الفلك

لماذا تقل شذوذ نبتون الحقيقي؟

لماذا تقل شذوذ نبتون الحقيقي؟



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.

لذلك كنت أستمتع بمحاولة تحديد مكان الحضيض للكواكب المختلفة (باستخدام JPL Horizons).

وبحلول الوقت الذي وصلت فيه إلى زحل ، بدأ شيء غريب يحدث. لقد لاحظت أنه في بعض اللحظات بدأت الشذوذ الحقيقي (الذي استخدمته لتتبع وقت الحضيض الشمسي) في الانخفاض بدلاً من الارتفاع. لقد لاحظت أيضًا أنه يبدو أنه تأثير طفيف فقط ، والذي أظهر أيضًا فترة 17 يومًا تقريبًا. لذلك أعتقد: ربما هذا هو تأثير تايتان ، أليس كذلك؟ تم حل المشكلة.

ومع ذلك ، فإنني الآن أنظر إلى الشذوذ الحقيقي لنبتون (انظر العمود الأخير في الصورة) و ليس لدي أي فكرة عما يحدث. هل يمكن لأحد أن يشرح ، من فضلك؟ كيف يمكن لشيء كهذا؟ يبدو الأمر كما لو أن الكوكب قرر العودة إلى الوراء من أجل التغيير.

إعداداتي هي:

نوع التقويم الفلكي [تغيير]: مراقب

الجسم المستهدف [التغيير]: نبتون [899]

موقع المراقب [تغيير]: الشمس (مركز الجسم) [500 @ 10]

الفترة الزمنية [تغيير]: البدء = 1900-01-01 ، التوقف = 2100-12-01 ، الخطوة = 1 ص

إعدادات الجدول [تغيير]: الكميات = 18،41

العرض / الإخراج [تغيير]: افتراضي (تنسيق HTML)


إجابة مختصرة: نظرًا لأن حجة نبتون حول التركيز البؤري ، فإن النقطة المرجعية للشذوذ الحقيقي والمتوسط ​​تقفز كثيرًا لأن مدار نبتون دائري تقريبًا.

إذا قمت بتشغيل HORIZONS مع المعلمات التالية:

ستلاحظ أيضًا انخفاض متوسط ​​شذوذ نبتون في بعض الأحيان.

يحدث كلاهما لأن حجة نبتون حول البؤرة (التي يتم من خلالها قياس كلتا الشذوذ) هي نفسها تقفز قليلاً.

باستثناء عندما يكون نبتون في الحضيض فعليًا ، فإن حجة البؤرة هي نقطة محسوبة نظريًا ، ولا تمثل أي كمية مادية فعلية.

الوظيفة التي تستخدمها ناسا لحساب وسيطة perifocus هي oscelt ، وتلاحظ على وجه التحديد:

6) إذا كان الانحراف اللامركزي للمدار قريبًا جدًا من الصفر ولكنه لا يساوي الصفر ، فقد لا يتم تحديد حجة الحضيض بدقة.

للتلخيص ، يعد استخدام الشذوذ الحقيقي لتحديد موقع نبتون فكرة سيئة ، إلا إذا كنت تأخذ في الحسبان أيضًا الحجة المتغيرة للتركيز البؤري.

كما تلاحظ ، يتصرف خط طول مسير الشمس لنبتون بشكل أفضل بكثير ، لأن نقطة الصفر في مسير الشمس ، والتي ، على الرغم من أنها تستند إلى مقدمة الأرض وبالتالي ليست ثابتة تمامًا ، إلا أنها تتحرك ببطء شديد ، أبطأ بكثير من مدار نبتون.

بطبيعة الحال ، فإن "أفضل" نظام إحداثيات يمكن استخدامه هو شيء مثل ICRF ، والذي لا يتغير فيما يتعلق بالنجوم الثابتة.


ما هو عدم انتظام مدار أورانوس الذي يسببه نبتون؟

قرأت بعناية مقالة ويكيبيديا اكتشاف نبتون، ولا أفهم ما كان عدم انتظام مدار أورانوس هو الذي أدى إلى اكتشاف نبتون. منذ سنوات ، شاهدت بعض الأفلام التعليمية التي أظهرت بشكل تخطيطي عدم الانتظام على النحو التالي. عندما يكون الكواكب "قريبين" من بعضهما البعض ، فإن جاذبية نبتون ستسحب أورانوس مؤقتًا من مداره ثم يسحب أورانوس بطريقة ما للخلف ويستمر في الدوران على طول مدار بيضاوي كما لو لم يحدث شيء. لذا فإن مدار أورانوس سيكون بيضاوي الشكل تمامًا باستثناء قوس قصير نوعًا ما حيث ينحني للخارج.

هذا غير منطقي - إذا كانت هناك قوة خارجية "تسحب" (ولو قليلاً) أورانوس من مداره ، فكيف سيعود إلى مداره؟ أفترض أن مداره يجب أن يتغير بشكل دائم (ولكن بشكل طفيف). لذلك مع مرور الوقت ، يجب أن تتراكم الانحرافات المتتالية في كل مرة يمر فيها نبتون بأورانوس ويجب أن يكبر مدار أورانوس (بعيدًا عن الشمس) وبما أن نبتون ينجذب أيضًا إلى أورانوس بنفس الجاذبية فإن مدار نبتون يجب أن يصبح أصغر (أقرب إلى الشمس) .

ما هو عدم الانتظام بالضبط ولماذا لا يتغير مدار أورانوس بشكل دائم في كل مرة يمر فيها نبتون؟


القبض على حبل المركبة الفضائية في نبتون

كانت مهام الكواكب السابقة واسعة ومفصلة بالنسبة لعمالقة الغاز ، مقارنة بمهام التحليق لعمالقة الجليد. في الوقت الحالي ، يتم النظر في مهمة إلى نبتون باستخدام الحبال الكهروديناميكية نظرًا لقدرة الحبال على توفير قوة دفع وقوة للإدخال المداري بالإضافة إلى مناورة استكشافية إضافية - مما يوفر قدرة مهمة أكثر من مهمة مركبة مدارية قياسية. يعتمد تشغيل الحبل على كثافة البلازما والمجال المغناطيسي B ، على الرغم من أن الحبال يمكن أن تتعامل مع ملفات تعريف الكثافة غير المحددة ، مع ضبط الجزء الأنوديك ذاتيًا لاستيعاب الكثافات. تعود الحقول المغناطيسية الكوكبية إلى التيارات في بعض الأحجام الصغيرة داخل الكوكب ، وناقل العزم المغناطيسي ، وتقريب قانون ثنائي القطب ، الذي يصف المجال الخارجي. عند مقارنتها بزحل والمشتري ، يكون التركيب المغناطيسي لنبتون أكثر تعقيدًا بشكل ملحوظ: يقع ثنائي القطب أسفل المستوى الاستوائي ، وهو بعيد جدًا عن مركز الكوكب ، ويميل بشكل كبير مع محور دورانه. يتناقص عمل Lorentz-drag بسرعة مع المسافة ، مما يتطلب حدوث حلق للمركبة الفضائية عند الالتقاط بالقرب من الكوكب والسماح للإزاحة الكبيرة بجعل كفاءة الالتقاط (نسبة كتلة المركبة الفضائية إلى الحبل) أعلى بكثير من حالة عدم الإزاحة. قد يصل S / C على النحو الأمثل إلى نقطة الذروة عند عبور مستوى خط الزوال للقطب ثنائي القطب ، مع مواجهته لـ S / C ، يتم تخفيف هذا التزامن المريح عن طريق تدوير نبتون قليلاً أثناء الالتقاط. تنتج الحسابات كفاءة قصوى تبلغ حوالي 12 ، في حين أن خطأ خط الزوال 10 ∘ سيقلل الكفاءة بحوالي 6٪. تشير نتائج الكفاءة إلى ضرورة إجراء حسابات جديدة لتشمل دوران نبتون بالكامل والنظر في التصحيحات المفصلة ثنائية القطب ورباعية القطب.


2. الكوكب العاشر

في عام 1894 ، بمساعدة ويليام بيكرينغ ، أسس بيرسيفال لويل ، وهو ثري من بوسطن ، مرصد لويل في فلاغستاف ، أريزونا. في عام 1906 ، مقتنعًا بأنه قادر على حل لغز مدار أورانوس ، بدأ مشروعًا واسعًا للبحث عن كوكب عابر لنبتون ، أطلق عليه اسم Planet X ، وهو الاسم الذي استخدمه سابقًا Gabriel Dallet. يمثل X في الاسم مجهولًا ويتم نطقه على أنه الحرف ، على عكس الرقم الروماني لـ 10 في ذلك الوقت ، كان الكوكب X هو الكوكب التاسع. كان يأمل لويلز في تعقب الكوكب X هو إثبات مصداقيته العلمية ، والتي استعصت عليه بسبب اعتقاده السخيف على نطاق واسع بأن الميزات الشبيهة بالقنوات المرئية على سطح المريخ كانت عبارة عن قنوات شيدتها حضارة ذكية.

ركز بحث Lowells الأول على مسير الشمس ، وهو المستوى الذي يحيط به دائرة الأبراج حيث تقع الكواكب الأخرى في النظام الشمسي. باستخدام كاميرا فوتوغرافية مقاس 5 بوصات ، قام يدويًا بفحص أكثر من 200 تعريض لمدة ثلاث ساعات باستخدام عدسة مكبرة ، ولم يجد أي كواكب. في ذلك الوقت ، كان بلوتو بعيدًا جدًا عن مسير الشمس بحيث لا يمكن تصويره بواسطة المسح. بعد مراجعة مواقعه المحتملة المتوقعة ، أجرى لويل بحثًا ثانيًا من عام 1914 إلى عام 1916. في عام 1915 ، نشر مذكراته عن كوكب عابر لنبتون ، حيث خلص إلى أن كتلة الكوكب X تساوي سبعة أضعاف كتلة الأرض تقريبًا - حوالي النصف أن نبتون - وعلى مسافة متوسطة من الشمس تبلغ 43 وحدة فلكية. لقد افترض أن الكوكب X سيكون كائنًا كبيرًا منخفض الكثافة ذو بياض مرتفع ، مثل الكواكب العملاقة. نتيجة لذلك ، سيُظهر قرصًا بقطر يبلغ حوالي ثانية قوسية وحجم ظاهر بين 12 و 13 - ساطع بدرجة كافية ليتم رصده.

بشكل منفصل ، في عام 1908 ، أعلن بيكرينغ أنه من خلال تحليل المخالفات في مدار أورانوس ، وجد دليلاً على وجود كوكب تاسع. كوكبه الافتراضي ، الذي أطلق عليه اسم "الكوكب O" لأنه جاء بعد "N" ، أي نبتون ، يمتلك نصف قطر مداري متوسط ​​يبلغ 51.9 AU وفترة مدارية تبلغ 373.5 سنة. لم تظهر اللوحات التي التقطت في مرصده في أريكويبا ، بيرو ، أي دليل على الكوكب المتوقع ، وأظهر عالم الفلك البريطاني بي.إتش.كويل أن المخالفات التي لوحظت في مدار أورانوس اختفت فعليًا بمجرد أن تم أخذ إزاحة الكواكب من خط الطول في الاعتبار. لويل نفسه ، على الرغم من ارتباطه الوثيق ببيكرينغ ، رفض الكوكب O خارج نطاق السيطرة ، قائلاً: "هذا الكوكب مُسمى بشكل مناسب جدًا" O "، لا شيء على الإطلاق." دون علم بيكرينغ ، التقطت أربعة من اللوحات الفوتوغرافية أثناء البحث عن "الكوكب O" بواسطة علماء الفلك في مرصد جبل ويلسون في عام 1919 ، صورًا لبلوتو ، على الرغم من أن هذا لم يتم التعرف عليه إلا بعد سنوات. ذهب بيكرينغ ليقترح العديد من الكواكب العابرة لنبتون المحتملة الأخرى حتى عام 1932 ، والتي أسماها P و Q و R و S و T و U لم يتم اكتشاف أي منها على الإطلاق.

تشمل الكواكب الأخرى المقترحة خارج نبتون كوكب المشتري الفائق الذي اقترحه جورج فوربس يدور في 100 AU Hades ، والذي اقترحه Theodor Grigull ويدور في 50 AU و Oceanus ، اقترحه Thomas Jefferson Jackson See ويدور في 41.25 AU جنبًا إلى جنب مع كوكبين إضافيين يدوران في 56 و 72 AU.

2.1. الكوكب العاشر اكتشاف بلوتو

أدى موت لويلز المفاجئ في عام 1916 إلى توقف البحث عن الكوكب X مؤقتًا. ووفقًا لأحد الأصدقاء ، فإن الفشل في العثور على الكوكب "قتله فعليًا". خاضت كونستانس أرملة لويلز معركة قانونية مع المرصد حول إرث لويلز الذي أوقف البحث عن الكوكب إكس لعدة سنوات. في عام 1925 ، حصل المرصد على أقراص زجاجية لتلسكوب جديد بعرض 13 بوصة 33 سم لمواصلة البحث ، تم إنشاؤه بتمويل من أبوت لورانس لويل ، شقيق بيرسيفالز. في عام 1929 ، سلم مدير المرصد ، فيستو ملفين سليفر ، بإيجاز مهمة تحديد موقع الكوكب إلى كلايد تومبو ، وهو صبي مزرعة في كانساس يبلغ من العمر 22 عامًا كان قد وصل لتوه إلى مرصد لويل بعد أن أعجب سليفر بعينة منه. رسومات فلكية.

كانت مهمة Tombaughs هي التقاط أجزاء من سماء الليل بشكل منهجي في أزواج من الصور. تم التقاط كل صورة في الزوج لمدة أسبوعين. ثم وضع كلتا الصورتين لكل قسم في آلة تسمى المقارنة الوامضة ، والتي من خلال تبادل الصور بسرعة خلقت وهمًا بفاصل زمني لحركة أي جسم كوكبي. لتقليل احتمالية الخلط بين جسم أسرع حركة وبالتالي أقرب للكوكب الجديد ، صور تومبو كل منطقة بالقرب من نقطة معاكسة لها ، على بعد 180 درجة من الشمس ، حيث تكون الحركة التراجعية الظاهرية للأجسام الواقعة خارج مدار الأرض في أقوى حالاتها. كما أخذ صورة ثالثة كعنصر تحكم لإزالة أي نتائج خاطئة ناتجة عن عيوب في لوحة فردية. قرر تومبو تصوير البروج بالكامل ، بدلاً من التركيز على تلك المناطق التي اقترحها لويل.

بحلول بداية عام 1930 ، وصل بحث تومبو إلى كوكبة الجوزاء. في 18 فبراير 1930 ، بعد البحث لمدة عام تقريبًا وفحص ما يقرب من مليوني نجم ، اكتشف تومبو كائنًا متحركًا على لوحات فوتوغرافية تم التقاطه في 23 يناير و 29 يناير من ذلك العام. وأكدت صورة أقل جودة التقطت في 21 يناير / كانون الثاني الحركة. بعد التأكيد ، دخل Tombaugh إلى مكتب Sliphers وصرح ، "دكتور Slipher ، لقد وجدت كوكب X الخاص بك." كان الجسم يقع على بعد ست درجات فقط من أحد موقعين للكوكب X الذي اقترحه لويل ، وبالتالي يبدو أنه قد تم تبرئته أخيرًا. بعد أن حصل المرصد على صور تأكيدية أخرى ، تم إرسال أخبار الاكتشاف برقية إلى مرصد كلية هارفارد في 13 مارس 1930. وقد تم الكشف عن الكائن الجديد لاحقًا على صور يعود تاريخها إلى 19 مارس 1915. وكان قرار تسمية الكائن بلوتو مقصودًا في جزء لتكريم بيرسيفال لويل ، حيث أن الأحرف الأولى من اسمه تتكون من أول حرفين. بعد اكتشاف بلوتو ، واصل تومبو البحث في مسير الشمس عن أجسام أخرى بعيدة. وجد المئات من النجوم المتغيرة والكويكبات ، بالإضافة إلى مذنبين ، ولكن لم يكن هناك المزيد من الكواكب.

2.2. الكوكب العاشر بلوتو يفقد لقب Planet X.

لخيبة أمل ومفاجأة المراصد ، لم يظهر بلوتو قرصًا مرئيًا ظهر كنقطة ، لا يختلف عن نجم ، وعند قوته 15 درجة فقط ، كان أغمق ست مرات مما توقعه لويل ، مما يعني أنه إما صغير جدًا ، أو جدًا جدًا. داكن. نظرًا لأن علماء الفلك لويل اعتقدوا أن بلوتو كان ضخمًا بدرجة كافية لإرباك الكواكب ، فقد افترضوا أن البياض الخاص به يمكن أن لا يقل عن 0.07 مما يعني أنه يعكس 7 ٪ فقط من الضوء الذي ضربه بنفس درجة الظلام مثل الإسفلت ومشابه لعطارد ، على الأقل. كوكب عاكس معروف. وهذا من شأنه أن يعطي بلوتو كتلة لا تزيد عن 70٪ من كتلة الأرض. كشفت الملاحظات أيضًا أن مدار بلوتوس كان إهليلجيًا جدًا ، أكثر بكثير من مدار أي كوكب آخر.

على الفور تقريبًا ، شكك بعض علماء الفلك في وضع بلوتوس ككوكب. بالكاد بعد شهر من الإعلان عن اكتشافه ، في 14 أبريل 1930 ، في مقال نُشر في صحيفة نيويورك تايمز ، اقترح أرمين أو.لوشنر أن خافت بلوتوس والانحراف المداري المرتفع جعلاها أكثر تشابهًا مع كويكب أو مذنب: "نتيجة لويل يؤكد الانحرافات العالية المحتملة التي أعلنا عنها في 5 أبريل. من بين الاحتمالات وجود كويكب كبير مضطرب بشكل كبير في مداره عن طريق الاقتراب من كوكب كبير مثل كوكب المشتري ، أو قد يكون واحدًا من العديد من الأجسام الكوكبية طويلة الأمد التي لم يتم العثور عليها بعد اكتشف ، أو جسم مذنب لامع ". في نفس المقال ، كتب مدير مرصد هارفارد هارلو شابلي أن بلوتو كان "عضوًا في النظام الشمسي لا يمكن مقارنته بالكويكبات والمذنبات المعروفة ، وربما يكون ذا أهمية أكبر لنشأة الكون من كوكب كبير آخر خارج نبتون." في عام 1931 ، باستخدام معادلة رياضية ، أكد إرنست دبليو براون بالاتفاق مع EC Bower أن المخالفات المفترضة في مدار أورانوس لا يمكن أن تكون بسبب تأثير الجاذبية لكوكب أبعد ، وبالتالي فإن التنبؤ المفترض لويلز كان "بحتًا" عرضي".

خلال منتصف القرن العشرين ، تم تعديل تقديرات كتلة بلوتوس إلى أسفل. في عام 1931 ، قام نيكلسون ومايال بحساب كتلته ، بناءً على تأثيره المفترض على الكواكب العملاقة ، مثل قيمة الأرض تقريبًا إلى حد ما تتوافق مع 0.91 كتلة الأرض التي تم حسابها في عام 1942 بواسطة Lloyd R.Wylie في المرصد البحري الأمريكي ، باستخدام نفس الافتراضات. في عام 1949 ، قادته قياسات جيرارد كويبرس لقطر بلوتوس باستخدام تلسكوب 200 بوصة في مرصد جبل بالومار إلى استنتاج مفاده أنه كان في منتصف المسافة بين عطارد والمريخ وأن كتلته كانت على الأرجح حوالي 0.1 كتلة أرضية.

