Základní efemeridy - Fundamental ephemeris

A základní efemeridy z Sluneční Soustava je Modelka objektů systému v prostoru, se všemi jejich pozicemi a pohyby přesně znázorněnými. Je zamýšlen jako vysoce přesná primární reference pro predikci a pozorování těchto pozic a pohybů a která poskytuje základ pro další zdokonalení modelu. Obecně není zamýšleno pokrýt celou životnost sluneční soustavy; obvykle krátké časové období, možná několik století, je představováno s vysokou přesností. Některé dlouhé efemeridy pokrývají několik tisíciletí se střední přesností.

Jsou publikovány Jet Propulsion Laboratory as Rozvoj Ephemeris. Mezi nejnovější vydání patří DE430, který s vysokou přesností pokrývá planetární a lunární efemeridy od 21. prosince 1549 do 25. ledna 2650 a je určen pro obecné použití v moderních časových obdobích. DE431 byl vytvořen k pokrytí delšího časového období 15. srpna -13200 do 15. března 17191 s mírně menší přesností pro použití s ​​historickými pozorováními a dalekosáhlými předpovídanými pozicemi. DE432 byl vydán jako drobná aktualizace DE430 s vylepšeními Pluto barycentra na podporu Nové obzory mise.[1]

Popis

Sada fyzikálních zákonů a numerických konstant použitých při výpočtu efemeridy musí být konzistentní a přesně specifikovaná. Efemeridy musí být vypočítány striktně v souladu s touto sadou, která představuje nejaktuálnější znalosti všech příslušných fyzikálních sil a účinků. Aktuální základní efemeridy jsou obvykle vydávány s přesnými popisy všech matematických modelů, metodami výpočtu, pozorovacími údaji a přizpůsobením pozorování v době jejich oznámení.[2] V minulosti tomu tak nemusí být, protože základní efemeridy byly poté vypočítány ze sbírky metod odvozených v průběhu desetiletí mnoha výzkumníky.[3]

Nezávislou proměnnou efemeridy je vždy čas. V případě nejaktuálnějších efemerid je to a relativistický čas souřadnic měřítko odpovídá IAU definice TCB.[3] V minulosti, střední sluneční čas (před objevem nejednoty rotace Země ) a efemeridový čas (před implementací relativistické gravitační rovnice ) byly použity. Zbytek efemeridy může sestávat buď z matematických rovnic a počátečních podmínek, které popisují pohyby těles sluneční soustavy, z tabulkových dat vypočítaných z těchto rovnic a podmínek nebo z kondenzovaných matematických reprezentací tabulkových dat.

Základní efemeridy jsou základem, ze kterého se počítají zjevné efemeridy, jevy a orbitální prvky pro astronomické, námořní a geodetické almanachy. Zdánlivé efemeridy dávají polohy a pohyby těles sluneční soustavy, jak je pozorují pozorovatelé z povrchu Země, a jsou užitečné pro astronomy, navigátory a inspektory při plánování pozorování a při snižování získaných dat, ačkoli většina práce posledních dvou byla nahrazen GPS technologie. Fenomény jsou události související například s konfiguracemi těles sluneční soustavy stoupat a soubor časy, fáze, zatmění a zákryty a mají mnoho civilních a vědeckých aplikací. Orbitální prvky jsou popisy pohybu těla v určitém okamžiku, které se používají pro další výpočet polohy těla v krátkém čase, když není požadována vysoká přesnost.

Dějiny

Astronomové dostali za úkol vypočítat přesné efemeridy, původně pro účely námořní navigace, přinejmenším od 18. století. V Anglii, Karel II založil Královská observatoř v roce 1675,[4] který začal vydávat Námořní almanach v roce 1766.[5] Ve Francii Bureau des Longitudes byla založena v roce 1795 k vydání Connaissance des Temps.[6] Rané základní efemeridy těchto publikací pocházely z mnoha různých zdrojů a autorů jako věda o nebeská mechanika dospělý.[7]

Na konci 19. století byly analytické metody obecné poruchy dosáhl pravděpodobných mezí toho, čeho lze dosáhnout ručním výpočtem. Planetární „teorie“ o Newcomb[8][9][10][11][12][13] a Kopec[14][15] tvořil základní efemeridy z Námořní almanach toho času. U Slunce, Merkuru, Venuše a Marsu jsou tabelace Astronomický almanach nadále pocházel z práce Newcomba a Rosse[16] do roku 1983. Ve Francii jsou díla LeVerrier[17][18][19][20][21] a Gaillot[22][23][24] tvořil základní efemeridy Connaissance des Temps.

