelsel meter, liter, gram (Desember 2022).