في عام 1973 ، بناءً على أوجه التشابه في تواتر وسعة اختلاف السطوع مع Triton ، توقع دينيس رولينز أن كتلة بلوتوس يجب أن تكون مشابهة لـ Tritons. بالعودة إلى الماضي ، يتبين أن التخمين كان صحيحًا ، فقد جادل به علماء الفلك والتر بادي و EC Bower في وقت مبكر من عام 1934. ومع ذلك ، نظرًا لأنه كان يُعتقد أن كتلة Tritons تمثل ما يقرب من 2.5 ٪ من نظام الأرض والقمر أكثر من عشر مرات قيمتها الفعلية ، كان تحديد رولينز لكتلة بلوتوس غير صحيح بالمثل. ومع ذلك ، كانت قيمة بلوتو ضئيلة بدرجة كافية بالنسبة له لاستنتاج أن بلوتو ليس الكوكب X. في عام 1976 ، حلل ديل كروكشانك وكارل بيلشر وديفيد موريسون من جامعة هاواي الأطياف من سطح بلوتوس وقرروا أنه يجب أن يحتوي على جليد الميثان ، وهو عاكسة للغاية. هذا يعني أن بلوتو ، بعيدًا عن كونه مظلمًا ، كان في الواقع ساطعًا بشكل استثنائي ، وبالتالي ربما لم يكن أكثر من 1 100 من كتلة الأرض.

تم تحديد حجم بلوتوس أخيرًا بشكل قاطع في عام 1978 ، عندما اكتشف عالم الفلك الأمريكي جيمس دبليو كريستي قمره شارون. وقد مكنه هذا مع روبرت ساتون هارينجتون من المرصد البحري الأمريكي من قياس كتلة نظام بلوتو-شارون مباشرة عن طريق مراقبة حركة الأقمار المدارية حول بلوتو. لقد حددوا كتلة بلوتوس لتكون 1.31 × 10 22 كجم تقريبًا واحد على خمسمائة من كتلة الأرض أو سدس كتلة القمر ، وهي أصغر بكثير من حساب التناقضات الملحوظة في مدارات الكواكب الخارجية. لقد كان "تنبؤ" لويلز مصادفة: إذا كان هناك كوكب X ، فهو ليس بلوتو.

2.3 الكوكب العاشر مزيد من البحث عن Planet X

بعد عام 1978 ، واصل عدد من علماء الفلك البحث عن Lowells Planet X ، مقتنعين أنه نظرًا لأن بلوتو لم يعد مرشحًا قابلاً للتطبيق ، فلا بد أن الكوكب العاشر غير المرئي قد تسبب في اضطراب الكواكب الخارجية.

في الثمانينيات والتسعينيات ، قاد روبرت هارينجتون عملية بحث لتحديد السبب الحقيقي للمخالفات الظاهرة. لقد حسب أن أي كوكب X سيكون على بعد حوالي ثلاثة أضعاف مسافة نبتون من الشمس سيكون مداره غريب الأطوار للغاية ، ويميل بقوة إلى مسير الشمس - سيكون مدار الكواكب بزاوية 32 درجة تقريبًا من المستوى المداري لـ الكواكب الأخرى المعروفة. قوبلت هذه الفرضية بقبول مختلط. وأشار المتشكك في الكوكب X ، برايان ج. مارسدن ، من مركز الكواكب الصغيرة ، إلى أن هذه التناقضات كانت بحجم مائة من تلك التي لاحظها Le Verrier ، ويمكن بسهولة أن تكون بسبب خطأ في الملاحظة.

في عام 1972 ، درس جوزيف برادي من مختبر لورانس ليفرمور الوطني المخالفات في حركة مذنب هاليس. ادعى برادي أنه من الممكن أن يكون سببها كوكب بحجم المشتري وراء نبتون عند 59 AU في مدار رجعي حول الشمس. ومع ذلك ، هاجم كل من مؤيد كوكب مارسدن والكوكب إكس بي كينيث سايدلمان الفرضية ، موضحًا أن مذنب Halleys يقذف بشكل عشوائي وغير منتظم نفاثات من المواد ، مما يتسبب في تغييرات في مساره المداري ، وأن مثل هذا الجسم الضخم مثل Bradys Planet X كان سيتأثر بشدة مدارات الكواكب الخارجية المعروفة.

على الرغم من أن مهمته لم تتضمن البحث عن الكوكب X ، إلا أن المرصد الفضائي IRAS احتل عناوين الصحف لفترة وجيزة في عام 1983 بسبب "جسم غير معروف" تم وصفه في البداية بأنه "ربما بحجم كوكب المشتري العملاق وربما قريب جدًا من الأرض سيكون جزءًا من هذا النظام الشمسي ". وكشف مزيد من التحليل أنه من بين العديد من الأجسام غير المعروفة ، تسعة منها كانت مجرات بعيدة ، والعاشر عبارة عن "شعاع بين النجوم" ولم يتم العثور على أي أجسام في النظام الشمسي.

في عام 1988 ، درس كل من أ. أ. جاكسون و آر إم كيلين استقرار صدى بلوتوس مع نبتون عن طريق اختبار "كوكب إكس إيس" مع كتل مختلفة وعلى مسافات مختلفة من بلوتو. تقع مداري بلوتو ونبتون في صدى 3: 2 ، مما يمنع تصادمهما أو حتى أي اقتراب قريب ، بغض النظر عن انفصالهما في المحور z. لقد وجد أن كتلة الأجسام الافتراضية يجب أن تتجاوز 5 كتل أرضية لكسر الرنين ، وأن مساحة المعلمة كبيرة جدًا ويمكن أن توجد مجموعة كبيرة ومتنوعة من الكائنات خارج بلوتو دون الإخلال بالرنين. تم دمج أربعة مدارات اختبارية لكوكب عبر بلوتوني إلى الأمام لمدة أربعة ملايين سنة من أجل تحديد تأثيرات مثل هذا الجسم على استقرار صدى نبتون – بلوتو 3: 2. الكواكب التي تقع خارج بلوتو بكتلة 0.1 و 1.0 كتلة أرضية في مدارات عند 48.3 و 75.5 AU على التوالي ، لا تزعج الرنين 3: 2. اختبار الكواكب المكونة من 5 كتل أرضية بمحاور شبه رئيسية تبلغ 52.5 و 62.5 وحدة فلكية يعطل أربعة ملايين سنة من اهتزاز حجة بلوتوس للحضيض الشمسي.

2.4 الكوكب العاشر دحض الكوكب العاشر

توفي هارينجتون في يناير 1993 ، دون أن يعثر على الكوكب X. قبل ستة أشهر ، استخدم إي مايلز ستانديش بيانات من رحلة فوييجر 2 s 1989 من نبتون ، والتي عدلت الكتلة الإجمالية للكواكب إلى أسفل بنسبة 0.5 ٪ - وهو مقدار مماثل للكتلة المريخ - لإعادة حساب تأثير الجاذبية على أورانوس. عندما تم استخدام الكتلة المحددة حديثًا من Neptunes في مختبر الدفع النفاث الفلكي التنموي JPL DE ، اختفت التناقضات المفترضة في مدار أوران ، ومعها الحاجة إلى الكوكب X. لا توجد اختلافات في مسارات أي مجسات فضائية مثل Pioneer 10 و Pioneer 11 و Voyager 1 و Voyager 2 والتي يمكن أن تُعزى إلى قوة الجاذبية لجسم كبير غير مكتشف في النظام الشمسي الخارجي. اليوم ، يتفق معظم علماء الفلك على أن الكوكب X ، كما عرَّفه لويل ، غير موجود.


لماذا تقل شذوذ نبتون الحقيقي؟ - الفلك

يوجد هنا برنامج إضافي لبرنامج Effemeridi (Astrolabio) و Astro Lab 4 ، مع بعض الأدوات للحصول على الاستيفاء (3 ، 5 نقاط و Lagrange).

الأدوات هي:
استيفاء 3 أو 5 قيم
إيجاد عامل الاستيفاء "n"
إيجاد الحد الأقصى (الحد الأدنى ، الحد الأقصى لقائمة لاستيفاء)
إيجاد الصفر (3 أو 5 قيم)
"نصفي" (4 قيم)
الحصول على قيمة مع استيفاء لاغرانج.

مثال نموذجي: الاستيفاء (<1.9556788 ، 1.97345409 ، 1.965049586> ، 0.18) ، nzero3 (<1.9556788 ، 1.97345409 ، 1.965049586>).
مفيد جدًا لـ RA (الصعود الأيمن) والانحراف (أو lambda ، بيتا: خط الطول ، خط العرض) لنجم أو كوكب أو للعثور على اقتران الكواكب ، المسافة الزاوية الأقل وما إلى ذلك.

// البرنامج الإضافي لمختبر Astro 4 (مارسيل بيليتييه) و Effemeridi - الإسطرلابيو (Salvo Micciché)
// lista = قائمة مثل
// n = عامل الاستيفاء

تصدير الاستيفاء 3 (lista، n)
يبدأ
محلي أ ، ب ، ج ، آر ، ديف 1 ، ديف 2
dif1: = ΔLIST (lista)
dif2: = ΔLIST (dif1)
أ: = dif1 (1)
ب: = dif1 (2)
ج: = dif2 (1)
R: = lista (2) + (n / 2) * (a + b + n * c)
عودة R
نهاية

استيفاء التصدير 5 (lista، n)
يبدأ
LOCAL a، b، c، R، dif1، dif2، dif3، dif4
المحلية d ، e ، f ، g ، h ، j ، k
dif1: = ΔLIST (lista)
dif2: = ΔLIST (dif1)
dif3: = ΔLIST (dif2)
dif4: = ΔLIST (dif3)
أ: = dif1 (1)
ب: = dif1 (2)
ج: = dif1 (3)
د: = dif1 (4)
ه: = dif2 (1)
f: = dif2 (2)
ز: = dif2 (3)
ح: = dif3 (1)
ي: = dif3 (2)
ك: = dif4 (1)
R: = lista (3) + (n / 2) * (b + c) + (n ^ 2/2) * f + n * ((n ^ 2-1) / 12) * (h + j) + (ن ^ 2 * (ن ^ 2-1) / 24) * ك
عودة R
نهاية

التصدير الأقصى 3 (lista)
يبدأ
محلي a ، b ، c ، R ، dif1 ، dif2 ، ym ، nm
dif1: = ΔLIST (lista)
dif2: = ΔLIST (dif1)
أ: = dif1 (1)
ب: = dif1 (2)
ج: = dif2 (1)
ym: = lista (2) - ((a + b) ^ 2) / (8 * c)
نانومتر: = - (أ + ب) / (2 * ج)
إرجاع ()
نهاية

التصدير الأقصى 5 (lista)
يبدأ
LOCAL a، b، c، R، dif1، dif2، dif3، dif4
المحلية d ، e ، f ، g ، h ، j ، k ، nm
LOCAL JJ ، درجة الحرارة
dif1: = ΔLIST (lista)
dif2: = ΔLIST (dif1)
dif3: = ΔLIST (dif2)
dif4: = ΔLIST (dif3)
أ: = dif1 (1)
ب: = dif1 (2)
ج: = dif1 (3)
د: = dif1 (4)
ه: = dif2 (1)
f: = dif2 (2)
ز: = dif2 (3)
ح: = dif3 (1)
ي: = dif3 (2)
ك: = dif4 (1)
jj: = 0 نانومتر: = 0 درجة الحرارة: = 0
بينما 1 افعل
درجة الحرارة: = نانومتر
nm: = (6 * b + 6 * c-h-j + 3 * jj ^ 2 * (h + j) + 2 * jj ^ 3 * k) / (k-12 * f)
إذا كانت nm == temp ثم نهاية الكسر
ي: = نانومتر
نهاية
العودة نانومتر
نهاية

تصدير nzero3 (lista)
يبدأ
محلي a ، b ، c ، R ، dif1 ، dif2 ، n0 ، j
درجة الحرارة المحلية
dif1: = ΔLIST (lista)
dif2: = ΔLIST (dif1)
أ: = dif1 (1)
ب: = dif1 (2)
ج: = dif2 (1)
j: = 0 n0: = 0 temp: = 0
بينما 1 افعل
درجة الحرارة: = n0
n0: = -2 * lista (2) / (a ​​+ b + c * j)
إذا كان n0 == temp ثم استراحة النهاية
ي: = ن 0
نهاية
عودة n0
نهاية

تصدير nzero5 (lista)
يبدأ
LOCAL a، b، c، R، dif1، dif2، dif3، dif4
المحلية d ، e ، f ، g ، h ، j ، k ، n0
LOCAL JJ ، درجة الحرارة
dif1: = ΔLIST (lista)
dif2: = ΔLIST (dif1)
dif3: = ΔLIST (dif2)
dif4: = ΔLIST (dif3)
أ: = dif1 (1)
ب: = dif1 (2)
ج: = dif1 (3)
د: = dif1 (4)
ه: = dif2 (1)
f: = dif2 (2)
ز: = dif2 (3)
ح: = dif3 (1)
ي: = dif3 (2)
ك: = dif4 (1)
jj: = 0 n0: = 0 temp: = 0
بينما 1 افعل
درجة الحرارة: = n0
n0: = (-24 * lista (3) + jj ^ 2 * (k-12 * f) -2 * jj ^ 3 * (h + j) -jj ^ 4 * k) / (2 * (6 * b) + 6 * CH))
إذا كان n0 == temp ثم استراحة النهاية
ي ي: = ن 0
نهاية
عودة n0
نهاية

نصفي التصدير 4 (lista)
يبدأ
المحلية ذ
ص: = (9 * (lista (2) + lista (3)) - lista (1) -lista (4)) / 16
العودة ذ
نهاية

تصدير lagrangeValue (lista_x، lista_y، xValue)
يبدأ
المحلية y ، temp
temp: = lagrange (lista_x، lista_y)
y: = EVAL (EXPR (temp + "| X 1" align = "left" /> ∫aL√0mic (IT9CLU) :: HP Prime 50g 41CX 71b 42s 39s 35s 12C 15C - DM42، DM41X - WP34s Prime Soft. Lib

نسخة جديدة!
بفضل Marcel و RoadRunner ، يتحقق هذا الإصدار مما إذا كان التطبيق Astro Lab 4 مثبتًا ، وإذا كانت الإجابة بنعم ، فإنه يستخدم لحساب الكواكب ، والتطبيق ، بدقة أكبر بكثير ، وإلا فإنه يستخدم الطريقة القديمة ، مع بضع ثوان قوسية (في بعض الحالات دقائق قوسية) من "الخطأ" (القليل جدا ، مع ذلك).

تمت إضافة تحسينات أخرى للطباعة (شكرًا Road!): الآن يمكن للمستخدم النقر أو السحب على الشاشة عند ظهور نتائج الطباعة ، للحصول على صفحات أخرى.

تحسين الروتين للحصول على الطور والإضاءة ومغناطيس الكواكب.
تحسين الروتين للحصول على الطور ، والإضاءة ، والمغناطيسية للقمر ، وإعطاء "زاوية الطور السلينوغرافي" ، وزاوية الطرف المضيء (χ) ونهاية الجزء المضيء.
تصدير وظائف جديدة:
- لحساب المغناطيسية المركبة النجمية (إعطاء قائمة بالمقادير)
- لحساب المغنطيسي الظاهر والمطلق لـ 18 كويكبًا ومذنباً (مع إعطاء المسافة من الشمس والمسافة من الأرض وقائمة بالتاريخ (أي <2015،7،22>))
- لحساب البيدو لعدد قليل من الكويكبات
- لحساب نصف القطر لكويكب (إعطاء المقدار المطلق والبياض: في التعليق داخل البرنامج العناصر الرئيسية).
تصحيح خطأ طفيف آخر.

الملفات المرفقة)
Effemeridi.zip (الحجم: 30.15 كيلوبايت / التنزيلات: 9) ∫aL√0mic (IT9CLU) :: HP Prime 50g 41CX 71b 42s 39s 35s 12C 15C - DM42، DM41X - WP34s Prime Soft. ليب

روتين جديد لحساب أهم الكويكبات (والمذنبات السابقة): بيانات حول الانحراف ، والميل ، والمحور شبه الرئيسي ، والشذوذ المتوسط ​​، وحجة الحضيض ، والعقدة ، والصعود الأيمن والانحدار ، وخط الطول والعرض ، والمرور عبر الحضيض ، والمسافة من الأرض والشمس ، القطر (التقريبي) ، المغنطيسية والبياض.
إذا كان المستخدم يعرف تاريخ المرور في الحضيض ، بدلاً من الشذوذ ، فيمكنه حساب الشذوذ باستخدام وظيفة الشذوذ () التي تتطلب (محورًا شبه رئيسي) ، والانحراف ، وتاريخ المرور إلى الحضيض وقائمة التاريخ الفعلية ، لإعطاء المتوسط ، شذوذ غريب الأطوار وحقيقي.
تضمنت الآن أربع سلاسل (أكثرها تألقًا و / أو أهمية أو شهرة):
1 سيريس ، 2 بالاس ، 3 جونو ، 4 فيستا ، 5 أستريا ، 6 هيبي ، 7 إيريس ، 8 فلورا ، 9 ميتيس
15 Eunomia و 18 Melpomene و 19 Fortuna و 20 Massalia و 22 Kalliope
243 Ida، 433 Eros، 437 Rhodia، 1566 Icarus، 1620 Geographos، 1862 Apollo، 2060 Chiron، 2062 Aten
الكواكب القزمة (سيريس في السلسلة الأولى ، بلوتو بين الكواكب): هاوميا ، إيريس ، ماكماكي ،
بالإضافة إلى وظيفة لحساب المدار الإهليلجي بالنظر إلى الانحراف المركزي ، والميل ، والمحور شبه الرئيسي ، والشذوذ ، وحجة الحضيض والعقدة (من التقويم أو التقويم الفلكي عبر الإنترنت): يتم تعيين الإعداد الافتراضي على المذنب 2P / Encke (بيانات 2014 أغسطس).
المرور عبر الحضيض والأوج للكواكب (في الوقت الحالي تقريبي لنبتون ، ليس من السهل معالجة وبلوتو ، ولكن أفضل من نبتون بطريقة ما).
المتغيرات المصدرة للمرور خلال الحضيض وفترة المدار للكواكب والأجسام ذات الحركة الإهليلجية والقطع المكافئ (المذنبات).
وشملت أيضًا وظيفتين لحساب المرور عبر الحضيض الشمسي نظرًا لوجود شذوذ أو شذوذ نظرًا لتاريخ المرور.
وظيفة لحساب المرور عبر العقد (الصاعدة والهابطة) للكواكب والأجسام الإهليلجية والقطع المكافئ.
وظيفة لحساب نقطة الحضيض والأوج للقمر (مع تباين الأقارب) لتاريخ معين وممرات عبر عقد القمر.

لا تزال بعض البيانات تقريبية (تأتي الدقة بشكل أفضل ، ولكن في بعض الأحيان ليس من السهل القيام بعمل أفضل ، أي مع الكواكب البطيئة الأبعد) ولكنها مثيرة جدًا للاهتمام.

