Mars24 Sunclock — Tempo em Marte
Notas Técnicas em Marte Tempo Solar tal como Adoptadas pela Mars24 Sunclock
Por Michael Allison e Robert Schmunk
NASA Goddard Institute for Space Studies
(Atualizado 2021-03-07)
Estas notas de fornecer um resumo técnico sobre as definições de numérica, leia-outs em Mars24.Os artigos citados e outros detalhes podem ser encontrados nas referências, incluindo artigos da revista byAllison (1997), Allison e McEwen (2000), e outros.Um relato menos técnico do tempo solar em Marte é fornecido no artigo do site de 1998 “Telling Time on Mars”.No Guia do utilizador que acompanha são fornecidas informações sobre os comandos e ecrãs específicos do Mars24.
Marte Solar Dias e 24 horas de Relógio Convenção
a Seguir a prática de longa data originalmente adotado em 1976 pela Viking Landermissions, a variação diária de Marte solar o tempo é contado em termos de uma recepção 24 de Marte-hora de relógio,o que representa 24-parte a divisão do planeta do dia solar, juntamente com o traditionalsexagesimal subdivisões de 60 minutos e 60 segundos. Um dia solar de Marte tem um período médio de 24 horas 39 minutos e 35.244 segundos, e é habitualmente referido como um” sol”, a fim de distinguir este do dia solar cerca de 3% mais curto na Terra.O dia sideral de Marte, medido em relação às estrelas fixas, é de 24h 37m 22.663 s, comparado com 23h 56m 04.0905 s para a Terra.o avanço sazonal aparente do Sol em Marte é comumente medido em termos de longitude areocêntrica Ls, como referido ao vernalequinox do planeta (o nó ascendente do movimento sazonal aparente do sol no aquecedor do planeta). Tal como definido, Ls = 0°, 90°, 180°, and 270 ° indica o equinócio vernal do hemisfério norte, solstício de Verão, autumnalequinox e solstício de inverno, respectivamente.
em termos de Ls, a variável sazonalmente,a declinação planetária centersolar d equalsarcsin, onde a obliquidade ε é a inclinação do eixo de rotação do planeta em relação ao plano de sua órbita. Para uma conta precisa da iluminação solar em relação ao plano de uma superfície localmente plana, a declinação solar pode ser corrigida para a pequena diferença adequada à chamada medida planetográfica de latitude em uma superfície oblatesfera, como é no sunclock Mars24.como resultado da excentricidade orbital de Marte, ls advancesome o que de forma desigual com o tempo, mas pode ser eficientemente avaliada como uma potência trigonométrica para a excentricidade orbital e a anomalia média orbital medida em relação ao periélio. A longitude areocêntrica no periélio, Ls, p = 251°.000 + 0°.0064891×(yr – 2000), indica um alinhamento anear da aproximação mais próxima do planeta ao sol em sua órbita com sua estação de wintersolstice, como relacionado ao início ocasional de tempestades de poeira globais no avanço desta estação.
períodos de órbita de Marte
o período para a repetição da medida centrada no planeta da longitude Solar média é referido como o ano tropical. (This period is linked to the rate of advance of the “Fictitious Mean Sun”, as discussed below. O ano tropical de Marte é de 686.9725 dia ou 668.5921 sol. Para comparação, o ano sideral de Marte, medido em relação às estrelas fixas, é 668.5991 sol. A diferença entre estes valores resulta darecessão do eixo de rotação do planeta.
O intervalo médio entre a repetição da passagem do periélio do planeta, ano oranomalístico, é 668,6147 sol, e corresponde à taxa de avanço da anomalia média orbital do planeta. O período médio de repetição para uma determinada estação solar varia com o Ls. Os intervalos médios de repetição para o equinócio vernal, o sumersolstício, o equinócio autumnal e o solstício de inverno em Marte são 668.5906 sol, 668.5879 sol,668.5940 sol, e 668.5957 sol, respectivamente, e a média destes é apenas o tropicalyear.