Od poloviny 20. století byly zahájeny práce numerická integrace z pohybové rovnice na rané výpočetní stroje pro účely výroby základních efemeridů pro Astronomický almanach. Jupiter, Saturn, Uran, Neptun a Pluto vycházeli z práce Eckerta, et al.[25] a Clemence[26] až do roku 1983. Základní efemeridy Měsíce, vždy obtížný problém v nebeské mechanice, zůstaly nedokončenou prací počátkem 80. let. Původně to bylo založeno na práci Browna,[27] s aktualizacemi a opravami od Clemence, et al.[28] a Eckert, et al.[29][30][31]

Počínaje rokem 1984 začala revoluce v metodách výroby základních efemeridů.[32] Od roku 1984 do roku 2002 se základní efemeridy v Astronomický almanach byl Laboratoř tryskového pohonu je DE200 / LE200, plně numericky integrovaný efemerid vhodný pro moderní pozorování polohy a rychlosti Slunce, Měsíce a planet. Od roku 2003 (od února 2012), JPL DE405 / LE405, integrovaný efemerid odkazoval se na Mezinárodní nebeský referenční rámec, byl užíván.[3] Ve Francii Bureau des Longitudes začali používat jejich strojově generovanou semianalytickou teorii VSOP82 v roce 1984,[33] a jejich práce pokračovala založením Institut mécanique céleste et de calcul des éphémérides v roce 1998 a INPOP[34][35] řada numerických efemeridů. DE405 / LE405 byly v roce 2008 nahrazeny DE421 / LE421.[36]