***
ملف مضغوط جديد تم تحميله
الإصدار: 2.9.0
التاريخ: 2015 ، 29 يوليو


التكوين والهيكل:

مع متوسط ​​نصف قطر يبلغ 24.622 ± 19 كم ، يعد نبتون رابع أكبر كوكب في المجموعة الشمسية. ولكن مع كتلة 1.0243 × 10 26 كجم & # 8211 أي ما يقرب من 17 ضعف كتلة الأرض & # 8211 ، فهو ثالث أكبر كتلة أورانوس. نظرًا لصغر حجمه وتركيزاته العالية من المواد المتطايرة بالنسبة لكوكب المشتري وزحل ، غالبًا ما يُشار إلى نبتون (مثل أورانوس إلى حد كبير) على أنه "عملاق جليدي" & # 8211 فئة فرعية لكوكب عملاق.

كما هو الحال مع أورانوس ، فإن امتصاص الميثان الجوي للضوء الأحمر هو جزء مما يعطي نبتون لونه الأزرق ، على الرغم من أن لون نبتون أكثر قتامة وحيوية. نظرًا لأن محتوى الميثان في الغلاف الجوي لنبتون مشابه لمحتوى أورانوس ، يُعتقد أن بعض مكونات الغلاف الجوي غير المعروفة تساهم في زيادة كثافة ألوان نبتون.

الهيكل الداخلي وتكوين نبتون. الائتمان: ناسا

مثل أورانوس أيضًا ، يتمايز الهيكل الداخلي لنبتون بين قلب صخري يتكون من السيليكات والمعادن ، وغطاء يتكون من الماء والأمونيا وجليد الميثان وجو يتكون من الهيدروجين والهيليوم وغاز الميثان. وينقسم الغلاف الجوي أيضًا إلى أربع طبقات ، تتكون من (من الأعمق إلى الخارج) طبقة التروبوسفير السفلى والستراتوسفير والغلاف الحراري والغلاف الخارجي.

المنطقتان الرئيسيتان لجو نبتون و # 8217 هما المنطقتان الأعمق: طبقة التروبوسفير السفلى ، حيث تنخفض درجات الحرارة مع الارتفاع والستراتوسفير ، حيث تزداد درجة الحرارة مع الارتفاع. داخل طبقة التروبوسفير ، تتراوح مستويات الضغط من واحد إلى خمسة أشرطة (100 و 500 كيلو باسكال) ، ومن ثم يتم تعريف سطح نبتون على أنه يقع داخل هذه المنطقة.


ميكانيكا سماوية

II المقاطع المخروطية والعناصر المدارية

في مشكلة الجسمين الكلاسيكية ، يتم وصف المدار بعدد محدود من عناصر. الانحراف اللامركزي ، مقياس استواء المخروط ، يُعطى بواسطة:

أين أ هو المحور شبه الرئيسي ، أو نصف طول المحور الرئيسي ، و ب هو نصف عرض المحور الثانوي. لدائرة ، ه = 0 للقطع المكافئ ه = 1 وللقطع الزائد ه & GT 1. الكمية أ(1 − ه 2) يحدث بشكل متكرر ويسمى المستقيم شبه المستقيم. الميل ، أنا، يتم تعريفه بالنسبة إلى بعض المستويات المرجعية ، وعادة ما يتم اعتباره المدار الشمسي للحسابات الميكانيكية السماوية للنظام الشمسي ، والذي يسمى أيضًا مسير الشمس . الشذوذ المتوسط ​​، م = ن Δر يعتمد على متوسط ​​المعدل الزاوي ن = 2π /ص، أين ص هي فترة مدار حول مركز المخروط. الدائرة المتذبذبة هي الدائرة التي تلامس فقط المحور الرئيسي في أقصى درجاته وتمثل الدائرة التي يمكن تحويلها إلى قطع ناقص للانحراف المرصود عن طريق إمالة المستوى المرجعي. ال شذوذ غريب الأطوار, هيقيس الفرق بين متوسط ​​الحركة المشار إليها بالدائرة المتذبذبة والحركة حول مركز المخروط. ترتبط الحركة المتوسطة بالشذوذ غريب الأطوار بواسطة معادلة كبلر، واحدة من أقدم المعادلات التجاوزية لعلم الفلك الرياضي:

أين Δر هو الوقت المنقضي من حقبة أولية ر0. ال شذوذ حقيقي, F، هي الحركة الزاوية بالنسبة إلى التركيز. سنعود إلى هذا للحظة. ال خط طول الحضيض الشمسي ، ω ، يقاس في مستوى المدار بالنسبة للعقدة الصاعدة. بالنسبة للنظام الشمسي ، هذه النقطة هي الاعتدال الربيعي ، وهي النقطة التي يتقاطع فيها مدار الشمس مع الأرض وخط الاستواء. هذه النقطة ، مع ذلك ، عنصر تعسفي يعتمد على تعريف المستوى المرجعي. وينطبق الشيء نفسه على حجة الحضيض، Ω ، والتي يتم قياسها في المستوى المرجعي (في النظام الشمسي ، جنبًا إلى جنب مع مسير الشمس).

بالنسبة للقسم المخروطي ، يتم تحديد الموضع الشعاعي بواسطة:

وبالتالي فإن شذوذ حقيقي ، و، اعطي من قبل:

يشار إلى هذه الحركة الزاوية على أنها خط الطول لأقرب نهج وتعطيها Φ - ω حيث Φ هي الحركة الزاوية حول البؤرة والإحداثيات المناسبة لوصف الزخم الزاوي للجسم المداري. شكل آخر لهذه المعادلة هو:

هذه علاقات هندسية بحتة ، لها أساس حركي فقط. إنها إحدى نتائج الميكانيكا السماوية الكلاسيكية لتوفير أساس ديناميكي ثابت لهذه العلاقات ، وخاصة قانون المساحات المتساوية Keplerian والقانون التوافقي. بالنسبة إلى المدارات الأكثر تعقيدًا ، تلك الموجودة غالبًا في أنظمة متعددة ، فمن الأفضل عادةً حساب حركة الجسم بدقة. ومع ذلك ، يمكن التعبير عن التقويم الفلكي النسبي لجسم ما من حيث هذه العناصر المدارية ، والتي قد تتغير بمرور الوقت اعتمادًا على الاستقرار المداري. على سبيل المثال ، تتم إحالة مدارات الأقمار الصناعية الأرضية (على سبيل المثال ، مكوك الفضاء أو تلسكوب هابل الفضائي) إلى المستوى الاستوائي للأرض & # x27s ، بينما تتم إحالة أقمار الفضاء السحيق (مثل فوييجر) إلى مسير الشمس.


لماذا تقل شذوذ نبتون الحقيقي؟ - الفلك

الكويكبات ، والمعروفة أيضًا باسم الكواكب الصغيرة ، هي في الغالب البقايا الصخرية ، أو الكواكب التي شكلت الكواكب الأرضية ، وربما نوى الكواكب الغازية العملاقة. يبلغ قطر سيريس أكبر كويكب 945 كيلومترًا (587 ميلًا) ، ويمكن أن يصل حجم أصغر الكويكبات إلى متر واحد (

3 أقدام) عبر أو أصغر ، على الرغم من عدم وجود قطع رسمي للحجم لما يعرف الكويكب. بالإضافة إلى عرض مجموعة واسعة من الأحجام ، تُظهر الكويكبات تباينًا مذهلاً في التكوين والشكل والكثافة والعائلات المدارية ، وتحمل هذه الاختلافات مجتمعة أدلة حول بنية النظام الشمسي والتاريخ التكويني له ، بما في ذلك كيفية بدء الحياة على الأرض. . يبدو أن معظم الكويكبات تتكون من مادة صخرية ، على الرغم من أن عددًا أصغر بكثير من الكويكبات عبارة عن أجسام معدنية بشكل أساسي ، يعتقد أنها مشتقة من النوى الداخلية لكويكبات أكبر ومتباينة ذات مرة تحطمت بسبب الاصطدام مع كويكبات أخرى (أو مذنبات). تحتوي بعض الكويكبات على جليد ، بما في ذلك جليد الماء ، وأيضًا الماء المربوط داخل الطبقات البلورية للمعادن الرطبة لا يزال من المعروف أن الكويكبات البدائية الأخرى تحتوي على جزيئات عضوية ، ولها مركب كيميائي يُعتقد أنه يمثل ذلك السديم الشمسي المبكر الذي منه الشمس و ولدت الكواكب. تعرف على المزيد حول الكويكبات العلمية لوكالة ناسا.

أعلاه: هذا المنظر للكويكب 243 إيدا عبارة عن فسيفساء من خمسة إطارات صور تم الحصول عليها بواسطة نظام تصوير الحالة الصلبة للمركبة الفضائية جاليليو على مدى 3057 إلى 3821 كيلومترًا (1900 إلى 2375 ميلًا) في 28 أغسطس 1993 ، حوالي 3.5 دقيقة قبل جعلت المركبة الفضائية أقرب نهج لها من الكويكب. طار جاليليو حوالي 2400 كيلومتر (1500 ميل) من إيدا بسرعة نسبية تبلغ 12.4 كيلومترًا في الثانية (28000 ميل في الساعة). كان الكويكب والمركبة الفضائية على بعد 441 مليون كيلومتر (274 مليون ميل) من الشمس. إيدا هو ثاني كويكب تصادفه مركبة فضائية على الإطلاق. يبدو أنه يبلغ طوله حوالي 52 كيلومترًا (32 ميلًا) ، أي أكثر من ضعف حجم جاسبرا ، وهو أول كويكب رصده جاليليو في أكتوبر 1991. بإذن من وكالة ناسا.

ما هي الأجسام القريبة من الأرض؟

الأجسام القريبة من الأرض هي "أجسام قريبة من الأرض" وقد تكون إما كويكبات أو مذنبات ، على الرغم من أن الغالبية العظمى من الأجسام القريبة من الأرض هي كويكبات. يطلق عليها اسم "الأرض القريبة" لأن مداراتها إما تتقاطع أو تقترب جدًا من تقاطع مدار الأرض. لذلك يمكن للأجسام القريبة من الأرض أن تقترب من الفضاء القريب من الأرض ، وكما نعلم ، فإنها تؤثر أحيانًا على الأرض. بشكل أكثر رسمية ، يحتوي مدار الجسم القريب من الأرض على الحضيض الشمسي (أقرب مسافة اقتراب من الشمس) أقل من 1.3 وحدة فلكية (AUs). يُطلق على الكويكب NEO اسم NEA (كويكب قريب من الأرض) ، ومن الناحية الفنية ، يُطلق على المذنب NEO اسم NEC (مذنب قريب من الأرض). يجب أن يكون للمذنبات القريبة من الأرض أيضًا محيط محيط أقل من 1.3 وحدات فلكية ، ولها فترة مدارية أقل من 200 عام. اعتبارًا من فبراير 2021 ، هناك أكثر من 25000 كائن معروف من الأجسام القريبة من الأرض. المزيد عن الأجسام القريبة من الأرض متاح في مركز JPL لدراسات الأجسام القريبة من الأرض (CNEOS).

الرسوم المتحركة أدناه توضح اقتراب الكويكب القريب من الأرض 2017 EA. يبلغ عرض هذا الكويكب حوالي 3 أمتار (10 أقدام) فقط ، ولكن الأرض تحلق على ارتفاع 9000 ميل (14500 كم) فقط فوق شرق المحيط الهادئ في 2 مارس 2017. كان الكويكب قريبًا جدًا لدرجة أن مساره حمله داخل الحلقة من أقمار صناعية متزامنة مع الأرض من صنع الإنسان تدور حول كوكبنا. الرسوم المتحركة مقدمة من مختبر الدفع النفاث.

ما هي مجموعات NEO؟

الأجسام القريبة من الأرض (NEOs) والتي تشتمل في الغالب على كويكبات ، وبعض المذنبات لها مدارات تتقاطع أو تقربها جدًا من مدار الأرض. هناك ثلاث فئات أو مجموعات مدارية مميزة ومهيمنة من الأجسام القريبة من الأرض: Apollos و Amors و Atens ، والمجموعة الرابعة الصغرى ، Atiras. تمت تسمية هذه الفئات على اسم أول كائن يتم اكتشافه ينتمي إلى المجموعة المعنية. على وجه التحديد ، توجد كويكبات أبولو في مدارات عبور للأرض بمحاور شبه رئيسية أكبر من محاور الأرض. كويكبات آتون موجودة أيضًا في مدارات عبور الأرض بمحاور شبه رئيسية أصغر من محاور الأرض. تحتوي فئة أمور على كويكبات تقترب من الأرض بمدارات خارج مدار الأرض ، على الرغم من وجودها داخل مدار المريخ. فئة الكويكبات الرابعة NEO ، أتيراس ، تتبع مدارات داخلية تمامًا لمدار الأرض.مدار أتيرا قريب نسبيًا من الشمس مما يجعل من الصعب اكتشافها ومراقبتها ، مما يجعلها أندر مجموعات الأجسام القريبة من الأرض. أخيرًا ، تشتمل الأجسام القريبة من الأرض أيضًا على عشرات المذنبات ، التي يقل حضيضها الشمسي أيضًا عن 1.3 وحدات فلكية ، والتي تقل مدتها المدارية عن 200 عام. تعرف على المزيد حول أساسيات NEO: مجموعات NEO.

يوضح الشكل أعلاه الفئات الأربع الرئيسية للأجسام القريبة من الكويكبات (لا تظهر الأجسام القريبة من المذنب قصيرة المدى). رسم تخطيطي من مختبر الدفع النفاث / معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا / مركز دراسات الأجسام القريبة من الأرض.

ما هي العناصر المدارية؟

جميع الأجسام ، مثل الكويكبات الموجودة في علاقة مدارية (مرتبطة بالجاذبية) مع جسم آخر في النظام الشمسي ، لها عناصر مدارية تصف الطبيعة الدقيقة للمدار. الكويكبات ، مثل أبناء عمومتها الأكبر ، تدور الكواكب الرئيسية حول شمسنا ، ويمكن وصف مداراتها بستة عناصر مدارية ، يشار إليها أحيانًا بالعناصر الكبلرية ، بعد يوهانس كيبلر الذي طور قوانين حركة الكواكب لأول مرة.

خط طول العقدة الصاعدة (☊ أو Ω)

أول إثنين، شذوذ و نصف المحور الرئيسي وصف شكل المدار ، على وجه التحديد شذوذ يصف مقدار انحراف الشكل البيضاوي للمدار عن الدائرة ، و نصف المحور الرئيسي يشير إلى حجم القطع الناقص (أو متوسط ​​نصف قطر القطع الناقص). تصف العناصر الأربعة المتبقية بالضبط كيفية توجيه مسار الكويكب المداري في الفضاء ، فيما يتعلق بالأطر المرجعية التعسفية. على سبيل المثال ميل يصف زاوية المستوى المداري للقطع الناقص فيما يتعلق بالمستوى المحدد بواسطة مدار الأرض (المعروف باسم مسير الشمس). ال خط طول العقدة الصاعدة يشير إلى الزاوية بين نقطة ثابتة من خط الطول السماوي تسمى النقطة الربيعية (أو الاعتدال الربيعي بشكل تعسفي نقطة الشمس في اليوم الأول من الربيع ، والمرمز لها بـ) إلى النقطة على مدار الكويكب حيث تعبر صعودًا عبر مستوى مسير الشمس. يعتبر الاعتدال الربيعي مشابهًا لخط الطول الصفري للأرض الذي يتم تحديده بشكل تعسفي في غرينتش ، المملكة المتحدة. ال حجة الحضيض يحدد الزاوية المقاسة بين نقطة العقدة الصاعدة ونقطة الحضيض في مدار الكويكب ، وهذا يحدد بشكل أساسي اتجاه المحور الطويل للمدار. وأخيرا، فإن شذوذ حقيقي يشير بالضبط إلى أين يقع الكويكب على طول المسار المداري في وقت محدد (محدد بالزاوية المرسومة من نقطة الحضيض للكائنات إلى الموضع الحالي للكائن).

يوضح الشكل الأيسر شذرات بقيم متباينة متباينة. يوضح الشكل الأيمن محور شبه رئيسي للمدار (أ) ، وعلاقته بالغرابة (هـ) خط طول العقدة الصاعدة (Ω) فيما يتعلق بالاعتدال الربيعي (♈) أثر الحضيض الشمسي (ω). رسم تخطيطي من جامعة أريزونا علم الفلك 250 ملاحظة محاضرة.

يوضح الشكل أعلاه الميل (i) ، وخط الطول للعقدة الصاعدة (Ω) فيما يتعلق بالاعتدال الربيعي (♈) أثر الحضيض (ω) ، والشذوذ الحقيقي (ν). تعرف على المزيد حول العناصر المدارية.

لماذا دراسة الكويكبات؟

الكويكبات صغيرة جدًا مقارنة بأقاربها ، الكواكب العملاقة الأرضية والغازية الأكبر. ومع ذلك ، فإن أهميتها لتطور نظامنا الشمسي ، والتهديد المحتمل للأرض كمؤثرات ، وحقيقة أنها مفاتيح لخطوتنا التالية في استكشاف الفضاء وتطويره ، تجعلهم ربما أهم كائنات الدراسة. هناك ثلاثة أسباب أساسية تجعل من الكويكبات أشياء أساسية للدراسة:

الدفاع الكوكبي - كانت الكويكبات (والمذنبات أيضًا) تضرب الأرض منذ أقدم تاريخ للنظام الشمسي ، منذ حوالي 4.3 مليار سنة. على الرغم من أن تأثيرات التردد من أكبر وأخطر الكويكبات قد تضاءلت إلى حد كبير ، إلا أن الأرض لا تزال تصطدم بالعديد من الكويكبات الصغيرة ، ولا يزال هناك احتمال أن يتأثر الكوكب بكويكبات كبيرة في المستقبل (وقطر يصل إلى 500 متر). أحد الحوافز الكبيرة لمسح الكويكبات ودراستها هو أن يتعلم البشر أفضل طريقة لصرف اصطدام خطير محتمل.

موارد الفضاء - تحتوي الكويكبات على وفرة من المعادن والعناصر التي يحتاجها الإنسان للبقاء والتطور هنا على الأرض ، ولاستكشاف الفضاء وتطويره. بالإضافة إلى ذلك ، فإن زيارة العديد من الكويكبات أقل تكلفة من حيث الطاقة وأقل تكلفة (للمركبات الفضائية) من زيارتها حتى من قمرنا. هذا صحيح جزئيًا لأن الكويكبات القريبة من الأرض ، التي ترقى إلى مستوى أسمائها ، تعيش في مدارات تجلبها إلينا بشكل دوري ، مما يجعلها أهدافًا جذابة لاستكشاف المعادن واستخراجها. هناك بالفعل منظمات خاصة ممولة تمويلًا جيدًا والتي بدأت الخطوات الفنية لاستكشاف واستخراج الموارد في نهاية المطاف من الكويكبات القريبة من الأرض.