tempo Solar médio e verdadeiro
também como resultado da excentricidade orbital de um planeta, bem como sua obliquidade, há uma discrepância sazonalmente variável entre o avanço de um tempo médio Solar definido artificialmente e do verdadeiro tempo Solar correspondente à posição real do sol centrado no planeta em seu céu. Seguindo o uso convencional da cronometragem terrestre, o tempo médio solar em Marte foi definido em referência à chamada ascensão reta do sol médio (FMS). Como definido, o FMS é o ângulo entre o equinócio externo do planeta, medido ao longo do plano de seu equador, e um”sol médio dinâmico” artificialmente definido, avançando a uma taxa correspondente ao ano solar tropical do planeta(ou seja, o FMS de Marte avança a uma taxa de 360°/686,9725 dia ou 0,5240384°/dia).Seu valor numérico (para dentro de um arbitrário múltiplo de 360°) é apenas a soma de theorbital significa anomalia, M, e o areocentric longitude no periélio,Ls,p. O FMSat Marte foi avaliada por Allison e McEwen (2000) (a seguir designado “AM2000”) como um meanfit para um cálculo preciso da areocentric longitude mais de 134 órbitas de Marte(para os anos de 1874-2127), ajustados em sua colocação angular pelo (~0°.0046) aberração solar. Esta avaliação foi adotada pelo Roverproject de exploração de Marte para sua definição de Marte tempo Solar médio (cf. Roncoli et al., 2002).
a diferença entre o tempo Solar verdadeiro (TST) e o tempo Solar médio (MST),equivalente na medida angular correspondente à diferença entre as direções do FMS e do sol verdadeiro, é referida como a equação do tempo(EOT). Para a terra, o EOT varia entre -14,2 min e + 16,3 min. Marte, com sua excentricidade orbital mais de cinco vezes maior, tem um EOT variando entre -51,1 min e + 39,9 min. O enredo paramétrico do EOT contra a declinação solar é chamado de analema solar. Para a terra, isto toma a forma de um padrão afigure-8, que é frequentemente marcado em solares e globos (para este último tipicamente no espaço vazio do SouthPacific). Para Marte, o analemma assume a forma de pêra Formosa de araindrop ormis.
tempos locais e “zonais”
A definição do Meridiano primo de Marte tornou-se mais refinada, uma vez que as observações do planeta permitiram a sua melhoria. Uma pequena formação de albedo circular observada na década de 1830 pelos astronómicos que tentavam medir a rotação do planeta foi usada em 1877 para designar o meridiano de Marte de 0°. A localização foi posteriormente nomeada Sinus Meridiani (“Baía Meridiana”).após observações de Marte feitas pela Mariner 9, uma cratera de meio quilômetro de largura no Sinus Meridiani foi usada para designar a longitude 0° (de Vaucoulers et al., 1973).Uma cratera dentro da cratera foi mais tarde designatedAiry-0,comemorando o astrônomo Britânico George Biddel Arejado, que construiu o telescópio, em Greenwich whoselocation veio a ser definido o primeiro meridiano da Terra.os esforços mais recentes para limitar a incerteza nas localizações dos lander mods sugerem um maior refinamento da definição do Meridiano prime a 6 metros com base nas localizações dos lander, e especificamente que a longitude 0° seja definida exatamente como 47.95137° a leste dos Lander Viking 1 (Kuchynka et al., 2014).a aplicação Mars24 refere-se ao tempo solar médio no meridiano primo de Marte como”tempo médio aéreo” (AMT), em analogia com o “tempo médio de Greenwich” (GMT) da Terra,embora este último termo tenha sido suplantado pelo Tempo Universal mais exato(UTC) nos serviços internacionais de cronometragem.
para uma dada localização em Marte, o tempo Solar verdadeiro Local (LTST) e o tempo Solar Médio Local(LMST) são facilmente determinados a partir do TST e MST no meridiano primo, adicionando um número de mares horas igual à longitude leste do local dividido por 15. Assim, um local a 45 ° WWO teria um LTST que é exatamente três horas de Marte atrás do verdadeiro tempo solar a 0°.
em meados de 1800, o uso de tempo localmente medido e definido na terra foi gradualmente suplantado pelo uso de fusos horários, a fim de facilitar a padronização de horários ferroviários e, em menor medida, de registro de observações científicas. Este processo culminou em 1884 numa conferência internacional que criou o sistema global de fusos horários e especificou a longitude de Greenwich como meridiano principal. Cada zona tem aproximadamente 15° de largura, a exiguidade e a forma sujeitas a fronteiras políticas e características geográficas significativas. Dentro de cada, os relógios da zona são referenciados à mesma hora.
Mars24 inclui a opção de exibir a hora local em um local selecionado em termos de “fusos horários marcianos”construídos de forma similar. Definimos estas zonas com uma largura exacta de 15° e centradas em múltiplos sucessivos de 15° de longitude, a 0°, 15°, 30°, etc. Além do uso do termo “tempo médio Airy”, nós não temos tentado nametese zonas, como por exemplo “tempo padrão Olympus”, mas identificar sua leitura com asuffix indicando o deslocamento do fuso-horário. Assim, para o caso de Olympus Mons, o timezoneidentifier é “AMT-9”, ou nove horas de Marte atrás do tempo Airy Mean.
