Mars24 Sunclock — Tid På Mars
Tekniske Notater På Mars Soltid Som Vedtatt Av Mars24 Sunclock
Av Michael Allison OG Robert Schmunk
NASA Goddard Institute for Space Studies
(Oppdatert 2021-03-07)
disse notatene gir EN TEKNISK KORT Om Definisjonene Av Numeriske Avlesninger i mars24.De siterte papirene og ytterligere detaljer kan bli funnet i konferanser, inkludert tidsskriftartikler av allison (1997), Allison And McEwen (2000), og andre.En mindre teknisk redegjørelse for soltid på Mars er gitt i 1998-artikkelen «Telling Time on Mars».Informasjon om de spesifikke kontrollene Og skjermene I Mars24 er gitt i den medfølgende brukerhåndboken.
Mars Soldager og 24-timers Klokkekonvensjon
Etter den langvarige praksisen som Opprinnelig ble vedtatt i 1976 av Viking Landermissions, regnes Den daglige variasjonen Av Mars soltid i form av en 24 Mars-timers klokke, som representerer en 24-delt deling av planetens soldag, sammen med de tradisjonelle seksagesimale underavdelingene på 60 minutter og 60 sekunder. En soldag På Mars har en gjennomsnittlig periode på 24 timer 39 minutter 35.244 sekunder, og blir vanligvis referert til som en » sol » for å skille dette fra den omtrent 3% kortere soldagen på Jorden.Mars siderisk dag, målt med hensyn til de faste stjernene, er 24h 37m 22.663 s, som sammenliknes med 23h 56m 04.0905 S For Jorden.
Mars Solsesonger
den tilsynelatende sesongmessige fremgangen Til Solen På Mars måles vanligvis i form av areosentrisk lengdegrad Ls, som referert til planetens vernalequinox (oppstigende knutepunkt for den tilsynelatende sesongmessige bevegelsen Til Solen på planetens ekvator). Som definert, Ls = 0°, 90°, 180°, and270° indikerer Henholdsvis mars nordlige halvkule vernal equinox, sommersolverv, høstalequinox og vinter solstice.
når Det Gjelder Ls, er den sesongvariable, planet-senteretsolære deklinasjonen d likarcsin, hvor skråningen er helling av planetens spinnakse med hensyntil planet av sin bane. For en nøyaktig redegjørelse for solbelysningen i forhold tilplanet av en lokalt flat overflate, kan soldeklinasjonen korrigeres for den lille forskjellen som passer til det såkalte planetografiske målet for breddegrad på en oblatesphere, som Det er I Mars24 sunclock.
Som et resultat Av mars ‘ baneeksentrisitet, går Ls noe ujevnt med tiden, men kan effektivt evalueres som en trigonometrisk kraftserie for baneeksentrisiteten og banemiddelanomali målt med hensyn til perihelium. Den areosentriske lengdegraden ved perihelion, Ls, p = 251°000 + 0°.0064891×(år – 2000), indikerer anear justering av planetens nærmeste tilnærming Til Solen i sin bane med vintersolvervssesongen, som relatert til sporadisk utbrudd av globale støvstormer i forkant av denne sesongen.
Mars Omløpsperioder
perioden for gjentakelsen av det planetsentrerte målet for Gjennomsnittlig Sollengdegrad er referert til som det tropiske året. (Denne perioden er knyttet til hastigheten på forhånd av»Fiktive Mener Solen,» som omtalt nedenfor.) Mars tropiske år er 686.9725 dag eller 668.5921 sol. Til sammenligning Er Mars siderisk år, målt med respekttil de faste stjernene, 668.5991 sol. Forskjellen mellom disse verdiene kommer frapresesjon av planetens spinnakse.det gjennomsnittlige intervallet mellom repetisjonen av planetens perihelionpassasje, oranomalistisk år, er 668.6147 sol, og tilsvarer hastigheten på fremgangen til planetens orbitale gjennomsnittlige anomali. Den gjennomsnittlige repetisjonsperioden for en bestemt solsesong varierer medls. De gjennomsnittlige repetisjonsintervallene for vårjevndøgn, sommersolverv, høstjevndøgn og vintersolverv på Mars er 668.5906 sol,668.5879 sol, 668.5940 sol og 668.5957 sol, henholdsvis, og gjennomsnittet av disse er bare tropiskår.