علم - على الرغم من أن الكويكبات أصغر حجمًا من الكواكب الأكبر حجمًا ، إلا أنها تشكل مكونًا هيكليًا مهمًا لنظامنا الشمسي. يحتوي حجمها وشكلها وتكوينها وعائلاتها المدارية على معلومات حول البنية السابقة للنظام الشمسي ، وكيف تطورت عبر الزمن لتظهر كما هي اليوم ، وكيف تتطور بشكل أكبر لتؤثر على أجسام النظام الشمسي الأخرى. يساهم فهم مبدأ تكوين النظام الشمسي وتطور الكواكب في فهمنا لكيفية تطور الحياة وكيفية تأثرها بعمليات التأثير.

من يدرس الكويكبات؟

تتعدى دراسة الكويكبات العديد من التخصصات ، لذلك لا يتعين على المرء بالضرورة أن يصبح عالم فلك لدراسة الكويكبات. هناك علماء يدرسون الكويكبات بخلفيات تتراوح بين علم الفلك والفيزياء والرياضيات والكيمياء والجيولوجيا والهندسة. قد يستكشف عالم فيزياء أو رياضيات الحركات التفصيلية أو الديناميكيات المدارية للكويكبات و "عائلات" الكويكبات التي تقدم دليلًا رئيسيًا على كيفية تشكل النظام الشمسي واستمرار تطوره. سيقوم الكيميائي (الجيوكيميائي أو الكيميائي الكوني) باستكشاف العناصر والمعادن التي تصنعها الكويكبات وهو أمر مهم لفهم تطورها ، ولترسب الموارد المحتملة. قد يدرس هؤلاء العلماء أيضًا النيازك التي تسقط على الأرض والتي توفر معلومات جيوكيميائية مباشرة حول أجسامهم "الأم" ، الكويكبات. نظرًا لأن الكويكبات تتكون من الصخور والمعادن ، فإن تأثير الكويكبات على الأرض (والكواكب الأخرى) على مدى الزمن العميق هو عملية جيولوجية ، يدرس الجيولوجي أيضًا الكويكبات. ومن المثير للاهتمام ، أننا نعيش أيضًا في وقت أصبحت فيه المنظمات التجارية والحكومات مهتمة للغاية بدراسة الكويكبات ، في الغالب لأنها تفكر في كيفية استغلالنا لها كمصادر فضائية لثروتها المعدنية الموجودة. ستصبح الكويكبات ومواردها مهمة جدًا لتطوير استكشاف الفضاء على المدى الطويل واستعمارنا للفضاء في نهاية المطاف. لهذا الغرض ، هناك حاجة إلى المهندسين لتصميم أدوات (مثل التلسكوبات الأرضية والفضائية) لإجراء مزيد من المسح وتوصيف الكويكبات ، ومهندسي الفضاء والأدوات لتصميم المجسات والمركبات الفضائية والروبوتات للزيارة والبدء في استغلال موارد الكويكبات. لأولئك الذين لديهم فضول ومتعطش للمغامرة العلمية ، توفر الكويكبات إمكانية لا نهاية لها للاكتشاف!

كم عدد الكويكبات الموجودة؟

الإجابة المختصرة هي أن هناك ملايين من الكويكبات داخل النظام الشمسي. اعتبارًا من أوائل عام 2021 ، كان هناك 546846 كوكبًا صغيرًا مرقّمًا ، و 498491 كوكبًا غير مُرقّم. من المعروف أن معظم الكويكبات غير المرقمة موجودة ولكنها تتطلب مزيدًا من المراقبة قبل أن تحصل على حالة مرقمة رسمية. تقع الغالبية العظمى من الكويكبات المرقمة وغير المرقمة داخل الحزام الرئيسي للكويكبات ، بين مداري المريخ والمشتري عدد أقل بكثير من هذه الكويكبات هي كويكبات قريبة من الأرض ، وبعضها لها مدارات تتقاطع مع مدار الأرض وتنخفض أيضًا في الحزام الرئيسي.

تشير التقديرات إلى أن هناك ما بين 700000 و 1700000 كويكب يساوي أو يزيد عرضه عن كيلومتر واحد. إذا قمنا بتضمين جميع الكويكبات المحتملة وصولاً إلى بضعة أمتار فقط (على سبيل المثال 8 إلى 20 قدمًا) ، فمن المحتمل أن يكون هناك مئات الملايين هناك! كلما كان الكويكب أصغر ، زاد عدد السكان.

مجموعة فرعية من جميع الكويكبات هي الكويكبات القريبة من الأرض (NEAs). اعتبارًا من فبراير 2021 ، هناك 25000 منطقة شمال شرق معروفة ، وتضيف مسوحات الكويكبات 2000 منطقة شمال شرق جديدة كل عام.

كيف يتم اكتشاف الكويكبات؟

تم اكتشاف معظم الكويكبات من خلال الرصدات البصرية باستخدام التلسكوبات الأرضية. كانت اكتشافات الكويكبات الأولى صدفة إلى حد ما ، حيث وجدها علماء الفلك في أوائل القرن التاسع عشر أحيانًا أثناء البحث بصريًا عن ظواهر أخرى. من خلال القياسات الدقيقة لمواقعهم المسجلة على خلفية النجوم الثابتة (على ما يبدو) ، تمكن علماء الفلك من تحديد مدارات الكويكبات والتعرف عليها على أنها أجسام `` تشبه الكواكب '' ، متشابهة أيضًا وإن كانت أصغر من الكواكب الأكبر.

من أواخر القرن التاسع عشر حتى منتصف القرن العشرين ، تم اكتشاف العديد من الكويكبات على لوحات فوتوغرافية ، مع تحديد مواقعها ومداراتها الدقيقة مرة أخرى بالرجوع إلى النجوم الخلفية على الألواح الزجاجية. صُممت محركات قياس مصممة خصيصًا للمساعدة في القياس الدقيق للكويكبات والمذنبات المكتشفة حديثًا.

شهدت أوائل السبعينيات إنشاء أول مسح فلكي مخصص للكويكبات القريبة من الأرض ، وهو مسح Palomar Planet-Crossing Asteroid (PCAS) ، الذي أسسه يوجين شوميكر وإليانور هيلين. استخدم هذا المسح لوحات فوتوغرافية ومقارن وميض لتحديد الكويكبات والمذنبات الجديدة. في الثمانينيات أسس يوجين شوميكر مع زوجته كارولين برنامج Palomar Asteroid and Comet Survey (PACS). استخدمت PACS فيلم التصوير الفوتوغرافي Kodak Tech-Pan 4415 شديد الحساسية ومجهر مجسم لاكتشاف الكويكبات والمذنبات القريبة من الأرض. تم قياس المواضع الفلكية الدقيقة باستخدام أداة قياس الحساسية الضوئية الموجودة في مرصد لويل. كان برنامج PACS ناجحًا للغاية وفي عام 1993 تضمن الاكتشاف المذهل للمذنب Shoemaker-Levy 9 ، وهو مذنب تم التقاطه وتمزيقه بواسطة مجال جاذبية المشتري. في يوليو 1994 ، تم توجيه جميع التلسكوبات الأرضية والفضائية نحو كوكب المشتري ، وشاهد العالم في رهبة العديد من شظايا المذنبات المكسورة لـ SL-9 تتساقط واحدة تلو الأخرى في كوكب المشتري ، محدثة انفجارات لا تصدق. المزيد عن SL-9 متاح في Comet Shoemaker-Levy Collision with Jupiter.

على الرغم من نجاح المسوحات التصويرية ، بحلول منتصف الثمانينيات من القرن الماضي ، تم تطوير تقنية ثورية جديدة للتصوير الفلكي: استخدام "الأجهزة المزدوجة المشحونة" (CCDs) القائمة على أساس رقمي. كان برنامج Spacewatch التابع لجامعة أريزونا ، الذي أسسه توم جيريلز وروبرت ماكميلان ، أول من بدأ مسحًا رسميًا للكويكبات القريبة من الأرض باستخدام أجهزة CCD ، وطوال الثمانينيات وأوائل التسعينيات ، طور Spacewatch الأجهزة وتقنيات البرامج التي غيرت طريقة الكويكبات القريبة من الأرض يتم اكتشافها وتعقبها ، مما يشير بشكل أساسي إلى نهاية عصر الاستطلاعات الفوتوغرافية. تمتع مشروع Spacewatch بالعديد من "الأوائل" بما في ذلك أول NEA تم اكتشافه باستخدام CCD ، وأول NEA والمذنب الذي تم اكتشافه باستخدام برامج الكمبيوتر. في وقت لاحق من تسعينيات القرن الماضي ، أدت مشاريع مثل برنامج لينكولن لبحوث الكويكبات القريبة من الأرض (LINEAR) التابع لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا إلى تسريع تطبيق أجهزة CCD وخوارزميات اكتشاف الأجسام المتحركة وزيادة معدلات اكتشاف الكويكبات بمقدار 2-3 مرات مقارنة بتقنيات التصوير الفوتوغرافي.

أخيرًا ، في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين ، شهد ظهور معالجات الكمبيوتر الأسرع باستمرار ، وأجهزة استشعار CCD المحسّنة ، وتخزين البيانات غير المحدود عمليًا ، والتحسين المستمر لخوارزميات اكتشاف الحركة ، ظهور استطلاعات مثل مسح كاتالينا سكاي بجامعة أريزونا (CSS) ، Lowell مرصد البحث عن الأجسام القريبة من الأرض (LONEOS) ، برنامج تتبع الكويكبات بالقرب من الأرض (NEAT) ، ومشروع تلسكوب المسح البانورامي ونظام الاستجابة السريعة (Pan-STARRS) التابع لجامعة هاواي. تهيمن مشاريع CSS و Pan-STARRS اليوم على اكتشافات الكويكبات القريبة من الأرض (NEA) وتقترب من معدلات اكتشاف

كم مرة تضرب الكويكبات الأرض؟

يرتبط تواتر اصطدام الكويكب بشكل عام بحجم الكويكب: تصطدم الأجسام الأصغر بشكل متكرر أكثر من الأجسام الأكبر. ومن المثير للاهتمام ، أن الأرض تنهمر في ما يقرب من 100 طن من الغبار النيزكي كل يوم. كل يوم أيضًا ، يقصف الكوكب العديد من الأشياء بحجم حبيبات الرمل والحصى. كائنات بحجم أصغر الكويكبات ،

1 متر عبر (3 أقدام) يضرب عدة مرات في السنة. كان عرض الكويكب الذي أصاب الأرض فوق مدينة تشيليابينسك الروسية في عام 2013 يبلغ حوالي 19 مترًا (

62 قدمًا) أحداث بهذا الحجم تحدث في المتوسط ​​كل 60-80 عامًا. في عام 1908 ، كان ارتفاع 50 مترًا (

165 قدمًا) اصطدم كويكب بمنطقة تونجوسكا النائية في سيبيرين روسيا ، ويؤثر جسم بهذا الحجم في المتوسط ​​كل 200-300 عام. لذا فهمت الفكرة ، كلما كبرت صخرة الفضاء ، قل خطر الاصطدام. كويكبات كبيرة حقًا ، يزيد عرضها عن كيلومتر واحد (

3300 قدم) الأكثر خطورة ، حيث أن طاقة تأثيرها كبيرة بما يكفي لتكون مدمرة للغاية أو كارثية للحياة على الأرض. يؤثر كويكب أو مذنب يبلغ طوله كيلومترًا واحدًا على الأرض ، بمعدل كل 500000 عام. الكويكبات أو المذنبات التي يزيد طولها عن 10 كيلومترات (6 أميال) من المحتمل أن تكون كويكبات قاتلة للكواكب ، مثل الكويكب الذي اصطدم

قبل 65 مليون سنة قتل الديناصورات وكثير من أشكال الحياة الأخرى على الأرض. مزيد من المعلومات حول التأثيرات الصغيرة متاحة في مقالة "خريطة جديدة تظهر تواتر اصطدام الكويكبات الصغيرة ، تقدم أدلة على عدد أكبر من الكويكبات".

يوضح الشكل أعلاه التقديرات المرصودة والمنمذجة للكويكبات القريبة من الأرض كدالة في الحجم (مقياس المحور السفلي). يشير مقياس الجانب الأيمن إلى الفترة المقدرة بين الاصطدامات بالسنوات لحجم كويكب مُعطى (كما تمت قراءته من التتبع المنحني للدوائر فوق القطر المحدد). طاقة التأثير ، تُعطى بوحدات ميغا طن من مادة تي إن تي. من Asteroids IV ، 2015 ، Michel و DeMeo و Bottke (محررون) ، مطبعة جامعة أريزونا

هل الكويكبات خطرة؟

الكويكبات يحتمل الكويكبات الخطيرة والموجودة بالقرب من الأرض: تلك الكويكبات التي لها مدارات يمكنها الاقتراب منها والتأثير المحتمل على الأرض. نحن نعلم جيدًا تأثيرات تأثير الكويكبات بحجم الصخور الكبيرة ، حتى الكويكبات بحجم حافلات المدينة الكبيرة. وذلك لأن البشر إما شهدوا هذه التأثيرات مباشرة ، أو درسوا التأثيرات بعد الاصطدام (انظر معلومات الأسئلة الشائعة حول تأثيرات كويكبات تونجوسكا وتشيليابينسك ، وتواتر التأثيرات). تأثير 3013 تشيليابينسك في روسيا ، على الرغم من أن الكويكب يحل محل الكثير من طاقة تأثيره في الغلاف الجوي العلوي ، إلا أنه لا يزال يرسل أكثر من 1500 للحصول على رعاية طبية للجروح والكدمات وانفجار طبول الأذن ، وما إلى ذلك. وقد درس العلماء أيضًا تأثيرات الحجم الكبير جدًا اصطدام الكويكبات (الكويكبات وعرضها لمسافة كيلومتر واحد) عن طريق الفحص الجيولوجي والجيوفيزيائي والجيوكيميائي الدقيق ورسم خرائط لسجل الصخور العالمي ، بما في ذلك السجل الأحفوري لتحديد كيفية تأثر الحياة. على سبيل المثال تأثير عرض 10 كم (

6 أميال) 'الكويكب Chicxulub الذي اصطدم بالأرض

قبل 66 مليون سنة ، قتل ذلك العديد من أشكال الحياة بما في ذلك الديناصورات تم توثيقه جيدًا (على الرغم من وجود أسئلة مهمة). طاقة الاصطدام التي تنقلها الكويكبات إلى الهدف (مثل الأرض) تعتمد إلى حد كبير على كتلتها وسرعتها. كلما زاد حجم الكويكب ، وكلما زادت سرعته ، زادت طاقة الاصطدام. تتراوح سرعات الكويكبات بين 12-40 كيلومترًا في الثانية (7-25 ميلًا في الثانية) ، وتميل الكويكبات الأكبر حجمًا إلى الاحتفاظ بهذه السرعة الكونية ، مما يعني أنها لا تتباطأ كثيرًا بسبب الغلاف الجوي للأرض. تشمل العوامل الأخرى تكوين الكويكب (صخر أو معدن أو جليد إذا كان مذنبًا) كثافته الحجمية وزاوية دخوله والمواد المستهدفة (مثل شكل المحيط أو القشرة القارية) وما إلى ذلك. لحساب تأثيرات الأنواع المختلفة من التأثيرات النموذجية الخاصة بك تحقق من أداة مسبار الأرض الرائعة هذه.

حفرة النيزك في شمال ولاية أريزونا. تم إنتاج الحفرة التي يبلغ طولها 1.2 كم (0.75 ميل) منذ حوالي 50000 عام بسبب تأثير أ

كويكب بطول 50 مترًا (165 قدمًا) معدني من الحديد والنيكل.

لكي نكون واضحين ، فإن احتمال إصابة أي شخص يعيش اليوم بجروح أو قتل بسبب اصطدام كويكب يقترب من 0٪ بقدر ما يمكنك الحصول عليه. ومع ذلك ، في المستقبل ، إذا لم نفعل شيئًا لاكتشاف آثار الكويكبات وتتبعها والتهرب منها في نهاية المطاف ، فإن احتمال تعطل الحياة على الأرض أو تدميرها بشكل خطير هو حوالي 100٪. فورتوناتلي نحن نقوم بشيء ما: في الولايات المتحدة الأمريكية ، نقوم بتمويل الاستطلاعات ، مثل مسح كاتالينا سكاي ، المخصص بالكامل لمسح واكتشاف الكويكبات التي يحتمل أن تكون خطرة والمزيد من مشاريع المسح قيد التطوير لزيادة فهمنا لتهديد الكويكبات. أيضًا ، هناك بحث ممول مستمر حول كيفية تحويل مسار كويكب يحتمل أن يكون خطيرًا. إنها مسألة وقت قبل أن تلتزم دول العالم بتمويل سلسلة من مشاريع الانحراف الجاهزة.

ما هي PHA؟

PHA هي كويكبات يحتمل أن تكون خطرة. PHAs هي فئة فرعية من الكويكبات القريبة من الأرض (الكويكبات التي تقترب من مدار الأرض) والتي يتم تحديدها بمعيارين: 1) PHA يبلغ قطرها 140 مترًا على الأقل (

460 قدمًا) ، و 2) تجعلهم مداراتهم في حدود 0.05 وحدة فلكية من مدار الأرض (= 4.6 مليون ميل أو 7.5 مليوم كيلومتر). هذه المسافة تقارب 20x المسافة بين الأرض والقمر. يوجد حاليًا حوالي 2200 PHA معروف ، بما في ذلك 157 أكبر من كيلومتر واحد. يبلغ عرض أكبر PHA 7 كيلومترات. يتوفر المزيد من المعلومات على موقع NEO Basics الخاص بـ JPL: صفحة مجموعات NEO.

رصيد الصورة: CSS Orbit View ، D.Rankin

ما هو حجم كويكب تشيليابينسك 2013؟

في 15 فبراير 2013 ، ظهر كويكب صغير (يُعرف أيضًا باسم superbolide) يبلغ عرضه حوالي 20 مترًا (

65 قدمًا) فوق مدينة تشيليابينسك ، روسيا. دخل الكويكب الغلاف الجوي للأرض بسرعة حوالي 19 كيلومترًا في الثانية (= 12 ميلًا في الثانية أو

41000 ميل في الساعة) وكان سطوعها - عندما انفجر في الغلاف الجوي - يتجاوز سطوع الشمس. التقط العديد من المسافرين في الصباح الباكر مقطع فيديو مباشرًا لفيديو كويكب متعرج والذي لعب لاحقًا دورًا رئيسيًا في تحديد المسار المداري قبل الاصطدام للكويكب. جاء الكويكب بزاوية ضحلة إلى حد ما ، وبالتالي تبددت طاقة تأثيره إلى حد كبير في الغلاف الجوي على بعد حوالي 30 كيلومترًا (18 ميلًا) فوق سطح الأرض. تجاوزت الطاقة الحركية قبل الاصطدام للكويكب 400 كيلو طن من مادة تي إن تي ، أو حوالي 30 ضعفًا من عائد انفجار القنبلة الذرية التي تم إطلاقها فوق هيروشيما في الحرب العالمية الثانية. تم تناثر العديد من الأجزاء الصغيرة حول الأرض الثلجية وفي البحيرات المتجمدة ، وتم العثور على العديد من الشظايا من قبل السكان المحليين والباحثين.

كويكب تشيليابينسك الموضح أعلاه أثناء دخوله المتفجر إلى الغلاف الجوي العلوي للأرض لم يتم اكتشافه تمامًا لأنه جاء من اتجاه الشمس ، وهي "نقطة عمياء" لعمليات المسح الحالية للكويكب. صورة M. Ahmetvaleev.