Mars Sol Date (MSD)
vários calendários de mês-ano foram propostos para Marte, na literatura científica,ficção popular e em outros lugares. Da mesma forma, esquemas para contar os anos de Marte de uma ou outra época têm aparecido na literatura científica, em vários graus de aprovação. A aplicação Mars24 ainda não emprega nenhum destes calendários orenumeration.
temos, no entanto, incluído no Mars24 exibe a “Mars Sol Date” (MSD),como definido pelo AM2000. Isto representa uma contagem sequencial de dias Marssolares decorridos desde 1873 a 29 de dezembro aproximadamente ao Meio-dia de Greenwich (data juliana 2405522.0).Esta época foi anterior à grande oposição periélica de 1877 de Marte e precede quase todas as observações de mudanças temporais no planeta. Corresponde a um MarsLs de 277°, aproximadamente a mesma longitude solar planetocêntrica que a da terra na mesma data. MSD 44796.0 é aproximadamente coincidente com 2000 Janeiro6. 0, em uma quase coincidência das Midnight do Meridiano prime nos dois planetas e uma repetição de MSA Ls = 277°. O período 44796 sols também representa uma nearcomensurabilidade de 126 anos Julianos e 67 revoluções tropicais de Marte. Em princípio, o MSD pode ser utilizado como uma referência coerente de data-limite para uma variedade de missões e observações em Marte.
Mars24 Accuracy
Mars24 uses the short-series representation of the seven-largest short-period Planetary perturbations of the Mars orbital longitude specified by AM2000, as adapted from Simon et al.(1994). Comparações detalhadas com uma efeméride precisa sugerem que o erro máximo no Ls calculado pelo algoritmo adotado é 0°.008 mais de 100 anos de J2000. De acordo com o implícito dependência dos calculado EOT em theLs, resultante Tempo Solar Verdadeiro pode ser estimado em erro por asmuch 3 seg. O erro no momento codificados de conversão entre o TT e o UTC é em si inerror para alguns períodos do pós-1975 era até um máximo de 3 segundos.
claro, o cálculo de local (verdadeiro ou média) tempo solar não pode ser mais accuratethan longitudinal colocação do ponto de interesse local. Os tempos solares previstos para a localização dos lander agiven podem, por conseguinte, ter de ser revistos, uma vez que se torna necessário um melhor conhecimento das suas localizações. Embora relativamente coordenadas precisas de pós-2000 landers foram obtainedquickly depois de seu desembarque, disputas como a localização precisa dos dois Viking Landerscontinued por algum tempo e não foram liquidados até o landers foram vistos décadas mais tarde insurface fotografia tirada por sondas.embora o tempo do dia possa ser calculado a partir do conhecimento da longitude, as estimativas dos tempos do nascer do sol local e do pôr do sol, bem como os tempos do nascer da terra e do Earthset, também requerem a latitude planetográfica. Mesmo assim,os resultados podem estar em erro devido à topografia local e refração atmosférica. A comparação com os tempos conhecidos por um número limitado de riscos solares e terrestres e eventos definidos nos locais de aterrissagem de Marte sugerem que a ausência de efeitos topográficos e atmosféricos, o erro no cálculo destes tempos é inferior a 30 segundos.
Lander Mission Times
cada projeto Mars lander mission adotou uma referência diferente para seu relógio solar e missão. As datas das missões são comumente dadas como uma contagem de sols desde a data em que o aterrissador particular aterrissou na superfície marciana. Dependendo dos critérios da missão, a soldagem que ocorreu na aterragem foi designada de forma variada como Sol 0 ou Sol 1. Falando genericamente, a cronometragem começa com o Sol 0 se a missão aterrissou no final do dia e foi incapaz de formar “operações de missão significativas” até o próximo sol.
uma questão mais complexa tem sido como definir a época em que o sol inicial começou.Mais uma vez, esta situação tem variado, sendo baseada quer no local de desembarque (planeado) LTST ou LMST a meio da noite imediatamente antes do desembarque, ou em alguma compensação especificada a partir dessa meia-noite anterior. Mas não importa como esta época inicial para o relógio da missão foi definida, todos, exceto um dos “landerclocks”, então “clicked” à taxa do tempo médio de Marte.Nota: Para o anterior lander missões — as duas Sondas Viking, bem como para MarsPathfinder — discrepâncias entre a missão relógio especificações e Mars24 tentativa tomatch dados da missão timetags são o resultado de um melhor conhecimento de Marte spin pole bem como os actualizações para Marciano cartografia, ambos decorrentes a partir de dados coletados por essas missões bem asfrom fotografia recolhida pelo orbiter missões, tais como as Sondas Viking e Marte GlobalSurveyor.Landers Viking (VL1, VL2):O” tempo local de lander ” para as duas primeiras Landermissões começou com o Sol 0, começando a partir da meia-noite LTST no respectivo local de Lander imediatamente antes do touchdown, mas avançando à taxa do tempo solar médio. As localizações utilizadas para determinar a meia-noite do LTST foram aparentemente as coordenadas de aterragem seleccionadas durante o período entre o momento em que os orbitadores Viking chegaram a Marte e o momento em que os Landers foram posteriormente implantados, ou seja, a longitude utilizada para os cálculos do tempo VL1 foi de 312,5°e e o forVL2 de 134,14 ° E. No entanto, Mars24 calcula os tempos de missão para os dois landers com base em epochs UTC explícitos para cada Lander Viking Sol 0 que foram obtidos a partir da documentação lander meteorologydata fita arquivada com o Centro Nacional de dados de Ciência Espacial.
