Mars24 Sunclock — tid på Mars
tekniska anteckningar på Mars soltid som antagits av Mars24 Sunclock
av Michael Allison och Robert Schmunk
NASA Goddard Institute for Space Studies
(uppdaterad 2021-03-07)
dessa anteckningar ger en teknisk Kortfattning om definitionerna av numeriska avläsningar i Mars24.De citerade papper och ytterligare detaljer kan hittas ireferenser, inklusive tidskriftsartiklar byAllison (1997), Allison och McEwen (2000) och andra.En mindre teknisk redogörelse för soltid på Mars finns i 1998 års webbplatsartikel”Telling Time on Mars”.Information om de specifika kontrollerna och displayerna i Mars24 finns i accompaniinguser ’ s Guide.
Mars soldagar och 24-timmars Klockkonvention
Efter den långvariga praxis som ursprungligen antogs 1976 av Viking Landermissions, räknas den dagliga variationen av mars soltid i termer av en 24 Mars-timmarsklocka,som representerar en 24-delad uppdelning av planetens soldag, tillsammans med de traditionellasexagesimala underavdelningar på 60 minuter och 60 sekunder. En mars soldag har en genomsnittlig period på 24 timmar 39 minuter 35.244 sekunder och kallas vanligtvis en”sol” för att skilja detta från den ungefär 3% kortare soldagen på jorden.Mars sideriska dag, mätt med avseende på de fasta stjärnorna, är 24h 37m 22.663 s, somjämfört med 23h 56m 04.0905 s för jorden.
Mars Solsäsonger
solens uppenbara säsongsmässiga framsteg på Mars mäts vanligtvis i termer av areocentrisk longitud Ls, som avses planetens vernalequinox (den stigande noden för solens uppenbara säsongsrörelse på planetens ekvator). Som definierat, Ls = 0°, 90°, 180°, och270 kg indikerar Mars norra halvklotet vårdagjämning, sommarsolstånd, höstalequinox respektive vintersolstånd.
När det gäller Ls, den säsongsvariabla, planetcentreradsolar deklination d equalsarcsin, där sned-lutningen av planetens rotationsaxel med respekttill planet för dess omlopp. För en exakt redogörelse för solbelysningen i förhållande tillplanet på en lokalt plan yta kan soldeklinationen korrigeras för den lilla skillnaden som är lämplig för det så kallade planetografiska måttet på latitud på en oblatesfär, som det är i mars24-solklockan.
som ett resultat av Mars orbital excentricitet, ls avancerarnågot ojämnt med tiden, men kan effektivt utvärderas som en trigonometrisk powerseries för orbital excentricitet och orbital medel anomali mätt med avseende på perihelion. Den areocentriska longituden vid perihelion, Ls, p = 251 kg.000 + 0°.0064891(år – 2000), indikerar enär anpassning av planetens närmaste inställning till solen i sin omlopp med sin vintersolståndssäsong, som är relaterad till enstaka början av globala dammstormar inom den här säsongens framsteg.
Mars Omloppsperioder
perioden för upprepningen av det planetcentrerade måttet på Genomsnittlig Sollängd hänvisas till som det tropiska året. (Denna period är kopplad till förskottshastigheten för den”fiktiva Medelsolen”, som diskuteras nedan.) Mars tropiska år är 686.9725 dag eller 668.5921 sol. Som jämförelse, mars sidereal år, mätt med respekttill de fasta stjärnorna, är 668.5991 sol. Skillnaden mellan dessa värden är resultatet avprecession av planetens rotationsaxel.
medelintervallet mellan upprepningen av planetens perihelionpassage, oranomalistiskt år, är 668.6147 sol och motsvarar hastigheten för förskott av planetens orbitala genomsnittliga anomali. Den genomsnittliga repetitionsperioden för en viss solsäsong varierar medls. De genomsnittliga repetitionsintervallen för vårdagjämningen, sommarsolståndet, höstdagjämningen och vintersolståndet på Mars är 668.5906 sol,668.5879 sol, 668.5940 sol respektive 668.5957 sol, och genomsnittet av dessa är bara tropicalyear.