ما هو حدث Tunguska؟

في 30 يونيو 1908 في أعماق الاستراحات النائية لوسط سيبيريا بروسيا ، وانفجر كويكب بطول 50-100 متر (150-330 قدمًا) في الغلاف الجوي فوق منطقة تونجوسكا. كان عائد الانفجار الذي أعقب ذلك - يقدر بحوالي 3-5 ميغا طن من مادة تي إن تي - هو الأكبر الذي سجله البشر على الإطلاق.تشير بعض التقديرات إلى أن حجم الانفجار يصل إلى 30 ميغا طن من مادة تي إن تي. على الرغم من حقيقة أن الكويكب دمر بالكامل تقريبًا أثناء تفككه في الغلاف الجوي ، على بعد حوالي 5-10 كيلومترات (3-6 أميال) فوق سطح الأرض ، كانت موجة الانفجار قوية بما يكفي لتهلك أكثر من 2000 كيلومتر مربع (

800 ميل مربع) من غابات التايغا. فورتوناتلي ، بسبب المنطقة النائية ذات الكثافة السكانية المنخفضة ، لا أحد يعتقد أن نحلة قد قتلت بسبب الانفجار. فشلت أول بعثة بحثية للموقع في عام 1927 في العثور على أي جزء من نيزك في الموقع مما أدى إلى تكهنات بأن الانفجار ربما كان نتيجة اصطدام مذنب (مذنب قد يكون جليده قد تبدد بسرعة في الغلاف الجوي ولكنه لا يزال ينتج الانفجار المدمر. لوح). ومع ذلك ، فإن البعثات اللاحقة حددت كريات صغيرة ذات تركيزات عالية من النيكل إلى الحديد ، بما يتوافق مع المعادن التي نشأت من أصول كونية وليست أرضية. يحدث حدث تأثير على نطاق تأثير Tunguska في المتوسط ​​كل 200-300 عام. مزيد من المعلومات حول تأثير Tunguska التابع لناسا - بعد 100 عام.

أعلاه: أشجار التايغا السيبيرية في منطقة تونغوسكا بالارض. صورة ليونيد كوليك ، 1927.

هل يمكننا وقف اصطدام الكويكب؟

ما هو أوزيريس ريكس؟

OSIRIS-REx هي مهمة إرجاع عينة من الكويكب تمولها وكالة ناسا وتديرها جامعة أريزونا. OSIRIS REx هو اختصار يرمز إلى "Origins Spectral-Interpretation Resource-Identification Security Regolith-EXplorer" على حد تعبير محققي المشروع:

"تسعى أوزيريس ريكس إلى الحصول على إجابات للأسئلة المركزية في التجربة الإنسانية: من أين أتينا؟ ما هو مصيرنا؟ يمكن للكويكبات ، الحطام المتبقي من عملية تكوين النظام الشمسي ، الإجابة على هذه الأسئلة وتعليمنا تاريخ الشمس والكواكب.

تسافر المركبة الفضائية أوزيريس ريكس إلى بينو ، وهو كويكب كربوني قد يسجل ثراته أقدم تاريخ لنظامنا الشمسي. قد يحتوي Bennu على السلائف الجزيئية لأصل الحياة ومحيطات الأرض. يعد Bennu أيضًا أحد أكثر الكويكبات خطورة محتملة ، حيث يتمتع باحتمالية عالية نسبيًا للتأثير على الأرض في أواخر القرن الثاني والعشرين. ستحدد OSIRIS-REx خصائص Bennu الفيزيائية والكيميائية ، والتي سيكون من الضروري معرفتها في حالة مهمة تخفيف التأثير. أخيرًا ، تحتوي الكويكبات مثل Bennu على موارد طبيعية مثل الماء والمواد العضوية والمعادن الثمينة. في المستقبل ، قد تغذي هذه الكويكبات يومًا ما استكشاف النظام الشمسي بواسطة المركبات الفضائية الروبوتية والمأهولة ".

تم إطلاق المركبة الفضائية بنجاح Sepetmber 8 ، 2016 من Cape Canaveral على متن صاروخ Atlas V 411 وستصل إلى الكويكب Bennu في عام 2018. عند الوصول ، ستقضي المركبة الفضائية عدة أشهر في الدوران حول Bennu ، ورسم الخرائط ووصف الكويكب بتفاصيل لم يسبق لها مثيل. استعدادًا لاختيار موقع ستقوم المركبة الفضائية من خلاله "بوضع علامة" على السطح للحصول على عينة أصلية من Bennu لنقلها مرة أخرى إلى الأرض. ستستغرق المركبة الفضائية ، التي تحتوي على عينة الكويكب ، حوالي عامين للعودة إلى الأرض حيث سيتم جمعها في صحراء يوتا في سبتمبر 2023. ستوفر المواد من بينو عقودًا من البحث والعمل المخبري لفرق من علماء الكونيات وعلماء الكواكب المتحمسين وعلماء النيازك والكيميائيين العضويين وعلماء المعادن وغيرهم من العلماء ، ومن المحتمل أن يغير فهمنا للنظام الشمسي وتكوين الكواكب وربما يوفر أدلة قيمة لكيفية بدء الحياة نفسها على الأرض. راجع موقع الويب OSIRIS-REx لمزيد من المعلومات.

ما هو المذنب؟

المذنبات هي أجسام أنظمة شمسية بدائية تتكون أساسًا من الجليد ، وتحتوي أيضًا على مكونات من الصخور والغبار. مع اقتراب المذنبات من النظام الشمسي الداخلي ، يبدأ ضوء الشمس في تنشيط الجزيئات المجمدة داخل نواة المذنب ويبدأ في إطلاق الغبار والغاز والأيونات مكونًا غلافًا غازيًا كبيرًا حول النواة يسمى "غيبوبة" و "ذيل" طويل من الغاز والغبار. يمكن أن تكون الغيبوبة المذنبة كبيرة مثل الكواكب ، ويمكن أن تمتد ذيول المذنبات لملايين الأميال في الفضاء. يمكن للمذنبات الكبيرة التي تغامر بدخول النظام الشمسي الداخلي مع اقترابها من الشمس ، والتي تتمتع بموقع جيد للرؤية من الأرض ، أن تعرض عروض مذهلة. كانت بعض المذنبات ساطعة بما يكفي لمشاهدة النهار. تشمل مناطق المصدر للمذنبات ثلاث مناطق داخل النظام الشمسي: 1) سحابة أورت ، وهي عبارة عن هالة كروية الشكل من الأجسام الجليدية على حافة نظامنا الشمسي (من 5000 إلى 200000 وحدة فلكية) 2) حزام كايبر ، منطقة أخرى بعيدة. من العوالم الجليدية ، على شكل قرص وتقع في الخارج من نبتون حتى 50 وحدة فلكية و 3) داخل الحزام الرئيسي للكويكبات ، وقد لوحظ أن بعض "الكويكبات" الظاهرة لها نشاط يشبه المذنبات مصدر هذه الكويكبات النشطة في الحزام الرئيسي أو تبقى المذنبات دون حل.

اكتشف المذنب Comet Johnson c / 2015 V2 في عام 2015 بواسطة مراقب CSS جيس جونسون ، وهو جسم يمكن ملاحظته في الفناء الخلفي ، يمكن رؤيته بالمنظار في مايو 2017. أظهر هذا المذنب ذيلين: ذيل غبار عريض ومشرق ، وذيل أيون أو غاز أضيق في الزاوية اليمنى تقريبًا لذيل الغبار. الصورة عن طريق Rolando-Ligustri.

ما هو القنطور؟

القنطور هي كواكب صغيرة توجد بشكل عام في مدارات بين المشتري ونبتون. أي أن مسافة الحضيض هي أبعد من مدار كوكب المشتري ، ومحاورهم شبه الرئيسية أقل من تلك الخاصة بنبتون. سميت القنطور على اسم الوحوش الأسطورية نصف حصان / نصف رجل ، وذلك لسبب أن هذه الأجسام الغريبة تظهر أحيانًا كأجسام تشبه المذنبات الجليدية ، وأحيانًا مثل الكويكبات الصخرية النموذجية. أكبر قنطور تم اكتشافه حتى الآن هو 10199 تشاريكلو الذي يبلغ عرضه 260 كم (160 ميلاً). لم يتم فهم أورجينس القنطور بشكل كامل. يعتقد بعض الباحثين أنها مشتقة من حزام كويبر، بينما يعتقد الآخرون أنهم جزء من عائلة كائنات قرصية متناثرة.

ما هو الجسم العابر لنبتون؟

الجسم العابر لنبتون (TNO) هو كوكب صغير يقع مداره خارج مدار نبتون (

30AU). أي أن محاورهم شبه الرئيسية هي & gt 30 AU. بلوتو هو في الواقع TNO ، على الرغم من أنه لم يتم إعادة تسجيله على هذا النحو عندما تم اكتشافه في عام 1930. ولم يحدث ذلك حتى اكتشاف (15760) 1992 QB1 هل تعرف علماء الفلك على هذه الفئة الجديدة من أجسام النظام الشمسي. يوجد الآن أكثر من 2700 TNOs معروفة ، والتي تقع عادةً في واحدة من مجموعتين فرعيتين ديناميكيتين: كائنات حزام Kuiper (KBOs) وكائنات الأقراص المتناثرة (SDOs). تتواجد أجسام حزام كايبر بالقرب نسبيًا من نبتون أكثر من تلك الموجودة في وضع الأهداف البعيدة (انظر أدناه).

يوضح الشكل أعلاه مواقع أجسام حزام كويبر وأجسام القرص المتناثرة ، بالنسبة للكواكب الرئيسية في النظام الشمسي الخارجي. تظهر أيضًا العديد من علاقات الرنين KBO-Neptune في المقياس الأحمر.

ما هو تأثير YORP؟

إن "تأثير YORP" هو اختصار لـ "تأثير Yarkovsky-O'Keefe-Radzievskii-Paddack" ، المسمى للباحثين الأربعة الذين اقترحوا جوانب مختلفة منه. أولاً ، من المفيد تحديد تأثير Yarkovsky الذي يصف كيف يمكن تغيير مدارات الكويكبات الصغيرة (التي يقل قطرها عن 30-40 مترًا) عن طريق كمية الدفع الصغيرة التي تظهرها عند إعادة إشعاع ضوء الشمس من الجسم الدوار (الشكل أ) ). وبشكل أكثر تحديدًا ، فإن الكويكب سيمتص بعض الضوء الذي يضربه من الشمس ، ويعيد إصدار تلك الطاقة كإشعاع حراري ينتج عنه قدر ضئيل جدًا من الدفع للكويكب. قد تنشأ نواقل الدفع من التأثيرات اليومية والموسمية كدالة لاتجاه محور دوران الكويكبات (الشكلان أ و ب). على أي حال ، فإن الدفع صغير جدًا جدًا ، وعلى الرغم من أنه يمكن قياس بعض التأثيرات المدارية في عقود من الزمن فقط ، فقد يستغرق الأمر ملايين إلى مليارات السنين قبل أن يمكن تغيير مدار الكويكبات جزئيًا. يفسر التغيير طويل المدى لمدارات الكويكبات من تأثير ياركوفسكي جزئيًا التعداد `` المحدث '' المستمر للكويكبات القريبة من الأرض التي نلاحظها ، حيث يُقدر أنه كان من المفترض أن تختفي جميعها الآن (في

4.3 مليار سنة من نظامنا الشمسي) إما عن طريق التأثير على الشمس أو الكوكب أو طرده من النظام الشمسي. ومن المثير للاهتمام أن هذا التأثير قد افترضه المهندس الروسي I.O. ياركوفسكي. عام 1901 واستغرق الأمر قرنًا تقريبًا قبل أن تحظى باهتمام حقيقي. يعتبر تأثير Yarkovsky اليوم محورًا رئيسيًا للدراسة لعلماء ديناميكيات الأنظمة الشمسية ومهندسي الطيران. يعد تأثير Yarkovsky-O'Keefe-Radzievskii-Paddack امتدادًا لتأثير Yarkovsky الذي يتضمن تغييرات محتملة في معدل دوران الكويكبات وانحرافها (الشكل ج).

الشكلان (أ) و (ب) يوضحان الدفع المستحث نهارياً وموسمياً ، على التوالي ، من تأثير ياركوفسكي (بعد بوتكي وآخرون 2006 (Annu. Rev. Earth Planet. Sci. 2006. 34: 157–91)

ما هو الكوكب X؟

"الكوكب X" هو الاسم الذي أُطلق على كوكب تاسع محتمل لم يتم اكتشافه حتى الآن داخل نظامنا الشمسي والذي تم الافتراض مؤخرًا بوجوده. إن افتراض حدوث مثل هذا الكوكب الجديد لا يعني أنه موجود بالفعل على الإطلاق ، ومع ذلك ، فقد كشف الباحثون عن أدلة على أنه قد يكون موجودًا بالفعل ، وبدأت عدة مجموعات من علماء الفلك في البحث عنه. الدليل على وجود كوكب X غير مباشر ويأتي من الملاحظات التفصيلية لمدارات العديد من الأجسام الشبيهة بالكواكب التي تدور حول الحواف البعيدة للنظام الشمسي. هذه هي ما يسمى بأجسام حزام كايبر (KBOs) والتي تشمل الكواكب القزمة والأجسام الأخرى الشبيهة بالجليد. يبدو أن مدارات عدد من أجسام حزام كايبر هذه تتجمع معًا بطريقة يمكن تفسيرها من خلال تأثير الجاذبية لجسم أكبر آخر ، ربما يكون الكوكب X. وتشير النظرية إلى أن الكوكب X ، في حالة وجوده ، سيكون حتى 10 أضعاف كتلة الأرض ويدور حول 56 مليار ميل إلى الخارج من الشمس (20 مرة أبعد من متوسط ​​مسافة نبتون من الشمس). في مثل هذه المسافات ، سيستغرق الجسم ما بين 15000 إلى 20000 سنة للدوران حول الشمس. تحقق من هذا الفيديو الإعلامي مع اثنين من علماء الفلك الذين نظرا وجود الكوكب X.

تستند أحدث حجة لـ "الكوكب x" إلى المحاذاة المدارية الظاهرية (الحضيض الشمسي) لستة أجسام جليدية مقيمة في أبعد مسافات في النظام الشمسي. الفكرة هي أن مداراتهم "المحاذاة" ربما تكون قد تأثرت بالجاذبية من خلال عمل الكوكب X المقترح. الشكل من العلوم ، 20 يناير 2016.

هل يمكنني زيارة تلسكوبات CSS؟

لا توفر CSS بشكل روتيني جولات لمنشآتها ، عادةً لأننا نشغل معظم الليالي بمهام المسح والتلسكوب التشغيلية ، فنحن بالتأكيد لا نريد أي كويكبات قريبة من الأرض تنزلق عبر شبكة المسح الخاصة بنا! لحسن الحظ ، هناك وصول ليلي إلى موقع Mt Lemmon من خلال Mt Lemmon Sky Center ، الذي تديره Steward Obsertvatory. يدير Sky Center العديد من البرامج المتاحة للجمهور بما في ذلك فرصة المراقبة من خلال تلسكوبات القمة الخاصة بهم والمجاورة لتلسكوباتنا. يرجى الاتصال بـ Sky Center مباشرة.

كيف يمكنني أن أصبح باحث كويكبات؟

هناك العديد من الطرق للانخراط في البحث عن الكويكبات. بدأ العديد من الباحثين عن الكويكبات كعلماء فلك هواة ، يتعلمون مبادئ علم الفلك والفيزياء الفلكية من الدراسة الذاتية والمراقبة باستخدام التلسكوبات الخاصة بهم. في هذا الصدد ، يساعد على تطوير المهارات في الفيزياء والرياضيات في أقرب وقت ممكن (على سبيل المثال في المدرسة الإعدادية والثانوية) وهناك العديد من الكليات والجامعات التي تقدم مناهج وتعليمات فيزياء وعلم الفلك ممتازة في بكالوريوس العلوم من خلال مستويات الدكتوراه. . لحسن الحظ ، تمتد دراسة الكويكبات إلى عدة تخصصات ، لذلك لا يتعين على المرء بالضرورة أن يصبح عالم فلك لدراسة الكويكبات. هناك علماء يدرسون الكويكبات بخلفيات تتراوح بين علم الفلك والفيزياء والرياضيات والكيمياء والجيولوجيا والهندسة. قد يستكشف عالم فيزياء أو رياضيات الحركات التفصيلية أو الديناميكيات المدارية للكويكبات و "عائلات" الكويكبات التي تقدم دليلًا رئيسيًا على كيفية تشكل النظام الشمسي واستمرار تطوره. سيقوم الكيميائي (الجيوكيميائي أو الكيميائي الكوني) باستكشاف العناصر والمعادن التي تصنعها الكويكبات وهو أمر مهم لفهم تطورها ، ولترسب الموارد المحتملة. قد يدرس هؤلاء العلماء أيضًا النيازك التي تسقط على الأرض والتي توفر معلومات جيوكيميائية مباشرة حول أجسامهم "الأم" ، الكويكبات. نظرًا لأن الكويكبات تتكون من الصخور والمعادن ، فإن تأثير الكويكبات على الأرض (والكواكب الأخرى) على مدى الزمن العميق هو عملية جيولوجية ، يدرس الجيولوجي أيضًا الكويكبات. ومن المثير للاهتمام ، أننا نعيش أيضًا في وقت أصبحت فيه المنظمات التجارية والحكومات مهتمة للغاية بدراسة الكويكبات ، في الغالب لأنها تفكر في كيفية استغلالنا لها كمصادر فضائية لثروتها المعدنية الموجودة. ستصبح الكويكبات ومواردها مهمة جدًا لتطوير استكشاف الفضاء على المدى الطويل واستعمارنا للفضاء في نهاية المطاف. لهذا الغرض ، هناك حاجة إلى المهندسين لتصميم أدوات (مثل التلسكوبات الأرضية والفضائية) لإجراء مزيد من المسح وتوصيف الكويكبات ، ومهندسي الفضاء والأدوات لتصميم المجسات والمركبات الفضائية والروبوتات للزيارة والبدء في استغلال موارد الكويكبات. لأولئك الذين لديهم فضول ومتعطش للمغامرة العلمية ، توفر الكويكبات إمكانية لا نهاية لها للاكتشاف!


محتويات

تُظهر معادلة صاروخ Tsiolkovsky أن دلتا- v للصاروخ (المرحلة) يتناسب مع لوغاريتم نسبة كتلة الوقود إلى الفراغ للمركبة ، ومع الدافع المحدد لمحرك الصاروخ. يتمثل الهدف الرئيسي في تصميم مسارات المهام الفضائية في تقليل دلتا- v المطلوبة لتقليل حجم وتكلفة الصاروخ التي ستكون ضرورية لتسليم أي حمولة معينة إلى وجهتها بنجاح.

يمكن حساب أبسط ميزانية دلتا- v بنقل Hohmann ، الذي ينتقل من مدار دائري إلى مدار آخر متحد المستوي عبر مدار نقل بيضاوي الشكل. في بعض الحالات ، يمكن أن يؤدي النقل الثنائي الإهليلجي إلى انخفاض دلتا- v.