Gjennomsnittlig Og Sann Soltid
også som et resultat av en planets baneeksentrisitet, så vel som dens skråhet, er det et sesongvariabelt avvik mellom det jevne fremskrittet av en kunstig definert Midtsolartid og Av Den Sanne Soltiden som tilsvarer Den faktiske planet-sentrerte posisjonenav Solen på himmelen. Etter den konvensjonelle bruken av terrestrisk tidtaking, Har Meansoltid på Mars blitt definert med henvisning til Den såkalte Høyrestigningen av den kunstige Middelsolen (FMS). SOM definert er FMS vinkelen mellom planetens vernal equinox, målt langs ekvatorens plan, og en kunstig definert «dynamisk middelsol» som går frem med en hastighet som tilsvarer planetens soltropiske år (dvs.mars FMS går frem med en hastighet på 360°/686.9725 dag eller 0.5240384°/dag).Dens numeriske verdi (til innenfor et vilkårlig flertall på 360°) er bare summen av denorbitale gjennomsnittlige anomali, M Og den areocentriske lengdegraden ved perihelion, Ls, p. FMSat Mars ble evaluert Av Allison Og McEwen (2000) (heretter «AM2000») som et middeltilpasse til en nøyaktig beregning av den areocentriske lengdegraden over 134 mars-baner (for årene 1874-2127), justert i sin vinkelplassering med (~0°.0046) solar avvik. Denne evalueringen ble vedtatt Av Mars Exploration Roverproject for sin definisjon Av Mars Mean Solar Time (jfr. Roncoli et al., 2002).forskjellen Mellom Sann Soltid (Tst) Og Gjennomsnittlig Soltid (Mst),tilsvarende i det tilsvarende vinkelmål til forskjellen mellom rettighetenascensions AV FMS og den sanne Solen, refereres Til Som Tidsligningen(Eot). For Jorden varierer EOT mellom -14,2 min og +16,3 min. Mars, med sinmer enn fem ganger større baneeksentrisitet, har EN EOT som varierer mellom -51,1 min og +39,9 min. Den parametriske plottet TIL EOT vs solens deklinasjon kallessolar analemma. For Jorden tar dette form av afigure-8 mønster, som ofte er merket på solur og glober(for sistnevnte typisk i det tomme rommet I Sørstillehavet). For Mars antar analemma formen av araindrop ormis-shapen pære.
Lokale Og» Zonale » Tider
definisjonen Av mars prime meridian har blitt bedre raffinert som observasjoner avplanet har tillatt forbedring. En liten sirkulær albedo-formasjon observert på 1830-tallet av astronomer som forsøkte å måle planetens rotasjon ble brukt i 1877 for å betegne mars ‘ prime-meridian på 0°. Stedet ble senere kalt Sinus Meridiani («Meridian Bay»).
Etter observasjoner Av Mars Av Mariner 9, ble et halv kilometer bredt krater innenfor Sinus Meridianiwas brukt til å betegne lengdegrad 0° (De Vaucoulers et al., 1973).Et krater i krateret ble senere utpektairy-0, til minne Om Den Britiske astronomen George Biddel Airy, som bygde teleskopet På Greenwich whoselocation kom til å bli definert nullmeridianen på Jorden.