Genomsnittlig och sann soltid
även som ett resultat av en Planets orbitala excentricitet, liksom dess snedhet, finns det säsongsvariabel skillnad mellan det jämna framsteget av en artificiellt definierad Medelsoltid och den sanna soltiden som motsvarar den faktiska planetcentrerade positionen av solen på dess himmel. Efter den konventionella användningen av markbunden tidtagning, Medelsoltid på Mars har definierats med hänvisning till den så kallade Right Ascension of thefictitive Mean Sun (FMS). Som definierat är FMS vinkeln mellan planetens vernal equinox, mätt längs ekvatorns plan, och en artificiellt definierad”dynamisk medelsol” som går framåt i en takt som motsvarar planetens soltropiska år(dvs Mars FMS går framåt med en hastighet av 360 kg/686,9725 dag eller 0,5240384 kg/dag).Dess numeriska värde (till inom en godtycklig multipel av 360 KB) är bara summan av theorbital Genomsnittlig anomali, M och areocentrisk longitud vid perihelion, Ls, s. FMSat Mars utvärderades av Allison och McEwen (2000) (nedan ”AM2000”) som en meanfit till en exakt beräkning av areocentrisk longitud över 134 mars banor(för åren 1874-2127), justerad i sin vinkelplacering av (~0.0046) Sol aberration. Denna utvärdering antogs av Mars Exploration Roverproject för dess definition av mars Mean Solar Time(jfr. Roncoli et al., 2002).
skillnaden mellan den sanna soltiden (TST) och den genomsnittliga soltiden (MST), ekvivalent i motsvarande vinkelmått till skillnaden mellan FMS och den sanna solens rightascensions, kallas tidens ekvation(EOT). För jorden varierar EOT mellan -14,2 min och +16,3 min. Mars, med dessmer än fem gånger större orbital excentricitet, har en EOT som varierar mellan -51,1 minand +39,9 min. Den parametriska tomten för EOT vs. soldeklinationen kallassolanalemma. För jorden har detta formen av afigure-8-mönster, som ofta markeras på solur och jordklot (för den senare vanligtvis i det tomma utrymmet i SouthPacific). För Mars antar analemma formen av araindrop ormis-shapen päron.
lokala och ”Zonala” tider
definitionen av mars prime meridian har blivit bättre förfinad eftersom observationer av theplanet har möjliggjort dess förbättring. En liten cirkulär albedo-funktion som observerades på 1830-talet avastronomer som försökte mäta planetens rotation användes 1877 för att beteckna Mars ’ Prime meridian på 0 kg. Platsen fick därefter namnet Sinus Meridiani (”Meridian Bay”).
Efter observationer av Mars av Mariner 9, en halv kilometer bred krater inom Sinus Meridianiwas används för att beteckna longitud 0 kg (de Vaucoulers et al., 1973).En krater i kratern utsågs senare tillairy-0, till minne av den brittiska astronomen George Biddel Airy, som byggde teleskopet vid Greenwich whoselocation kom att definieras som den främsta meridianen på jorden.
nyare ansträngningar för att begränsa osäkerheten inMars lander platser bave föreslog en ytterligare förfining av den främsta meridianen definitionen towithin 6 meter baserat på lander platser, och specifikt att longituden 0 kg definierasom exakt är 47.95137 kg öster om Viking Lander 1 (Kuchynka et al., 2014).
mars24-applikationen hänvisar till genomsnittlig soltid vid Mars främsta meridian som”luftig medeltid” (AMT), i analogi med jordens ”Greenwich Mean Time” (GMT),även om den senare termen har ersatts av den mer exakta samordnade universella tiden(UTC) i internationella tidtagningstjänster.
För en given plats på Mars bestäms den lokala sanna soltiden (LTST) och den lokala genomsnittliga soltiden(LMST) enkelt från TST och MST vid prime meridianen genom att lägga till ett antalmars timmar lika med platsens östliga longitud dividerat med 15. Således, en plats på 45 GHz Wwould ha en LTST som är exakt tre Mars timmar bakom den sanna soltiden vid 0 kg.
i mitten av 1800-talet var användningen av lokalt uppmätt och definierad tid på jorden gradvisupplanterad genom användning av tidszoner för att underlätta standardisering av järnvägsschemaoch i mindre utsträckning att registrera vetenskapliga observationer. Denna process kulminerade 1884på en internationell konferens som skapade det globala systemet med tidszoner och specificerade Greenwichs längd som den främsta meridianen. Varje zon är ungefär 15 kg bred, exaktbredden och formen är föremål för politiska gränser och betydande geografiska särdrag. Inom varje,zon klockor refereras till samma timme.
Mars24 inkluderar möjligheten att visa lokal tid på en vald plats i termer avpå liknande sätt konstruerade ”martianska tidszoner”. Vi har definierat dessa zoner för att vara exakt15 ml bred och centrerad på successiva 15 ml multiplar longitud, vid 0 kg, 15 kg, 30 kg, etc. Bortsett från användningen av termen ”luftig medeltid” har vi inte försökt namnge dessa zoner, som till exempel ”Olympus Standard Time”, men identifierar deras avläsning med asuffix som indikerar tidszonförskjutningen. Således, för Olympus Mons, tidszoneidentifieraren är” AMT-9″, eller nio Mars timmar bakom luftig medeltid.