يحدث النقل الأكثر تعقيدًا عندما لا تكون المدارات متحد المستوى. في هذه الحالة ، هناك دلتا- v إضافية ضرورية لتغيير مستوى المدار. تحتاج سرعة السيارة إلى حروق كبيرة عند تقاطع المستويين المداري ، وعادة ما تكون دلتا- v عالية للغاية. ومع ذلك ، يمكن أن تكون هذه التغييرات في المستوى مجانية تقريبًا في بعض الحالات إذا تم استخدام جاذبية وكتلة جسم كوكبي لأداء الانحراف. في حالات أخرى ، فإن التعزيز إلى ارتفاع مرتفع نسبيًا يعطي سرعة منخفضة قبل إجراء تغيير المستوى ويمكن أن يؤدي ذلك إلى انخفاض إجمالي دلتا- v.

يمكن استخدام تأثير المقلاع لإعطاء دفعة للسرعة / الطاقة إذا تجاوزت المركبة جسمًا كوكبيًا أو قمريًا ، فمن الممكن التقاط (أو فقدان) بعض السرعة المدارية لهذا الجسم بالنسبة للشمس أو كوكب آخر.

تأثير آخر هو تأثير أوبيرث - يمكن استخدامه لتقليل دلتا- v بشكل كبير ، لأن استخدام الوقود الدافع عند طاقة محتملة منخفضة / سرعة عالية يضاعف تأثير الحرق. وهكذا ، على سبيل المثال ، دلتا- v لنقل Hohmann من نصف قطر مدار الأرض إلى نصف قطر مدار المريخ (للتغلب على جاذبية الشمس) هي عدة كيلومترات في الثانية ، لكن الاحتراق المتزايد من مدار أرضي منخفض (LEO) فوق وفوق الحرق للتغلب عليه تكون جاذبية الأرض أقل بكثير إذا تم الحرق بالقرب من الأرض مما لو تم إجراء الحرق للوصول إلى مدار انتقال المريخ في مدار الأرض ، ولكن بعيدًا عن الأرض.

التأثير الأقل استخدامًا هو عمليات نقل الطاقة المنخفضة. هذه تأثيرات غير خطية للغاية تعمل عن طريق الرنين المداري وباختيار المسارات القريبة من نقاط لاغرانج. يمكن أن تكون بطيئة جدًا ، ولكنها تستخدم القليل جدًا من دلتا- v.

نظرًا لأن دلتا- v تعتمد على موضع وحركة الأجرام السماوية ، خاصة عند استخدام تأثير المقلاع وتأثير أوبيرث ، فإن ميزانية دلتا- v تتغير مع وقت الإطلاق. يمكن رسم هذه على مؤامرة porkchop.

عادةً ما تتطلب تصحيحات المسار أيضًا بعض الميزانية الدافعة. لا توفر أنظمة الدفع أبدًا الدفع الصحيح بدقة في الاتجاه الصحيح تحديدًا في جميع الأوقات ، كما أن الملاحة تقدم بعض عدم اليقين. يجب حجز بعض الوقود الدافع لتصحيح الاختلافات من المسار الأمثل.


مقدمة في الميكانيكا المدارية

كما تعلم ، لقد قمت مؤخرًا بتجميع القليل من أعمال جافا سكريبت للتسلية. هذا يتطلب الفرز من خلال ما يمكن أن نسميه ميكانيكا المدارات 101. عذرًا! لم أر قط شيئًا واضحًا من الناحية المفاهيمية (هذا الشيء يدور حول هذا الشيء) مدفونًا تحت مثل هذا الجبل من المصطلحات والحسابات المربكة. أفترض أن هذا ما حصلت عليه من 5000 عام من الملاحظات الفلكية ، والتي تم تنفيذ الكثير منها في ظل افتراضات مشكوك فيها مثل الشمس التي تدور حول الأرض أو الأرض التي تحملها السلاحف. لم يكن هناك علم فلك نظري مناسب حتى كبلر ، ولم يكن هناك فهم مادي حتى نيوتن. لا يهم. تعمل قوانين نيوتن من حيث المبدأ ولكن ليس في الممارسة (لا يوجد حل لمشكلة الجسم m> 2). بعد ذلك ، ولزيادة الطين بلة ، جاء أينشتاين بعد 300 عام وأظهر أن قوانين نيوتن كانت خاطئة. كان التنبؤ بالحركة الصحيحة لعطارد أحد الانتصارات المبكرة للنسبية العامة.

حتى عندما كانت النظرية متطابقة ، غالبًا ما تكون البيانات غير موجودة ، فالعلم التجريبي هو ما هو عليه. تشتهر التلسكوبات بأنها أدوات غير مزاجية حتى في العصر الحديث ، كما أوضح هابل عندما تم تشغيلها في عام 1990. فكرة مشاركة البيانات هي أيضًا اختراع جديد نسبيًا. أصبحت رؤى كبلر الرائعة ممكنة من خلال ملاحظات تايكو براهي ، ولكن فقط بعد أن انتزعها من أصابع تايكو الباردة الميتة. وبالنسبة للكثير من التاريخ ، جاءت بيانات علم الفلك مصحوبة بمخاطر مهنية أخرى. مجرد الإيحاء بأن الأرض لم تكن مركز الكون من شأنه أن يمنحك محاضرة صارمة من قس القرية إن لم تكن زيارة من محاكم التفتيش. مرة أخرى في اليوم ، لم يتطلب الأمر من كونغرس الولايات المتحدة إعاقة التقدم العلمي.


النتيجة الصافية هي أن أي شخص (اقرأ: LabKitty) يحاول فك رموز هذه الفوضى ويواجه جبلًا من المعلومات الخبيثة. ما سيكون مفيدًا سيكون دليلًا مفيدًا. شيربا على دراية بالطريق إلى القمة. للأسف ، فإن معظم موارد علم الفلك مكتوبة من قبل أشخاص يحبون علم الفلك ، وهذا الحب يعميهم عن مدى صعوبة اختراق لغتهم وأنظمة القياس الخاصة بهم. أي شخص عاقل سيتركهم فقط وينتقل إلى مناخات فكرية أكثر ترحيبًا. أنت تعرف الآن أن LabKitty ليس واحدًا من هؤلاء.

على هذا النحو ، قمت بتجميع كومة كبيرة من الملاحظات أثناء تمشيط مقالات علم الفلك المختلفة ، عبر الإنترنت وغير ذلك ، لترجمة علم الآثار الغامض والحسابات المحيرة إلى فهمي الخاص ، مهما كان ذلك غير كامل. لقد خطر ببالي بدلاً من إرسال هذه الملاحظات إلى المحرقة الآن بعد أن اكتملت رسالتي ، قد يستفيد منها الآخرون. Ergo ، لقد قمت بتكثيفها في شكل أكثر قابلية للقراءة (وإن كان إزالة معظم الكلمات البذيئة) التي أقدمها أدناه على أمل أن يهتم شخص ما بالقراءة والتعلم منها.

النتيجة طويلة نوعا ما. أنا أشجعك على النظر إلى هذا على أنه شيء جيد.يمكنني أن أجعل ملخص ميكانيكا المدار الخاص بي قصيرًا وبعد ذلك تكون كل جملة كثيفة ومن المحتمل أن يكون من الصعب متابعتها. أو يمكنني جعل ملخصي طويلاً وإضافة الكثير من الكلمات التي آمل أن تمنع قطار الأفكار من الخروج عن مساره. لقد اتخذت النهج الأخير. أتسلل إلى المنتج النهائي قطعة في كل مرة ، بدءًا من أبسط وصف ممكن للحركة المدارية التي تصبح تدريجياً أكثر تعقيدًا ولكنها أكثر دقة. أتوقف مؤقتًا لمراجعة المعادلات عند تقديمها ، مثل معادلة القطع الناقص. من ناحية أخرى ، يسعدني أن أتعامل مع التفاصيل عندما يؤدي عرض التفاصيل إلى توقف الأمور دون إضافة الكثير في طريق الفهم. على سبيل المثال ، أكتب فقط نتيجة تحويلات الدوران لأن الاشتقاق عبارة عن غابة من علم المثلثات. أريكم كيفية استخدام معادلة كبلر لكني لا أشتقها. وبدلاً من محاولة شرح التقاويم المختلفة المستخدمة في علم الفلك ، اخترت واحدة فقط وأعطيك بعض جافا سكريبت الذي يقوم بتحويل الوقت اللازم ، غالبًا لأنني تخليت عن محاولة فهم التقويمات المختلفة المستخدمة في علم الفلك.

أخيرًا ، أحاول ترويض المصطلحات الغريبة التي ربطت نفسها بأدب علم الفلك. أكتب مصطلحًا مهمًا في مائل عندما تظهر لأول مرة ، وهي لغة أسترونك مهمة ولكنها غريبة مائل غامق. أظن أنك واجهت العديد من المصطلحات المائلة من قبل ، لكن ربما لم تصادف أيًا من المصطلحات المائلة الغامقة. تريد أن تكون حذرًا من المصطلحات المائلة الجريئة لأنه من السهل أن تضيع في المعجم الغامض الذي تشكله.

لنكرر: شيء جيد. لا يوجد شيء يقول أنه يجب عليك قراءة هذا في جلسة واحدة. في الواقع ، إذا عدت مرارًا وتكرارًا على مدار عدة أيام ، أحصل على المزيد من زيارات الصفحة. لا أعرف كيف يفيدني ذلك ولكن Google تؤكد لي أنه كذلك.

حسنا اذن. كفى مقدمة. احصل على مشروب لنفسك ودعنا نبدأ هذه الحفلة.

إليك ما نتبعه: اختر تاريخ الاهتمام (من الآن فصاعدًا: DoI). بالنسبة إلى DoI ، ارسم صورة للنظام الشمسي - أي كيف يظهر النظام الشمسي عند النظر إليه من بعيد. هذا هو مفهوم أداة تبيينية، على عكس مفهوم التقويم الفلكي، يصف الأخير المواقع في سماء الليل ويصف الأول المواقع باستخدام بعض إحداثيات النظام الشمسي العملاقة (x ، y ، z) المتمركزة في الشمس.

من الواضح ، للقيام بذلك ، نحتاج إلى معرفة مواقع كل شيء. سأركز على الكواكب هنا ، لكن المورق يمكن أن يحتوي على أي شيء تريده - الكواكب ، الأقمار ، المذنبات ، سفن الفضاء ، أيا كان. بالنظر إلى الأموال غير المحدودة ، إليك كيفية الحصول على البيانات الضرورية:

1) انطلق إلى مكان بعيد على مركبة فضائية
2) التقط صورة للنظام الشمسي وقم بتدوين التاريخ
3) اكتب المعادلات الحاكمة لحركة جميع الكواكب
4) باستخدام 2 كشرط أولي ، حل 3 في DoI الخاص بك

هناك مشكلة في هذا النهج. يمكننا كتابة معادلات حركة الكواكب لكن أ) هي تقريبية فقط ، ب) لا يمكننا حلها على أي حال. نتيجة لذلك ، نحن مضطرون إلى حل وسط. توجد بضعة آلاف من السنوات من بيانات الرصد التي تصف مواقع الكواكب وما إلى ذلك. قام رواد الفضاء بتحويل هذه الملاحظات إلى مجموعة من البيانات المدارية وتناسب المنحنيات معها. تم نشر أوصاف هذه المنحنيات في مصادر علم الفلك المختلفة. لذلك يمكننا ، من حيث المبدأ ، الحصول على موقع أي كوكب في أي وقت عن طريق الاستيفاء ، على الأقل إلى درجة معقولة من الدقة.

نحن بحاجة إلى فهم معادلات ملائمة منحنى علم الفلك. ومع ذلك ، فإن تركيب المنحنى هو مجرد بداية القصة. لا تمنحك المعادلات إحداثيات عالمية (x ، y ، z) في ضربة واحدة ، بل تقوم بإخراج إحداثيات المدار المحلية التي يجب تحويلها إلى إحداثيات عالمية (x ، y ، z) أو أي شيء تريده. قد يتضمن تطبيق معين مدارات متعددة - تحتوي مجموعة الكواكب على ثمانية على الأقل - قد يكون بعضها أو كلها موجهة في اتجاهات مختلفة. نحتاج إلى تحديد نظام إحداثيات "رئيسي" ومعرفة كيفية تحويل الإحداثيات المعبر عنها في الإحداثيات المدارية المحلية إلى نظامنا الرئيسي بحيث يمكن رسم كواكب متعددة بنفس الشكل أو مقارنتها بطريقة أخرى.

باختصار ، نحن بحاجة إلى فهم كيفية وصف مجتمع علم الفلك للمدار. كما أشرت أعلاه ، فإن هذا يتضمن بعض المصطلحات الغريبة إلى حد ما. يتضمن أيضًا بعض الحسابات الغريبة إلى حد ما ، حيث تتدخل الطبيعة لجعل الرياضيات أكثر تعقيدًا مما قد نحب. دعونا نرى ما إذا كنا لا نستطيع حل هذا على أي حال. سنبدأ بأبسط وصف ممكن لشيء يدور حول شيء آخر ، وبعد ذلك سنضيف بشكل تدريجي التعقيدات اللازمة لجعل وصفنا يتماشى مع ما يحدث بالفعل في السماء.

هذا الشيء يدور حول ذلك الشيء

أبسط وصف لشيء يدور حول شيء آخر هو الدائرة ، حيث يقوم الشيء بالدوران (أي ، الأقمار الصناعية) يتحرك بسرعة ثابتة حول جسم مركزي ويكمل مدارًا واحدًا كل عدة مرات (عادة أيام). هذه صورة:

نود أن نصف الموقف من الناحية الكمية ، لذلك نقوم بتضمين نظام إحداثيات. المكان الطبيعي للأصل هو مركز المدار. ثم نختار بعض النجوم الساطعة البعيدة ونرسم خطًا بين المركز وهذا النجم. هذا يحدد محور س. يتم اختيار المحور الصادي باعتباره اتجاهًا متعامدًا مع المحور السيني. سهل جدا.

على سبيل المثال ، إذا كنا نصف الأرض التي تدور حول الشمس ، فستكون الشمس في المركز وستتبع الأرض دائرة نصف قطرها 149.6 مليون كيلومتر. من المؤلم كتابة "149.6 مليون كيلومتر" طوال الوقت لذلك حدد علماء الفلك وحدة فلكية (AU ، يختصر أيضًا au و a.u. و ua) حيث 1 AU = 149.6 مليون كيلومتر ونقول إن نصف قطر مدار الأرض يبلغ 1 AU (في الواقع نصف القطر هو فقط تقريبا 1 AU ، لأسباب سوف ندخلها لاحقًا). تصنع الأرض مدارًا واحدًا في سنة واحدة ، أو لنكون أكثر دقة ، 365.25 يومًا (0.25 هو سبب وجود سنوات كبيسة). نقول أن الأرض لديها المداري 365.25 يومًا.

إذا عرفنا تاريخًا واحدًا عبرت فيه الأرض المحور السيني ، فيمكننا حساب موضع الأرض لأي تاريخ آخر ببساطة عن طريق حساب الوقت المنقضي من آخر نمط تقاطع المحور السيني 365.25 يومًا مقسومًا على الفترة المدارية وضربه في 360 درجة . هذا يعطينا زاوية مرجعية (نسميها & ثيتا) تقاس عكس اتجاه عقارب الساعة من المحور السيني. نحسب بعد ذلك إحداثيات (x ، y) باستخدام x = r & sdot cos (& theta) و y = r & sdot sin (& theta) حيث r = 1 AU.

سيكون من الرائع لو كانت الأمور بهذه البساطة. اتضح أن الوصف لا يتوافق تمامًا مع الطريقة التي تتحرك بها الكواكب بالفعل. نحتاج إلى تعديل وصفنا لجعله يتفق مع ما تراه في السماء وتقرأه في كتب علم الفلك. يأتي هذا التغيير والتبديل في شكل نصف دزينة أو نحو ذلك من التعقيدات. بعض هذه الأشياء تفرضها علينا الطبيعة. بعض من هؤلاء فعلناه بنفسي.

التعقيد # 1 - المدارات ليست دائرية

كما اكتشف يوهانس كيبلر ، المدارات ليست دائرية - إنها بيضاوية الشكل. لذا بدلاً من الصورة أعلاه ، لدينا حقًا شيء مثل هذا:

نقطتان مهمتان: 1) لم يعد المدار دائرة ، و 2) تكون الشمس (أو أي شيء آخر) في بؤرة القطع الناقص وليس في المركز. سيكون لدينا الكثير لنقوله عن المدارات الإهليلجية واستخدامها لحساب مواقع الكواكب قبل أن ننتهي. ومع ذلك ، دعونا نتوقف هنا ونراجع الشكل الناقص المتواضع قبل المتابعة.

كما تتذكر على الأرجح ، تُعطى معادلة القطع الناقص على النحو التالي:

يقطع القطع الناقص المحور x الموجب عند (أ ، 0) ويتقاطع مع المحور الصادي الموجب عند (0 ، ب) ، ويحدد نصف المحور الرئيسي و المحور شبه الصغير، على التوالي (2 أ و 2 ب هما بالتالي المحور الرئيسي والمحور الثانوي ، على التوالي). إذا كانت b = a ، فإن معادلة القطع الناقص تنخفض إلى x 2 + y 2 = a 2 ، وهي معادلة دائرة نصف قطرها a. Ergo ، يمكن اعتبار القطع الناقص بمثابة تعميم لدائرة. في حين أن الدائرة هي مجموعة من جميع النقاط على مسافة متساوية من المركز ، فإن القطع الناقص هو مجموعة جميع النقاط التي يكون مجموع المسافة إلى نقطتي الاتصال ثابتًا. تقع النقاط المحورية (الجمع: البؤر) في (+ f ، 0) و (-f ، 0). عندما يصف القطع الناقص مدارًا ، فإن شيئًا ما (مثل الشمس) يشغل بؤرة واحدة ويكون البؤرة الأخرى فارغة.

يتم تحديد مقدار "الدوران" (أو عدمه) للقطع الناقص باستخدام رقم واحد يسمى شذوذ (هـ). لدينا 0 & # 8804 ه 2)

تظهر هذه العلاقة في حسابات علم الفلك بأشكال متكافئة مختلفة. يتم تحديد المسافة البؤرية (أي المسافة من المركز إلى أي من البؤرة) بواسطة f = a & sdot e ، أو ، على نحو مكافئ ، f = & radic (a 2 & minus b 2).

هامش: هناك طريقة زمنية قديمة لتعريف القطع الناقص على أنه تقاطع المخروط والمستوى ، والذي يحدد بعد ذلك الانحراف من حيث شيء يسمى الدليل. سوف أبتعد عن هذا الحديث المجنون ، كما ينبغي لك.