Nyere forsøk på å begrense usikkerheten inMars lander steder bave foreslo en ytterligere forbedring av nullmeridianen definisjonen towithin 6 meter basert på lander steder, og spesielt at lengdegrad 0° definedas akkurat som 47.95137° øst For Viking Lander 1(Kuchynka et al ., 2014).mars24-applikasjonen refererer til gjennomsnittlig soltid ved mars nullmeridian som «Luftig Mean Time» (AMT), i analogi Med Jordens «Greenwich Mean Time» (GMT), selv om sistnevnte begrep har blitt erstattet av den mer nøyaktige koordinerte Universelle Tiden(UTC) i internasjonale tidtakingstjenester.FOR Et gitt sted på Mars kan Lokal Sann Soltid (LTST) og Lokal Gjennomsnittlig Soltid(Lmst) enkelt bestemmes fra TST og MST ved nullmeridianen ved å legge til et antallmarstimer som tilsvarer stedets østlig lengde dividert med 15. Dermed vil et sted på 45°Wwould ha EN LTST som er nøyaktig tre Mars timer bak den sanne soltiden ved 0°.på midten av 1800-tallet ble bruken av lokalt målt og definert tid på Jorden gradvis supplert ved bruk av tidssoner for å lette standardiseringen av jernbaneplaner og i mindre grad å registrere vitenskapelige observasjoner. Denne prosessen kulminerte i 1884i en internasjonal konferanse som skapte det globale systemet av tidssoner og spesifiserte Greenwich-lengden som nullmeridianen. Hver sone er omtrent 15° bred, den eksakte bredden og formen er underlagt politiske grenser og betydelige geografiske trekk. Innenfor hver,sone klokker er referert til samme time.
Mars24 inkluderer muligheten til å vise lokal tid på et valgt sted i form ofsimilarly konstruert «martian tidssoner». Vi har definert disse sonene til å være nøyaktig15° bred og sentrert på påfølgende 15° multipler av lengdegrad, ved 0°, 15°,30° etc. Bortsett fra bruken av begrepet «Luftig Mean Time», har vi ikke forsøkt å navngi disse sonene, som For eksempel «Olympus Standard Time», men identifiserer deres avlesning med asuffix som indikerer tidssoneforskyvningen. Således, For Olympus Mons, timezoneidentifier er «AMT-9», eller ni Mars timer bak Luftig Gjennomsnittlig Tid.
Mars Sol Date (MSD)
Tallrike månedskalendere har blitt foreslått For Mars, i vitenskapelig litteratur, populærfiksjon og andre steder. På samme måte ordninger for å telle Mars år fra en elleren annen epoke har dukket opp i den vitenskapelige litteraturen, i varierende grad avgodkjenning. Mars24-applikasjonen bruker ennå ikke noen av disse kalendere orenumerations.
Vi har imidlertid inkludert I Mars24 viser «Mars Sol Date» (MSD), som definert AV AM2000. Dette representerer en sekvensiell telling Av Marssolare dager som har gått siden 1873 desember 29 på Ca Greenwich middag (Julian Dato 2405522.0).Denne epoken var før Den store 1877 periheliske opposisjonen Til Mars og går foran nesten alledetaljerte observasjoner av tidsmessige endringer på planeten. Det tilsvarer En MarsLs av 277°, omtrent samme planetocentriske sollengdegrad som For Jorden på samme dato. MSD 44796.0 er omtrent sammenfallende med 2000 Januar6.0, ved en nær-tilfeldighet av nullmeridian midnatts på de to planetene og en gjentagelse avmars Ls = 277°. Perioden 44796 sols representerer også en nearcommensurability av 126 Julian år og 67 Mars tropiske omdreininger. I prinsippet Kan Msdkunne brukes som en sammenhengende soldatreferanse for En rekke Mars-oppdrag og observasjoner.