Mars Sol Date (MSD)
många månadskalendrar har föreslagits för Mars, i vetenskaplig litteratur,populär fiktion och på andra håll. På samma sätt system för att räkna Mars år från en ellerEn annan epok har dykt upp i den vetenskapliga litteraturen, i varierande grad avgodkännande. Mars24-applikationen använder ännu inte någon av dessa kalendrar ellernumerationer.
Vi har dock inkluderat i mars24 visar ”Mars Sol Date” (MSD),enligt definitionen av AM2000. Detta representerar en sekventiell räkning av Marssolar dagar förflutit sedan 1873 December 29 vid ungefär Greenwich noon (Julian datum 2405522.0).Denna epok var före mars stora periheliska opposition 1877 och föregår nästan alladetaljerade observationer av tidsmässiga förändringar på planeten. Det motsvarar en MarsLs på 277 KB, ungefär samma planetocentriska Sol longitud som för jorden på samma datum. MSD 44796.0 är ungefär sammanfallande med 2000 January6. 0, vid en nära sammanträffande av prime meridian midnights på de två planeterna och en upprepning avmars Ls = 277 kcal. Perioden 44796 sols representerar också en närakommensurabilitet på 126 Julianska år och 67 mars tropiska revolutioner. I princip kan MSD användas som en sammanhängande Sol-date-referens för en mängd olika Mars-uppdrag och observationer.
Mars24 noggrannhet
Mars24 använder kortseriens representation av de sju största kortperiodiska planetaryperturbationerna i mars orbital longitud specificerad av AM2000, anpassad från Simon et al.(1994). Detaljerade jämförelser med en exakt ephemeris tyder på att det maximala felet iberäknat Ls av den antagna algoritmen är 0 kg.008 över 100 år av J2000. Enligt det implicita beroendet av den beräknade EOT på theLs kan den resulterande sanna soltiden uppskattas vara felaktig med så mycket som 3 sek. felet i den för närvarande kodade omvandlingen mellan TT och UTC är själv inerror under vissa perioder i tiden efter 1975 med så mycket som 3 SEK.
naturligtvis kan beräkningen av lokal (sann eller genomsnittlig) soltid inte vara mer exakt än den longitudinella placeringen av den lokala punkten av intresse. Förutspådda soltider för agiven lander-platsen kan därför behöva revideras eftersom förbättrad kunskap om deras platser blir tillgänglig. Även om relativt exakta koordinater för landers efter 2000 erhölls snabbt efter landningen, tvister om de exakta platserna för de två Vikinglandersnafortsatte under en tid och avgjordes inte förrän landers upptäcktes årtionden senare insurface fotografering tagen av senare orbiters.
även om tid på dagen kan beräknas utifrån kunskap om longitud, kräver uppskattningar av tiderna för lokal soluppgång och solnedgång, liksom tider för Earthrise och Earthset, ocksåplanetografisk latitud. Trots detta kan resultaten vara felaktiga på grund av lokal topografi ochatmosfärisk brytning. Jämförelse med kända tider för ett begränsat antal sol och jord riseand ställa händelser på Mars lander platser tyder på att frånvarande topografiska och atmosfäriska effekter, theerror vid beräkning av dessa tider är mindre än 30 sekunder.
Lander Mission Times
varje Mars lander mission project har antagit en annan referens för sin solar timekeepingand mission clock. Uppdragsdatum ges vanligtvis som en räkning av sols sedan det datum då den särskilda landaren berörde på Marsytan. Beroende på uppdragskriterier har den såldaunder vilken landning som inträffade olika betecknats som antingen Sol 0 eller Sol 1. Generellt sett börjar tidtagning med Sol 0 om uppdraget landade sent på dagen och inte kunde utföra ”meningsfulla uppdragsoperationer” fram till nästa sol.
en mer komplex fråga har varit hur man definierar epoken när den ursprungliga sol började.Återigen har detta varierat, baserat på antingen den (planerade) landningsplatsen LTST eller LMST midnightimmediately före landningen, eller på någon specificerad förskjutning från den före midnatt. Men nomatter hur denna första epok för missionsklockan har definierats, alla utom en av landerclocksna har sedan ”kryssat” i takt med genomsnittlig Mars-tid.
Obs: För de tidigare lander uppdrag — de två Viking Landers samt för MarsPathfinder — skillnader mellan uppdrag klockspecifikationer och Mars24s försök tillmatch mission data tidtabeller är resultatet av förbättrad kunskap om Mars spin pole samt som uppdateringar till Martian kartografi, både härrör från data som samlats in av dessa uppdrag samt från fotografering som samlats in av orbiter uppdrag som Viking Orbiters och Mars GlobalSurveyor.