بالنسبة للعديد من تطبيقات علم الفلك ، فإن القطع الناقص هو الكثير من اللغط حول لا شيء. على الرغم من أن الانحراف يمكن أن يكون كبيرًا بالنسبة للمذنبات والأجسام الصغيرة الأخرى ، إلا أنه كذلك صغير الحجم للكواكب. صغيرة ، صغيرة ، صغيرة. يمكننا أن نفترض أن مدارات الكواكب دائرية (e = 0) والخطأ الذي تم إدخاله ربما يكون ضئيلًا. على سبيل المثال ، ذكرت أن نصف قطر الأرض هو فقط تقريبا 1 AU. القيمة المنشورة هي 1.000003 AU ، وهو متوسط ​​على مدى سنة واحدة وأكبر من 1 بسبب الانحراف المركزي للمدار. من الواضح أن الانحراف ضئيل. ومع ذلك ، تشتمل جميع مواقع علم الفلك على عدد غير صفري في بياناتهم ، وأعتقد أن علماء الفلك الآخرين سيسخرون منهم إذا لم يفعلوا ذلك. نحن بحاجة إلى بياناتهم ، لذلك علينا أن نلعب لعبتهم.

التعقيد # 2 - حركة الكوكب ليست موحدة

كان الاكتشاف الثاني العظيم لكبلر هو أن القمر الصناعي لا يتحرك بسرعة ثابتة أثناء تتبعه للقطع الناقص في مداره. يتحرك القمر الصناعي بشكل أسرع عندما يكون أقرب إلى الجسم المركزي ويتحرك بشكل أبطأ عندما يكون بعيدًا. على وجه الخصوص ، يتحرك بشكل أسرع عندما يعبر المحور x الموجب وأبطأ عندما يعبر المحور x السلبي ، تسمى هذه النقاط الخاصة بـ الحضيض و اوج، على التوالي (الاتفاقية المعتادة هي وضع الجسم المركزي في نقطة الاتصال الإيجابية).

هامش: يطلق عليه الحضيض والأوج عندما يكون الجسم المركزي هو الشمس لشيء يدور حول الأرض ، الشروط الحضيض و أوج تستخدم بدلا من ذلك.

السرعة غير المنتظمة هي ألم. عندما قدمت المدار الدائري ، لاحظت أنه من السهل نسبيًا حساب موقع القمر الصناعي إذا كنت تعرف مرة واحدة عندما عبر المحور السيني (بشكل أكثر ملاءمة ، وقت الحضيض). أنت فقط تحسب مقياس الوقت المنقضي في الفترة المدارية ، ثم تقسمها على الفترة المدارية وتضرب في 360 درجة. هذا لا يعمل إذا لم تكن السرعة موحدة.

لحسن الحظ ، قدم كبلر معادلة لمساعدتنا. الفكرة العامة هي أننا نبدأ بافتراض أن الحركة موحدة للحصول على موضع تقريبي. ثم نطبق تصحيحًا للحصول على الموضع الصحيح. لشرح هذا أحتاج إلى شخصية:

سوف أصف هذا الرقم باستخدام مصطلحات غير صحيحة بعض الشيء والتي سأقوم بتصحيحها بعد ذلك في الفقرة التالية. ما نود حسابه هو الموضع "الحقيقي" للقمر الصناعي (على سبيل المثال ، الكوكب) ، المسمى هنا T. الموضع الحقيقي يقع في مكان ما على شكل بيضاوي في المدار. لا يمكننا حساب ذلك بمعرفة الوقت المتبقي لاستمرار الحضيض الشمسي فقط ، ولكن يمكننا استخدام هذه المعلومات لحساب موقع تقريبي أو "متوسط" للكوكب بافتراض أن المدار عبارة عن دائرة نصف قطرها a. لقد قمت بتسمية هذا M. من خلال تطبيق معادلة كبلر ، نحصل على موضع "غريب الأطوار" من الموضع المتوسط ​​، المسمى هنا E. لاحظ أن الخط العمودي ينزل من E يتقاطع مع T ، لذلك بمجرد حصولنا على الموضع غريب الأطوار ، يمكننا الحصول الموقف الحقيقي مع القليل من علم المثلثات. يجب أن أشير إلى أن الشكل أعلاه يبالغ إلى حد كبير في هذه التأثيرات - كما أشرت سابقًا ، فإن مدارات الكواكب كلها تقريبًا دائرية ، وفي هذه الحالة تتزامن T و M و E.

الآن لتصحيح المصطلحات. معادلة كبلر لا تعمل مع المواضع ، إنها تعمل مع الزوايا. ولا يستخدم علماء الفلك مصطلح "الزاوية" ، بل يستخدمون المصطلح شذوذ. لا اعرف لماذا. لذا فبدلاً من الموضع الصحيح ، لدينا شذوذ حقيقي، وهو الموضع الحقيقي للكوكب المقاس بالزاوية fT. نتحدث أيضا عن شذوذ غريب الأطوار وهي الزاوية aOE و يعني الشذوذ وهي الزاوية aOM. لاحظ أن الشذوذ الحقيقي يقاس من بؤرة المدار (ربما الشمس) ويتم قياس الزاويتين الأخريين من المركز. سأستمر في الإشارة إليها على أنها T و E و M ، على الرغم من أنني أعني حقًا الزوايا التالية: AFT و aOE و aOM.

مثال قد يساعد في توضيح هذه المفاهيم. لنفترض أن الفترة المدارية لكوكب ما هي 80 يومًا وهي الآن 10 أيام منذ الحضيض الأخير. قد تعتقد أنه أكمل 10/80 أو 1/8 من مداره (أي 360/8 = 45 درجة). متوسط ​​الانحراف هو بالفعل 45 درجة. ومع ذلك ، تتحرك الكواكب بشكل أسرع عندما تقترب من الحضيض الشمسي ، لذا فقد تحركت بالفعل أبعد من 45 درجة في هذه الأيام العشرة ، وبالتالي فإن الشذوذ غريب الأطوار أكبر من 45 درجة. سأحسب الشذوذ غريب الأطوار لهذا المثال أدناه ، بعد وصف معادلة كبلر.

بمجرد أن نحصل على الشذوذ غريب الأطوار ، يمكننا الحصول على الشذوذ الحقيقي (الزاوية) باستخدام بعض الأقواس وما إلى ذلك. ومع ذلك ، إذا كنا مهتمين فقط بما أسميته الموضع الحقيقي (الموقع) ، فمن السهل حسابه من الانحراف اللامركزي. نحن لدينا:

هناك طريقة ذكية لتذكر هذه المعادلات. ضع دائرة نصف قطرها أ وأخرى بنصف قطر ب على القطع الناقص:

من المفترض أن يساعدك ذلك في معرفة من أين تأتي x = a & sdot cos (E) و y = b & sdot sin (E).

ما تبقى هو إظهار كيفية الحصول على الشذوذ غريب الأطوار من الشذوذ المتوسط. يتم ذلك باستخدام معادلة كبلر:

هنا ، M و E بالتقدير الدائري. على الفور اصطدمنا بالغرابة. من السهل استخدام معادلة كبلر لإيجاد M بدلالة E. لكننا بحاجة للذهاب في الاتجاه الآخر. نحتاج إلى إيجاد E في حالة M. وقد اتضح أنه لا يمكنك حل معادلة كبلر لـ E جبريًا ، على الرغم من أن الرياضيات قد اشتقت حلولًا بناءً على بعض التوسعات المروعة لسلسلة تايلور. الطريقة الأبسط هي حل المعادلة عدديًا باستخدام التكرار. أي أنك قمت بتعيين E = M ، ثم قم بتحديث E = M + e & sdot sin (E) بشكل متكرر حتى يتوقف E عن التغيير إلى أي عدد من المنازل العشرية التي تحتاجها. يمكنك القيام بذلك بسهولة على الآلة الحاسبة.

دعنا نطبق هذا على المثال الذي بدأته أعلاه. إذا افترضنا أن e = 0.1 وشذوذ متوسط ​​قدره 0.785 راديان (أي 45 درجة) ، فبعد ثلاث تكرارات لمعادلة كبلر أحصل على شذوذ غريب الأطوار قدره 0.861 راديان أو 49.3 درجة. لقد تحرك الكوكب أبعد من متوسط ​​الشذوذ لأنه يتحرك بشكل أسرع عندما يقترب من الحضيض الشمسي.

هامش: كما أفهمها ، عادةً ما تتصرف الحلول التكرارية لمعادلة كبلر إذا كانت e صغيرة ، ولكن إذا كانت e قريبة من مشكلة عددية واحدة تظهر أحيانًا (على سبيل المثال ، سيتقارب الحل ببطء ، أو لن يتقارب على الإطلاق). اعتبر نفسك حذرًا.

هامش: أحيانًا ترى شكلًا مختلفًا من معادلة كبلر يستخدم M و E بالدرجات: M = E & ناقص (180 / & pi) e & sdot sin (E). يبدو أننا نحول الانحراف اللامركزي إلى راديان ، وهو ما يجب أن يجعلك مرتبكًا لأن الانحراف اللامركزي لا أبعاد له. ها هي القصة: اضرب جانبي M = E & ناقص e & sdot sin (E) ب (180 / & pi) لتحصل على: (180 / & pi) M = (180 / & pi) E & ناقص (180 / & pi) e & sdot sin ( ه). ومع ذلك ، (180 / & pi) M يتم التعبير عنها فقط بالدرجات و (180 / & pi) E يتم التعبير عنها فقط بالدرجات. لذلك عندما نكتب E و M بالدرجات ، يتلاشى الثابت الرئيسي بهذه الشروط ويتبقى لنا M = E & ناقص (180 / & pi) e & sdot sin (E). المعادلة الجديدة ليست خاطئة ، إنها مجرد تدوين سيء. يجب على علماء الفلك استخدام رموز مختلفة هنا.

هامش: يتم تلخيص ملاحظات كبلر على أنها قوانين كبلر الثلاثة لحركة الكواكب. في شكل مبسط: 1) المدارات بيضاوية الشكل ، 2) الحركة غير منتظمة ، 3) الفترة المدارية تزداد مع حجم المدار. معادلة كبلر ليست واحدة من قوانين كبلر ، ولكن يمكن اشتقاقها منها.

تسمح لنا الحالات الشاذة المختلفة بحساب موقع كوكب في مداره. ومع ذلك ، فإننا غالبًا ما نهتم بوصف مدارات العديد من الأشياء في وقت واحد. على سبيل المثال ، يحتوي النظام الشمسي على ثمانية كواكب والكثير غير ذلك إلى جانب ذلك ، وقد نرغب في مقارنة مواقعها النسبية أو رسمها جميعًا في شكل واحد. في النهاية سنختار نظام إحداثيات "رئيسي" خاص ونعبر عن جميع البيانات الموجودة فيه. أولاً ، ومع ذلك ، نحتاج إلى فهم كيفية تحديد اتجاه المدار ، وكيفية اتخاذ موقف يتم التعبير عنه في نظام إحداثي واحد وتحويله إلى نظام آخر.

التعقيد # 3 - اتجاه المدار

نحتاج إلى معلمتين لتحديد اتجاه المدار: 1) اتجاه محوره الرئيسي و 2) ميل مستوى المدار. أولاً ، ضع في اعتبارك اتجاه المحور الرئيسي. لدينا ما يلي:

كما هو موضح هنا ، لا يكون المحور الرئيسي للمدار موجهًا بالضرورة في اتجاه x. يجب أن نحدد ال يعني خط الطول من المدار ، كما تم قياسه من بعض الاتجاهات المرجعية المختارة. (نقول "متوسط" خط الطول وليس "خط الطول" فقط لأنه ينحرف بمرور الوقت ، كما سيتم وصفه في تعقيد لاحق.) لقد استخدمت الحرف اليوناني & piv للدلالة على هذه الزاوية. ومع ذلك ، يتم إدراج اتجاه المدار بشكل شائع في جداول علم الفلك كمجموع زاويتين أخريين. لا أستطيع أن أشرح ذلك حتى أصف الميل. لدينا ما يلي:

لا يمكن فقط أن يكون المحور الرئيسي لمدار ما في اتجاه عشوائي ، بل يمكن أن يميل مستوى المدار بالنسبة إلى مستوى آخر. نحدد هذا باستخدام زاوية الميل عادةً ما يُشار إليها باستخدام الحرف اليوناني & alpha. نحدد مستويًا مرجعيًا بميل صفري ، وبالتالي يتم تحديد زاوية ميل مدار الاهتمام فيما يتعلق بذلك المرجع. في نظامنا الشمسي ، يُطلق على المستوى المرجعي اسم مسير الشمس (أو طائرة مسير الشمس) ويمر عبر مركز الشمس. يسمى نظام الإحداثيات المحدد بواسطة مسير الشمس إحداثيات مسير الشمس. إحداثيات المدار المحلي للأرض هي تقريبًا ولكن ليست تمامًا مثل إحداثيات مسير الشمس ، بسبب بعض الغرابة التاريخية التي سنصل إليها في غضون لحظة.

هامش: يمكن أن يكون الميل كبيرًا بالنسبة للمذنبات والأقمار الصناعية الصغيرة الأخرى ، ولكنه ، مثل الانحراف ، يكون صغيرًا بشكل عام بالنسبة للكواكب. عندما تشكل النظام الشمسي ، تكثفت الكواكب كلها من نفس مجموعة النفايات الفضائية التي تدور حول الشمس ، ونتيجة لذلك انتهى الأمر بمداراتها بشكل أو بآخر. ومع ذلك ، فإن متحد المستوى "أكثر أو أقل" ليس متحد المستوى "تمامًا" ، وعادةً ما تتضمن البيانات المدارية المدرجة في جداول فلكية مختلفة ميلًا صغيرًا ولكنه محدود. نحن بحاجة إلى بياناتهم ، لذلك علينا أن نلعب لعبتهم.

هامش: تنطق "e-kliptik."

تتيح لنا معرفة ميل المدار وخط طول المحور الرئيسي تحديد اتجاهه تمامًا. ومع ذلك ، هناك تطور أخير.على الرغم من أنني رسمت محور الميل متزامنًا مع المحور y في الشكل أعلاه ، يمكن عمومًا وضع محور الميل في أي مكان في المدار. نحن بحاجة إلى طريقة لتثبيته.

من الواضح أنه إذا كان للمدار ميل ، فإن القمر الصناعي في ذلك المدار يقضي جزءًا من الوقت فوق مستوى مسير الشمس وجزءًا من الوقت تحته. يُطلق على الموقع في المدار الذي يعبر فيه القمر الصناعي مسار الشمس متحركًا من الأسفل إلى الأعلى عقدة تصاعدية، ويتم قياس زاوية الميل في ذلك الموقع. هذا ليس مجرد اصطلاح إذا كنت تطارد علم المثلثات ، فستجد أن موقع العقدة الصاعدة يؤثر على تحويلات الإحداثيات المختلفة التي نحتاجها لاحقًا.

أخيرًا ، يمكنني الآن وصف اتجاه المحور الرئيسي كما هو محدد عادةً في جداول علم الفلك. هذه صورة:

لا تسرد جداول علم الفلك عادةً خط طول الحضيض الشمسي (أي اتجاه المحور شبه الرئيسي) ، فهي تسرد خط طول العقدة الصاعدة، تقاس عكس اتجاه عقارب الساعة من اتجاه مرجعي. يتم تحديد خط طول الحضيض بالنسبة لخط طول العقدة الصاعدة باستخدام زاوية تسمى حجة الحضيض (أو حجة الحضيض عند وصف مدار محوره الأرض). يُشار إلى خط طول العقدة الصاعدة في العديد من المصادر باستخدام الحرف اليوناني وأوميغا. يُشار إلى حجة الحضيض باستخدام الحرف اليوناني & أوميغا. يتم الإشارة إلى خط طول الحضيض باستخدام الحرف اليوناني & piv. قائمة ومراجع قليلة لمصادر علم الفلك ، ولكن بشكل أكثر شيوعًا يمكنك ببساطة حسابها: & piv = & Omega + & omega. نعم ، هذه فوضى. لا ، هذا ليس خطأي.

هامش: عادةً ما يتم تسمية العقدة الصاعدة في مخططات علم الفلك باستخدام زوج صغير من سماعات الرأس. لا اعرف لماذا.

نحن نعرف الآن كيف نصف اتجاه المدار. كل ما يتبقى هو اختيار نظام إحداثيات رئيسي سنستخدمه عند التعامل مع البيانات من مدارين أو أكثر. الفكرة البسيطة هي استخدام مدار الأرض. كما رأينا ، فإن مدار الأرض مستخدم بالفعل لتحديد الاتحاد الأفريقي ، فلماذا لا تستخدمه لتحديد خط الطول والميل المرجعي؟ قد تعتقد أن علماء الفلك أناس عاقلون وهذا ما فعلوه.

التعقيد # 4 - النقطة الأولى من برج الحمل

يستخدم المستوى المداري للأرض لتحديد مسار الشمس. وهذا يعني أن ميل مدار الأرض هو صفر بحكم التعريف. هذا ليس صحيحًا بالنسبة للكواكب الأخرى ، ويتم تطبيق تحول للتعبير عن موقف الجميع في إحداثيات مسير الشمس عند التفكير في مجموعة من الأشياء التي تدور حول المدار. المزيد عن التحولات قليلا.

اتجاه خط الطول صفر قصة أخرى. كان من الممكن أن يكون الاختيار المعقول هو المحور الإيجابي شبه الرئيسي لمدار الأرض. بدلاً من ذلك ، يتم تحديد خط الطول الصفري بواسطة موقع الأرض في الاعتدال الربيعي.

قد يبدو هذا مضطربًا ، ولكن هناك تفسير. بيانات علم الفلك لها تاريخ طويل ولم يكن لدى علماء الفلك القدماء أي فكرة عن المدارات الإهليلجية والحضيض الشمسي والإنترنت. كل ما يمكنهم فعله هو مراقبة الأشياء على الأرض. وبينما تدور الأرض حول الشمس ، تتغير الأشياء الموجودة على الأرض. والجدير بالذكر أن طول اليوم يتغير. ربما لم يعرف القدماء سبب حدوث ذلك ، لكنهم سجلوه بقلق شديد. في النهاية ، لاحظ شخص ما أن هناك يومين كل عام يتساوى فيهما طول اليوم وطول الليلة المصاحبة (كلاهما بالضبط 12 ساعة ، زيادة أو نقصان). واحد في الربيع (في نصف الكرة الشمالي) أطلقوا عليه اسم الاعتدال الربيعي. لاحظوا مسار الشمس في السماء في الاعتدال ، ثم بعد 12 ساعة (عندما كان الظلام) لاحظوا أن كوكبة الحمل تتحرك على نفس المسار. أصبح التعبير عن بيانات المراقبة المتعلقة بهذا هو القاعدة. وهكذا تم تحديد اتجاه خط الطول السماوي الصفري.

ما أحاول توضيحه هو موقع الأرض في الاعتدال الربيعي بالنسبة إلى عدد قليل من الأبراج (قد لا تكون بعض الأبراج دقيقة). تتحرك الأرض حولها ، لكن مواقع الأبراج ثابتة. المهم هو أنه في تاريخ الاعتدال الربيعي ، فإن الخط المرسوم بين الشمس والأرض يشير إلى كوكبة الحمل ، أو على الأقل فعل ذلك عندما أسس بطليموس القاعدة في القرن الثاني. يغطي برج الحمل رقعة كبيرة جدًا من السماء ، لذا لكي نكون أكثر دقة ، اختار Ptolomy موقعًا معينًا فيه لتحديد الاعتدال ، والذي أسماه أول نقطة من برج الحمل.

هامش: بسبب تذبذب المدار (انظر التعقيد التالي) ، يتغير اتجاه محور خط الطول الصفري بمرور الوقت هذه الأيام في برج الحوت وسيصبح قريبًا في برج الدلو. هذا لا يهم - لا يزال الاتجاه المرجعي يسمى النقطة الأولى من برج الحمل.