Mars Pathfinder (MPF):Planejamento de missão documentação para theMars Pathfinderlander e sua Peregrino rover discutido não só o significado de LTST e LMST mas também um”híbrido solar do tempo”, essencialmente um pouco complexo deslocamento versão do LMST que teria beenperiodically ajustado para restringir a diferença entre LTST e o deslocamento LMST para menos than5 min (Vaughan, 1995). No entanto, horários para o” tempo solar local de Marte ” incluídos em materiais como o site da missão Pathfinder (por exemplo, a webpage de dados do projeto) todos parecem ter usado apenas um esquema LTST ao invés do hybridsystem. O Mars24 display of MPF mission time usa a cronometragem LTST e destina-se a match these posted timetags.
Mars Exploration Rovers (MER-a, MER-B):the “hybrid local solar time” adopted for the twoMars Exploration Rover Projectrovers was based on an offset from landing site LMST as described by Roncoli et al. (2002), andcalled there the “MER Continuous Time Algorithm”. A intenção dessas compensações era que, aproximadamente no meio de cada uma das Missões nominais MER-A e-B (ou seja, no 45º sol após o desembarque), o tempo da missão lander deveria alinhar-se com a LTST em 30 segundos. Para MER-ASpirit, a diferença entre o tempo de missão da lander e o LMST foi de mais de 41 minutos;enquanto para a MER-B Opportunity a diferença foi de mais de 37 minutos. Como no Pathfinder,Sol 1 para cada lander MER denotou o dia solar em que o lander pousou. Embora baseado nas longitudes de pouso planejadas, os tempos de relógio para ambos os rovers são calculados em Mars24 usando epochs UTC explícitos.a Mars Phoenixmission reverteu para o Sol 0 para indicar o dia solar em que a sonda pousou.Os planejadores da missão originalmente especificaram um relógio da missão baseado em LMST em um landingsite planejado a 233.35 ° E. No entanto, houve uma decisão tardia de mudar a aterrissagem em torno de 0,9 ° para leste, mantendo um relógio da missão com base na localização anterior. Esta decisão teria resultado em um relógio de missão deslocado do LMST por cerca de dois minutos e meio,mas como acabou, Phoenix aterrissou 5 km fora do alvo, a 234.248°E. O resultado final foi que o tempo da missão eo local lander LMST diferiu por cerca de três minutos e meio.
Mars Science Laboratory (MSL):O projecto Mars Science Laboratory também definiu o sol 0 como o dia solar no qual o rover iria aterrar. Durante o planeamento, o controlo de missão detectou um relógio de missão a partir da meia-noite para um local de aterragem a 137,42°E. O local de aterragem foi mais tarde ligeiramente alterado e as correcções de curso foram feitas enquanto a MSL estava em voo para Marte. Como o rover, Curiosity, aterrissou ligeiramente “longo” das coordenadas finais do alvo, o local de aterragem acabou por ser a 137,442°E. Seguindo o exemplo de Phoenix, não houve redefinição do relógio da missão MSL para corresponder as coordenadas reais de pouso, e assim adiference de vários segundos entre LMST no local de pouso e clock da missão resultou.
InSight(NSYT): o projeto Mars InSight definiu Sol 0 como o dia solar no qual a sonda iria pousar, o que ocorreu em Novembro. 26, 2018. Durante o planejamento, um relógio de missão foi definido como começando à meia-noite LMST para um local de pouso a 135,97°E. aterrissagem realmente ocorreu a 135,62°E, o que significa que o relógio da missão está a cerca de 85 segundos do LMST do lander.Mars 2020 Perseverance (M20):The Mars 2020 Perseverance project specifiedSol 0 as the solar day on which the rover would touch down, which occurred Feb. 18, 2021. Durante o planeamento, os controladores de missão especificaram um relógio de missão com início à meia-noite para um landingsite a 77.43 ° E.
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