Viking Landers (VL1, VL2):Den ”lokala landartiden” för twoViking Landermissions började var och en med Sol 0, med början från midnatt LTST vid respektive landerlocation omedelbart före touchdown, men framåt med en genomsnittlig soltid. De platser som användes för att bestämma LTST midnatt var uppenbarligen de landningskoordinater som valts under perioden mellan när Viking-Orbitrarna nådde Mars och när Landersna senare utplacerades, dvs. longituden som användes för VL1-tidsberäkningar var 312,5 kub E och forVL2 var 134,14 oz E. Mars24 beräknar dock uppdragstider för de två landarna baserat påexplicita UTC-epoker för varje Viking Landers Sol 0 som erhölls från Lander meteorologidatabanddokumentation arkiverad med National Space Science Data Center.
Mars Pathfinder (MPF):Uppdragsplaneringsdokumentation för theMars Pathfinderlander och dess Sojourner rover diskuterade inte bara betydelsen av LTST och LMST utan också en”hybrid soltid”, i huvudsak en något komplex offsetversion av LMST som skulle ha anpassats periodiskt för att begränsa skillnaden mellan LTST och offset LMST till mindre än 5 min (Vaughan, 1995). Tidtaggar för” Mars local solar time ” som ingår i materialsuch som Pathfinder mission webbplats (t.ex. Mars24-visningen av MPF-uppdragstiden använder LTST-tidtagning och är avsedd att matcha dessa upplagda tidtaggar.
Mars Exploration Rovers(Mer-A, Mer-B):” hybrid lokal soltid ” som antogs för twoMars Exploration Rover Projectrovers baserades på en förskjutning från landningsplatsen LMST som beskrivs av Roncoli et al. (2002), ochkallas där ”mer kontinuerlig Tidsalgoritm”. Avsikten med dessa förskjutningar var att vidungefär mitten av var och en av mer-A och-B nominella uppdrag (dvs. den 45: e solafter landningen) bör lander mission time anpassa sig till LTST inom 30 sekunder. För mer-ASpirit var skillnaden mellan lander mission time och LMST mer än 41 minuter;medan för mer-B Opportunity var skillnaden mer än 37 minuter. Som med Pathfinder betecknade Sol 1 för varje mer-landare soldagen som landaren rörde ner. Även om de är baserade på de planerade landningslängderna beräknas klocktiderna för båda roversna i Mars24 med uttryckliga UTC-epoker.
Mars Phoenix (PHX): Mars Phoenixmission återgick till att använda Sol 0 för att indikera soldagen som landaren rörde ner.Uppdragsplanerare specificerade ursprungligen en uppdragsklocka baserad på LMST vid en planerad landningssida vid 233.35 Audrey E. Det var dock ett sent beslut att flytta landningen cirka 0.9 C. österut, samtidigt som man behöll en uppdragsklocka baserad på den tidigare platsen. Detta beslut skulle haåterfallit i en uppdragsklockförskjutning från LMST med cirka två och en halv minut, men som det visade sig landade Phoenix 5 km utanför målet,vid 234.248 Audrey E. slutresultatet var att mission timeand lander site lmst skilde sig åt med cirka tre och en halv minut.
Mars Science Laboratory (MSL):Mars Science Laboratory-projektet definierade ocksåsol 0 som soldagen då roveren skulle röra ner. Under planeringen specificerade mission controllersspecified en uppdragsklocka som började vid midnatt LMST för en landningsplats vid 137.42 oz E. Thelanding site ändrades senare något och kurskorrigeringar gjordes medan MSL var in-flightto Mars. När roveren, Nyfikenhet, landade något ”Lång” av de slutliga målkoordinaterna,visade sig landningsplatsen vara vid 137.442 kub E. Efter Phoenix-exemplet fanns det ingen omdefiniering av MSL-uppdragsklockan för att matcha de faktiska landningskoordinaterna, och så resulterade en skillnad på flera sekunder mellan LMST vid landningsplatsen och uppdragsklockan.
insikt (NSYT): mars InSight-projektet definierade Sol 0 somsoldag då landaren skulle röra ner, vilket inträffade Nov. 26, 2018. Under planeringen definierades en uppdragsklocka som påbörjades vid midnatt LMST för en landningsplats vid 135.97 Audrey E. landning inträffade faktiskt vid 135.62 DZD E, vilket innebär att uppdragsklockan är cirka 85 sekunder före landarens lmst.
Mars 2020 Perseverance (M20):Mars 2020 Perseverance project specifiedSol 0 som soldagen då roveren skulle röra ner, vilket inträffade Feb. 18, 2021. Under planeringen specificerade mission controllers en missionsklocka som började vid midnatt LMST för en landningssida vid 77,43 sek.
* återgå till Mars24 Help Index
4• * gå till Mars24 Website