هامش: لا برج الحمل (ولا الحوت) هما ما يمكن أن تسميه الأبراج المحددة جيدًا بشكل مذهل ، لذلك لا أجد شخصيًا أيًا من هذا مفيدًا (من المسلم به أن الكوكبة الوحيدة التي يمكنني تحديدها هي Orion).

هامش: كل ​​هذا من أعمال الحمل هو سبب تسمية المحور المرجعي برأس كبش صغير (الرمز الفلكي للحمل) في مخططات علم الفلك.

في نهاية اليوم ، لا يهم الاتجاه الذي نختاره للإشارة طالما أننا نختار واحدًا. تمامًا مثل خط الطول على الأرض ، الذي قرر البريطانيون بشكل تعسفي أنه يجب الرجوع إليه في غرينتش إنجلترا. تحدد First Point of Aries نظامًا لخط الطول حول الشمس ، مع الاعتدال الربيعي المكافئ لخط الطول الصفري. يتم التعبير عن قيم معلمات المدار بالنسبة لهذا.

Interlude - تنسيق التحول

لدينا أخيرًا كل ما نحتاجه لوصف موقع كوكب (أو أي نوع آخر من الأقمار الصناعية) في مداره. إليك ملخص ثلاثي الأبعاد لطيف:

المصدر: Wikipedia.org

لقد سرقت هذا من ويكيبيديا * لذا سترى شيئًا مألوفًا إذا بدأت في البحث هناك للحصول على مزيد من المعلومات. (في الواقع ، لقد سرقت هذا من ويكيبيديا لأنه أنقذني عناء تكوين شخصية أخرى. صخرة ، المشاع الإبداعي!)

* صورة من Lasunncty وتظهر هنا بموجب أحكام Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported License.

ومع ذلك ، فنحن لسنا فقط في هذا بالنسبة للصور الجميلة ، بل نريد حساب الأرقام - على وجه التحديد نحتاج إلى اتخاذ موقف معبر عنه في إحداثيات المدار المحلية (والتي ، بشكل عام ، تميل بالنسبة إلى مسير الشمس وموجهة إلى حد ما خط الطول) والتعبير عن هذا الموقف في إحداثيات مسير الشمس. هذا يتطلب أ تنسيق التحول.

أعتقد أنك توافق على أن المفهوم ليس معقدًا (قم بتحويل النقطة المعبر عنها في هذا نظام الإحداثيات في الموقع المكافئ المعبر عنه بـ الذي - التي نظام الإحداثيات) والمعادلات الناتجة هي مجرد توصيل ، ولكن الاشتقاق عبارة عن فوضى في علم المثلثات. مجرد محاولة رسم صورة أعطتني قطط. لذا ، لا صورة ولا اشتقاق. بدلاً من ذلك ، سأكتب المعادلات فقط. هناك العديد من الأشكال المكافئة لهذه ، سأعطيك النسخة المستخدمة على موقع JPL:

هنا ، & alpha هي الميل ، & Omega هي وسيطة الحضيض و omega هي وسيطة العقدة الصاعدة. الزوج (x '، y') هو موقع في إحداثيات المدار المحلي والمثلث (x ، y ، z) هي إحداثيات مسير الشمس المكافئة.

النبأ السار هو أننا على وشك الانتهاء.

الأخبار السيئة هي نحن تقريبيا منجز.

لم تنته الطبيعة تمامًا مما يجعل الحياة صعبة.

التعقيد # 5 - التبعيات الزمنية

كما لو لم يكن لدينا صداع كافٍ بالفعل ، كل شيء عن المدار - الاتجاه المرجعي ، والمحور الرئيسي ، والانحراف ، والميل ، وما إلى ذلك - التغيرات على مر الزمن. ليس كثيرًا من يوم لآخر ، ولكن بشكل أكبر على مر القرون.

التغيير الأكثر لفتًا للانتباه هو اتجاه المحور الرئيسي ، والذي يُطلق عليه اسم الاستباقية (أو على نحو أكثر دقة ، مداورة apsidalلتمييزه عن مقدمة محور الدوران أو التغييرات في البارامترات المدارية الأخرى). قصة قصيرة طويلة ، على مر العصور ، يميل الكوكب إلى تتبع شيء يشبه جهاز التنفس الصناعي. من المبالغة إلى حد كبير ، يبدو الأمر كذلك:

يحدث هذا بسبب الفيزياء. في الواقع ، هناك بالفعل بعض الفيزياء السيئة إلى حد ما (التفسير الكامل يتطلب النسبية العامة). من الصعب جدًا حل المعادلات التي تصف هذه الفيزياء. على هذا النحو ، فإن الطريقة التي يتعامل بها علماء الفلك مع الحركة الاستباقية هي أكثر ملاءمة للمنحنى. لا يقتصر الأمر على استيفاء الموقع الحالي للقمر الصناعي في مداره ، بل يقومون أيضًا بإقحام التكوين الحالي للمدار في الفضاء. أنها توفر معادلات مناسبة ، تقوم بتوصيل تاريخ الاهتمام ، وإخراج الملوثات العضوية الثابتة من القيم المحرف لجميع معلمات المدار. يمكنك بعد ذلك استخدام قيم المعلمات هذه في حساباتك.

من الواضح ، لكي تنجح هذه الحيلة ، تحتاج إلى التعبير عن تاريخ اهتمامك باستخدام نفس التقويم الذي استخدمه رواد الفضاء لإنشاء معادلات الاستيفاء الخاصة بهم. مما يثير سؤالا غير مريح: أي عام هذا؟ قد تعتقد أنها 2016 ، لكنها 12016 وفقًا لتقويم الهولوسين ، و 1732 في التقويم القبطي ، و 1437 حسب الحساب الإسلامي. يسميها البوذيون 2560 ، ويسميها البيزنطيون 7542 ، والصينيون يسمونها إما 4712 ، أو 4713 ، أو 4652 ، أو 4653. إذا كنت تعتقد أنني سخيف ، فتذكر أن بيانات علم الفلك تعود إلى آلاف السنين. خلال ذلك الوقت ، تغيرت التقويمات عدة مرات.

ما هو التقويم الذي يجب أن نستخدمه؟ قد تعتقد أن علماء الفلك أناس عاقلون ، لذا فقد أنشأوا نظامًا عالميًا سهل الفهم لقياس الوقت.

يتم تحديد التقويم باختيار سنة صفر. يطلق علماء الفلك على عامهم المختار صفرًا العصر، والتي من المفترض أن تسيء إلى أي متحدث باللغة الإنجليزية ينضم إلينا اليوم. في العامية ، "الحقبة" ليست وقتًا بل وقتًا فترة (على سبيل المثال ، عصر الهولوسين ، العصر الطباشيري ، عصر كلينتون). ومع ذلك ، فقد حرم علماء الفلك المصطلح ليعني بداية من فترة زمنية ، وها نحن ذا.

لكن هذا ليس أسوأ ما في الأمر. وأسوأ ما في الأمر هو أن هناك عشرات أو نحو ذلك من الحقبات المختلفة المشار إليها في أدبيات علم الفلك ، وليس أي منها متوافق وكلها مربكة. تستخدم بعض المصادر التاريخ اليولياني ، وهو عدد الأيام منذ الأول من يناير عام 4713 قبل الميلاد (غرينتش ظهرًا ، ولادة). إلا إذا كنت مهتمًا بتاريخ بعد 15 أكتوبر 1582 ، ثم يجب عليك التحويل إلى التقويم الميلادي. على الرغم من عدم استخدام كتالوج Hipparcos ، الذي يستند إلى حقبة من 2.5625 أبريل 1991 ، ويعرف أيضًا باسم J1991.25 أو 8.75 سنوات جوليان قبل 2000 يناير 1.5. ما لم يتم التعبير عن بياناتك بالسنوات Besselian ، وهي عدد السنوات (+ جزء) منذ الأول من كانون الثاني (يناير) 1950. ولأن هذا لم يكن مربكًا بدرجة كافية ، اخترع مختبر الدفع النفاث وقتهم الخاص (Teph) الذي استخدمه علماء الفلك. في المنشورات منذ 1960.

في معظم الأيام ، أنا مندهش من أننا نزلنا من هذه الصخرة.

المشكلة هي أنه لا أحد يرغب في التخلي عن عصره المفضل ، ولا يهم إذا فعل الكثيرون ذلك لأنهم ماتوا منذ زمن طويل ويتم تخزين بياناتهم في أقراص مسمارية. ليست بالضبط تكنولوجيا المعلومات الأكثر قابلية للترقية. ومع ذلك ، تدخلت شرطة الفلك الدولية في النهاية وحددت حقبة قياسية تسمى J2000.0، والذي قد تعتقد بغباء أنه منتصف ليل الأول من يناير 2000 ، لكنه في الواقع ظهر "وقت الأرض" والذي يبدو أنه يعمل حتى 1.5 يناير.

أفضل ما يمكنني فعله هو ترجمة هذه الفوضى إلى كود (على وجه التحديد: جافا سكريبت). أولاً ، نقوم بإنشاء كائنين للتاريخ:

var J2000 = تاريخ جديد (2000،0،1)
var اليوم = تاريخ جديد ()

الاستدعاء الأول لـ Date () ينتقل إلى التاريخ (y ، m ، d) حيث y حرفي ، m مفهرس صفريًا ، و d هو إزاحة موقّعة من الصفر (الصفر هو اليوم الأخير من الشهر السابق). Calling Date () بدون وسيطات ترجع التاريخ الحالي. يمكنك أيضًا تزويد Date () بساعة ومنطقة زمنية (وهي القيمة الافتراضية إلى 0 وأيًا كانت منطقتك الزمنية المحلية ، على التوالي ، إذا حذفتها) والتي أفترض أنه كان ينبغي علي فعلها فعلاً ولكن لأكون صادقًا إذا كان تطبيقك الفلكي يحتاج دقة زمنية أدق من يوم واحد ، فأنت تحتاج حقًا إلى النظر في التفاصيل بنفسك.

على أي حال ، إليك كيفية حساب الوقت المنقضي منذ J2000.0:

var elapsedTime = (today.getTime () - J2000.getTime ())

حركة مرور دالة getTime () الخاصة بجافا سكريبت بالمللي ثانية ، لذلك تقسم الوقت المنقضي وفقًا لذلك للحصول على أي قياس للوقت يتوقعه مصدر علم الفلك الخاص بك. على سبيل المثال ، القسمة على (1000 * 60 * 60 * 24 * 365.25 * 100) تمنحك الوقت المنقضي بقرون ، بما في ذلك الجزء الكسري (هذا ما تستخدمه الجداول المنشورة بواسطة JPL). المهم هو أن الوقت المنقضي يتم التعبير عنه فيما يتعلق بالعصر المناسب ، والذي هنا (وفي عدد متزايد من موارد علم الفلك) هو J2000.0.

ضع كل شيء معا

أخيرًا ، أخيرًا ، لدينا كل الأدوات التي نحتاجها.

إذا أردنا حساب موقع القمر الصناعي لأي تاريخ - في الماضي أو الحاضر أو ​​المستقبل - بافتراض أنه يمكننا العثور على بيانات علم الفلك المناسبة ، فإن الخطوات تسير على النحو التالي:

1) ابحث عن حقبة البيانات التي تستخدمها (على سبيل المثال ، J2000.0)
2) عبر عن تاريخ اهتمامك (DoI) في وقت الحقبة
3) حساب معلمات المدار (e ، & alpha ، & Omega ، & omega ، & piv ، إلخ) في DoI
4) تحويل DoI إلى وقت منذ الحضيض الأحدث
5) قسّم رقم 4 على (الفترة المدارية / 360) للحصول على متوسط ​​الشذوذ (M)
6) تصحيح M باستخدام معادلة كبلر للحصول على الشذوذ غريب الأطوار (E)
7) استخدم E للحصول على موضع (x '، y') معبرًا عنه في الإحداثيات المحلية
8) تحويل (x '، y') إلى (x، y، z) معبراً عنها بإحداثيات مسير الشمس

تختلف التفاصيل ، لكن هذه الخطوات تصف الفكرة الأساسية. ستستخدم الخطوة 3 المعادلات الملائمة التي يوفرها مصدرك - يمكن أن تختلف هذه في الدقة أو الفترة الزمنية المغطاة أو حتى في شكل الاستيفاء. على سبيل المثال ، تعتمد بيانات JPL التي استخدمتها لبناء JOrrery على متعدد الحدود ذي المصطلحين (أي الخطي) للكواكب الداخلية مع تصحيحات إضافية مطبقة على كوكب المشتري وزحل ونبتون. لقد رأيت مصادر أخرى تستخدم كثير الحدود من الدرجة الخامسة ، وتغطي فترة زمنية مختلفة ويتم التعبير عنها في حقبة مختلفة. ومع ذلك ، فإن النهج العام لا يزال هو نفسه.

بمجرد حصولك على إحداثيات مسير الشمس ، فأنت وحدك. لقد قمت للتو برسمها في الوردية الخاصة بي ، ولكن نوعًا شائعًا من المعالجة اللاحقة هو استخدام إحداثيات مسير الشمس لتحديد مكان ظهور قمر صناعي معين في سماء الليل. يمنحك هذا التقويم الفلكي - وصف للمكان الذي يمكنك العثور فيه على الكواكب وما لا يكون عادةً لغرض مشاهدتها باستخدام التلسكوب. تقدم الحوسبة التقويمية مزيدًا من التعقيدات (يعتمد موقع السماء على موقع الأرض ، على سبيل المثال) والمزيد من المصطلحات الغريبة (الكرة السماوية ، والانحدار الصحيح ، والذروة ، usw. ). سأترك هذه للآخرين لشرحها ، حيث أظن أنني قد أرهقت صبرك حتى وصلت إلى نقطة الانهيار للتو.

في الختام ، سأوجهك إلى بعض موارد علم الفلك التي وجدتها مفيدة.

على الرغم من أنني عادة ما أجد أن أخذ عينات من مجموعة متنوعة من المؤلفين هو أفضل طريقة للتعرف على موضوع ما ، فإن اتباع مثل هذا النهج في أدبيات علم الفلك / ميكانيكا المدار يطرح مشكلة. هذا بسبب التناقضات التي تظهر ، والتي أشرت إلى بعضها بالفعل. يمكن أن تختلف الحقبة والمعادلات وحتى المصطلحات الأساسية المستخدمة لوصف المعلمات المدارية في مصادر مختلفة. سأقدم لك بعض الأدلة في الأدبيات ، لكن يجب أن تكون على دراية باحتمالية حدوث ارتباك.

المصدر الرئيسي الذي استخدمته في إنشاء JOrrery هو موقع JPL (http://space.jpl.nasa.gov/). في ما يلي ملف pdf مفيد حول مواقع الكواكب الحاسوبية باستخدام جداول مختبر الدفع النفاث التي تم تجميعها بواسطة E.M. Standish من مجموعة ديناميكيات النظام الشمسي الخاصة بهم:

يغطي Standish نفس المواد التي أغطيها هنا ، وإن كان يستخدم حوالي مليار كلمة أقل. كما أنه يوفر جداول البيانات الفلكية اللازمة لتغذية المعادلات. هناك مجموعتان من هذه - واحدة تغطي 1800 إلى 2050 بعد الميلاد بدقة أعلى والثانية تغطي 3000 قبل الميلاد إلى 3000 ميلادي بدقة أقل. يتم توفير البيانات لجميع الكواكب التسعة ، أو ربما ينبغي أن أقول جميع الكواكب الثمانية بالإضافة إلى بلوتو.

لإعطائك فكرة عن كيفية تغطية المؤلفين المختلفين لنفس المادة ، إليك ثلاثة أشخاص يقومون بشكل أو بآخر بنفس الشيء مثل Standish:

الجوهر هو نفسه دائمًا: التعبير عن تاريخ الاهتمام بالتقويم الصحيح ، والقيام ببعض الملاءمة ، ثم الانتهاء ببعض تحويلات الإحداثيات. ومع ذلك ، تختلف التفاصيل. العصر ، المعادلات الملائمة ، جدول البيانات - لكل مؤلف طريقة مختلفة نوعًا ما في التعامل مع المشكلة. قد تجد هذا إما منيرًا أو محيرًا.

حل معادلة كبلر هو موضوع في حد ذاته. إليك ملخصًا يمكن قراءته ، بما في ذلك مقدمة موجزة للمعادلة (على الرغم من عدم وجود اشتقاق) ووصف للعديد من مناهج الحل ، بدءًا من التكرار البسيط والانتقال إلى تقنيات أكثر تعقيدًا مثل طريقة نيوتن وسلسلة القوة. يوجد رمز هنا في QBasic (الذي كان النمط في ذلك الوقت) وأيضًا لبرنامج Excel والآلة الحاسبة TI-80:

إذا كنت ترغب في اشتقاق معادلة كبلر ، فإن صفحة ويكيبيديا الخاصة بقانون كبلر ليست سيئة للغاية:

تحتوي ويكيبيديا أيضًا على مجموعة واسعة من المقالات حول ميكانيكا المدار. تتضمن قائمة مختصرة بالصفحات التي وجدتها مفيدة الانحراف الزاوي ، ومباعدة مقلوبة ، وحجة الحضيض ، والحمل (كوكبة) ، والمبادرة المحورية ، والميل المحوري ، ووقت الإحداثيات المركزية ، ونظام الإحداثيات السماوية ، والشذوذ غريب الأطوار ، ومسير الشمس ، ونظام الإحداثيات الكسوف ، والقطع الناقص ، والإهليلجي المدار ، زمن التقويم الفلكي ، الحقبة (علم الفلك) ، نظام الإحداثيات الاستوائية ، الاعتدال ، الاعتدال (الإحداثيات السماوية) ، نقطة الحمل الأولى ، التقويم الغريغوري ، التقويم الجولياني ، يوم جوليان ، السنة جوليان (علم الفلك) ، معادلة كبلر ، خط طول العقدة الصاعدة ، خط طول الحضيض ، يعني الشذوذ ، العناصر المدارية ، ميكانيكا المدارات ، الحضيض والأوج ، النظام الشمسي ، الزمن الأرضي ، والشذوذ الحقيقي. تتميز العديد من هذه الصور ببعض الرسوم المتحركة الرائعة التي تساعد في شرح الموضوع.

أخيرًا ، أفترض أنني يجب أن أوصي بكتاب مدرسي. يبدو أن الكتاب المدرسي القياسي لحسابات ميكانيكا المدار هو Meeus. هنا رابط أمازون:

أنا لا أمتلك هذا الكتاب (أنا عالم أحياء ، ولست عالم فلك) ولدي شعور أنه بدأ في الحصول على وقت طويل في السن ، ولكن تم الاستشهاد به في العديد من المقالات حول ميكانيكا المدار ، لذلك أعتقد أنه شيء من الكلاسيكيات في هذا المجال. YMMV.

وفقًا لإخلاء المسؤولية المعتاد ، ليس لدي أي ارتباط بأي من المؤلفين أو المؤسسات المدرجة في هذه المصادر. أي أخطاء أو أخطاء موجودة هنا (أو في أي مكان آخر) هي أخطائي.


شاهد الفيديو: حقائق مذهلة عن كوكب نبتون (أغسطس 2022).