Mars24 Nøyaktighet
Mars24 bruker kort-serien representasjon av de syv største kort periode planetaryperturbations Av mars banelengdegrad spesifisert AV AM2000, som tilpasset Fra Simon et al.(1994). Detaljerte sammenligninger med en nøyaktig ephemeris tyder på at den maksimale feilen iberegnet Ls ved den vedtatte algoritmen er 0°.008 over ±100 årav J2000. I henhold til den implisitte avhengigheten av den beregnede EOT på theLs, kan den resulterende Sanne Soltiden estimeres å være feil ved asmuc som 3 sek. feilen i den nåværende kodede konverteringen MELLOM TT og UTC er i seg selv inerror i noen perioder i post-1975-tiden med så mye som 3 sek.
selvfølgelig kan beregningen av lokal (sann eller gjennomsnittlig) soltid ikke være mer nøyaktig enn den langsgående plasseringen av det lokale interessepunktet. Spådde soltider for agiven lander plassering kan derfor må revideres som forbedret kunnskap om sine locationsbecomes tilgjengelig. Selv om relativt nøyaktige koordinater av landingsfartøyer etter 2000 ble oppnådd raskt etter landingen, ble tvister om de nøyaktige plasseringene Til De To Viking Landingsfartøyene Fortsatt En stund og ble ikke avgjort før landingsfartøyene ble oppdaget tiår senere.
selv om tiden på dagen kan beregnes ut fra kunnskap om lengdegrad, krever estimater av tider for lokal soloppgang og solnedgang, samt Tider Med Jordstigning og Jordnedgang, også planetografisk breddegrad. Likevel kan resultatene være feil på grunn av lokal topografi ogatmosfærisk brytning. Sammenligning med kjente tider for et begrenset antall sol-og Jordstigninger og sett hendelser på mars lander steder tyder på at fraværende topografiske og atmosfæriske effekter, er feil ved beregning av disse tider mindre enn 30 sekunder.
Lander Mission Times
Hvert mars lander mission project har vedtatt en annen referanse for sin solar timekeepingand mission clock. Oppdragsdatoer er ofte gitt som en telling av sols siden datoen da den spesielle landeren rørte ned på Mars-overflaten. Avhengig av oppdragskriterier solduring som landing skjedde har blitt vekslet betegnet Som Enten Sol 0 Eller Sol 1. Generallyspeaking, tidtaking begynner Med Sol 0 hvis oppdraget landet sent på dagen og var ikke toperform «meningsfulle oppdrag operasjoner» til neste sol.et mer komplekst spørsmål har vært hvordan man definerer epoken da den første sol startet.Igjen har dette variert, basert på ENTEN DET (planlagte) landingsstedet LTST ELLER lmst midnightimediately før landingen, eller på noen spesifisert forskyvning fra den før midnatt. Men nomatter hvordan denne første epoken for oppdragsklokken er definert, har alle, men en av landerclocks, da «krysset» med gjennomsnittlig Mars-Tid.
Merk: For de tidligere landingsoppdrag — De To Viking Landers samt For MarsPathfinder — avvik mellom oppdrag klokke spesifikasjoner Og Mars24 forsøk tomatch oppdragsdata timetags er et resultat av forbedret kunnskap Om Mars spin pole samt oppdateringer Til martian kartografi, både som følge av data samlet inn av disse oppdragene samt fra fotografering samlet inn av orbiter oppdrag som Viking Orbiters og Mars GlobalSurveyor.
Viking Landers (VL1, VL2) :Den «lokale lander tid» for twoViking Landermissions hver begynte Med Sol 0, starter fra midnatt LTST på respektive landerlocation umiddelbart før touchdown, men fremme på frekvensen av gjennomsnittlig soltid. Lokasjonene som ble brukt til å bestemme LTST midnatt var tilsynelatende landingskoordinatene som ble valgt i perioden mellom Da Viking Orbiters nådde Mars og Da Landingsfartøyene ble senere distribuert, dvs. lengdegraden som ble brukt TIL VL1-tidsberegninger var 312,5°E og forVL2 var 134,14°E. Mars24 beregner imidlertid oppdragstider for de to landerne basert påeksplisitte utc-epoker for Hver Viking Lander Sol 0 som ble hentet fra lander meteorologydata tape dokumentasjon arkivert Med National Space Science Data Center.