Viz také

Odkazy a poznámky

  1. ^ Folkner (30. dubna 2014). „JPL Memo IOM 392R-14-003“ (PDF).
  2. ^ Viz například Standish (1998). „JPL Planetary and Lunar Ephemerides DE405 / LE405“ (PDF). Archivovány od originál (PDF) dne 2012-02-20.; Fienga; et al. (2010). „INPOP10a“ (PDF).; Pitjeva (2004). „Vysoce přesné efemeridy planet - EPM a stanovení některých astronomických konstant“ (PDF). Archivovány od originál (PDF) dne 2008-10-31.
  3. ^ A b C Standish a Williams (2010). „KAPITOLA 8: Orbitální efemeridy Slunce, Měsíce a planet“ (PDF). Kapitola z dosud nepublikované verze (únor 2012) Vysvětlující dodatek (vidět Zdroje )
  4. ^ „Historie Královské observatoře, Greenwich“. 14. září 2015.
  5. ^ "Historie námořního almanachu".
  6. ^ "Historie IMCCE". Archivovány od originál dne 2012-02-27. Citováno 2012-02-10.
  7. ^ Vidět Vysvětlující dodatek (1961), kap. 7 nebo Vysvětlující dodatek (1992), kap. 13 obsahuje rozsáhlé seznamy zdrojů raných základních efemerid Námořní almanach. (vidět Zdroje )
  8. ^ Newcomb (1898). „Tabulky pohybu Země po její ose a kolem Slunce“. Astronomické práce připravené pro použití amerických efemerid a námořního almanachu. Vládní tiskárna USA, Washington, DC. VI (Část I).
  9. ^ Newcomb (1898). „Tabulky heliocentrického pohybu rtuti“. Astronom. Papíry American Ephem. VI, část II (2): 171. Bibcode:1898USNAO ... 6..171N.
  10. ^ Newcomb (1898). „Tabulky heliocentrického pohybu Venuše“. Astronom. Papíry American Ephem. VI, část III: 271. Bibcode:1898USNAO ... 6..271N.
  11. ^ Newcomb (1898). „Tabulky heliocentrického pohybu Marsu“. Astronom. Papíry American Ephem. VI, část IV (4): 383. Bibcode:1898USNAO ... 6..383N.
  12. ^ Newcomb (1898). „Tabulky heliocentrického pohybu Uranu“. Astronom. Papíry American Ephem. VII: 1. Bibcode:1898USNAO ... 7R ... 1N.
  13. ^ Newcomb (1898). „Tabulky heliocentrického pohybu Neptuna“. Astronom. Papíry American Ephem. VII: 1. Bibcode:1898USNAO ... 7Q ... 1N.
  14. ^ Hill (1898). "Tabulky Jupitera". Astronom. Papíry American Ephem. VII.
  15. ^ Hill (1898). "Saturnovy tabulky". Astronom. Papíry American Ephem. VII.
  16. ^ Ross (1917), Nové prvky Marsu, Astronom. Papíry American Ephem., IX
  17. ^ LeVerrier (1858). „Théorie et Tables du Mouvement Apparent du Soleil“. Annales de l'Observatoire Impérial de Paris (francouzsky). IV.
  18. ^ LeVerrier (1859). „Théorie et Tables du Mouvement de Mercure“. Annales de l'Observatoire Impérial de Paris (francouzsky). PROTI.
  19. ^ LeVerrier (1861). „Théorie et Tables du Mouvement de Vénus“. Annales de l'Observatoire Impérial de Paris, Mémoires (francouzsky). VI.
  20. ^ LeVerrier (1861). „Théorie et Tables du Mouvement de Mars“. Annales de l'Observatoire Impérial de Paris, Mémoires (francouzsky). VI.
  21. ^ LeVerrier vyvinul a publikoval své původní teorie vnějších planet v roce Annales de l'Observatoire de Paris, Mémoires | volume = X- | volume = XIV
  22. ^ Gaillot (1913). „Tables Rectifiées du Mouvement de Jupiter“. Annales de l'Observatoire de Paris, Mémoires (francouzsky). XXXI.
  23. ^ Gaillot (1904). „Tables Rectifiées du Mouvement de Saturne“. Annales de l'Observatoire de Paris, Mémoires (francouzsky). XXIV.
  24. ^ Gaillot (1910). „Tables Nouvelles des Mouvements d'Uranus et de Neptune“. Annales de l'Observatoire de Paris, Mémoires (francouzsky). XXVIII.
  25. ^ Eckert; Brouwer; Clemence (1951), Souřadnice pěti vnějších planet 1953–2060, Astronom. Papíry American Ephem., XII
  26. ^ Clemence (1954), Poruchy pěti vnějších planet čtyřmi vnitřními, Astronom. Papíry American Ephem., XIII
  27. ^ Brown (1919). Tabulky pohybu měsíce. Yale University Press, New Haven, CT.
  28. ^ Clemence, G. M; Porter, J. G; Sadler, D. H (1952). „Aberace v měsíčních efemeridách“. Astronomický deník. 57: 46–47. Bibcode:1952AJ ..... 57 ... 46C. doi:10.1086/106703.
  29. ^ Eckert, W. J; Walker, M. J; Eckert, D (1966). „Transformace lunárních souřadnic a orbitálních parametrů“. Astronomický deník. 71: 314–332. Bibcode:1966AJ ..... 71..314E. doi:10.1086/109923.
  30. ^ Eckert, W. J; Van Flandern, T. C; Wilkins, G. A (1969). „Poznámka k hodnocení zeměpisné šířky Měsíce“. Měsíční oznámení Královské astronomické společnosti. 146 (4): 473–478. Bibcode:1969MNRAS.146..473E. doi:10,1093 / mnras / 146,4,473.
  31. ^ Viz také Nautical Almanac Office, US Naval Observatory; H.M. Nautical Almanac Office, Royal Greenwich Observatory (1954), Vylepšené měsíční efemeridy, Vládní tiskárna USA, Washington, DC.
  32. ^ Vidět Newhall, X. X; Standish, E. M; Williams, J. G (1983). „DE 102 - Numericky integrovaný efemerid měsíce a planet trvajících čtyřicet čtyři století“. Astronomie a astrofyzika. 125 (1): 150. Bibcode:1983A & A ... 125..150N. pro dobrý popis nových metod od jejich počátků.
  33. ^ Bretagnon, P (1982). „Théorie du mouvement de l'ensemble des planètes. Řešení VSOP82“. Astronomie a astrofyzika (francouzsky). 114: 278. Bibcode:1982A & A ... 114..278B.
  34. ^ Fienga; et al. (2006). „INPOP06. Nová numerická planetární efemerida“ (PDF).; Fienga; et al. (2008). „INPOP08, 4-D planetární efemeridy“ (PDF).; Fienga; et al. (2010). „INPOP10a“ (PDF).
  35. ^ INPOP17a planetární efemeridy (PDF). Institut mécanique céleste et de calcul des éphémérides. ISBN  2-910015-79-3.
  36. ^ Folkner, William (30. dubna 2014). „Planetární a měsíční efemeridy JPL“.

Zdroje