Mars Pathfinder (MPF):Oppdragsplanleggingsdokumentasjon for theMars Pathfinderlander og Dens Sojourner rover diskuterte ikke bare betydningen AV LTST og LMST, men også en «hybrid soltid», i hovedsak en noe kompleks offsetversjon AV LMST som ville vært periodisk justert for å begrense forskjellen MELLOM LTST OG offset LMST til mindre enn5 min (Vaughan, 1995). Imidlertid synes tidstagger for» mars local solar time » inkludert i materialet Som Pathfinder-oppdragets nettsted (f. eks. thetrajectory data webside) alle å ha brukt BARE ET LTST-skjema i stedet for hybridsystemet. Mars24 visning AV MPF oppdrag tid bruker LTST tidtaking og er ment å matchthese postet timetags.Mars Exploration Rovers (Mer-A, MER-B):» hybrid local solar time » vedtatt for twoMars Exploration Rover Projectrovers var basert på en forskyvning FRA landingsstedet LMST som beskrevet Av Roncoli et al. (2002), ogkalt der «Mer Kontinuerlig Tidsalgoritme». Hensikten med disse forskyvningene var atomtrent midten av HVER av DE mer-A og-B nominelle oppdragene (dvs.på den 45. soletter landing), bør lander oppdragstid justere MED LTST til innen 30 sekunder. For Mer-ASpirit var forskjellen mellom lander mission time og LMST mer enn 41 minutter;mens FOR MER-B Opportunity var forskjellen mer enn 37 minutter. Som Med Pathfinder,Sol 1 for HVER mer lander betegnet solar dag som lander rørt ned. Selv om de planlagte landingslengdene er basert, beregnes klokketidene for begge rovers I Mars24 Ved hjelp av eksplisitte UTC-epoker.
Mars Phoenix (PHX): Mars Phoenixmission gikk tilbake til Å bruke Sol 0 for å indikere solens dag som landeren rørte ned.Oppdragsplanleggere angav opprinnelig en oppdragsklokke basert PÅ LMST ved en planlagt landingsside på 233.35°E. det var imidlertid en sen beslutning om å skifte landingen om 0.9°østover, mens man beholdt en oppdragsklokke basert på forrige plassering. Denne beslutningen ville haresultert i en oppdragsklokke forskjøvet FRA LMST med om lag to og et halvt minutt,Men Som det viste seg, Landet Phoenix 5 km utenfor målet, ved 234.248°E. sluttresultatet var at oppdragstidog landingssted LMST varierte med om lag tre og et halvt minutt.
Mars Vitenskapslaboratorium (MSL):Mars Science Laboratory-prosjektet definerte også sol 0 som soldagen som roveren ville røre ned. Under planlegging, oppdragskontrollørerspesifiserte en oppdragsklokke som begynte ved midnatt LMST for et landingssted på 137.42°E. Landingsstedet ble senere litt endret og kurskorrigeringer ble gjort mens MSL var i flightto Mars. Da roveren, Nysgjerrighet, landet litt «lang» av de endelige målkoordinatene, viste landingsstedet seg å være på 137.442°E. Etter Eksempel På Phoenix, det was ingen re-definisjon AV MSL oppdrag klokke for å matche de faktiske landingskoordinater, og så adifference av et par sekunder mellom LMST på landingsstedet og oppdrag klokke resulterte.InSight (NSYT): Mars InSight-prosjektet definerte Sol 0 som soldag hvor landeren ville røre Ned, Som skjedde November. 26, 2018. Under planleggingen ble en misjonsklokke definert som å starte ved midnatt LMST for et landingssted på 135.97°E. Landing skjedde faktisk ved 135.62°E, noe som betyr at oppdragsklokken er omtrent 85 sekunders foran landingenes LMST.Mars 2020 Perseverance (M20):Mars 2020 Perseverance-prosjektet spesifiserte sol 0 som soldagen som roveren ville røre ned, som skjedde Februar. 18, 2021. Under planlegging spesifiserte oppdragskontrollere en oppdragsklokke som begynte ved midnatt LMST for en landingsside på 77.43°E.