Транзит Фобоса с Марса

Фобос проходит мимо , Солнца вид с Perseverance марсохода 2 апреля 2022 года.

Транзит Фобоса через Солнце , если смотреть с Марса, происходит, когда Фобос проходит непосредственно между Солнцем и точкой на поверхности Марса, закрывая большую часть солнечного диска для наблюдателя на Марсе. Во время транзита Фобос можно увидеть с Марса как большой черный диск, быстро движущийся по поверхности Солнца. В то же время по марсианской поверхности движется тень ( антумбра ) Фобоса.

Это событие также можно рассматривать как особенно быстрое и неглубокое кольцевое солнечное затмение Фобоса.

Транзит

Видео (01:30/ режим реального времени ): Затмение Солнца Фобосом , , более крупным из двух спутников Марса ( Curiosity марсоход 20 августа 2013 г.).

Луны, Транзит Фобоса от Марса обычно длится всего тридцать секунд или около того из-за очень быстрого орбитального периода составляющего примерно 7,6 часов.

Поскольку орбита Фобоса расположена близко к Марсу и на линии его экватора , транзиты Фобоса происходят где-то на Марсе большую часть дней марсианского года. Наклонение его орбиты составляет 1,08°, поэтому широта его тени, проецируемой на поверхность Марса, демонстрирует сезонные колебания, перемещаясь от 70,4° южной широты до 70,4° северной широты и обратно в течение марсианского года. Фобос находится так близко к Марсу, что его нельзя увидеть ни к югу от 70,4° ю.ш., ни к северу от 70,4° с.ш.; в некоторые дни в году его тень полностью выходит за пределы поверхности и падает к северу или югу от Марса.

В любом географическом месте на поверхности Марса в марсианском году есть два интервала, когда тень Фобоса или Деймоса проходит через его широту. В течение каждого такого интервала наблюдатели в этом географическом месте могут видеть около полудюжины прохождений Фобоса (по сравнению с нулевым или одним прохождением Деймоса ). Транзиты Фобоса происходят марсианской осенью и зимой в соответствующем полушарии; вблизи экватора они происходят во время мартовского и сентябрьского равноденствий , а дальше от экватора они происходят ближе к зимнему солнцестоянию .

Наблюдатели на высоких широтах (но менее 70,4°) увидят заметно меньший угловой диаметр Фобоса, поскольку они находятся значительно дальше от него, чем наблюдатели на экваторе Марса. В результате транзиты Фобоса для таких наблюдателей будут охватывать меньшую часть солнечного диска. Поскольку Фобос вращается так близко к Марсу, его нельзя увидеть к северу от 70,4° с.ш. или к югу от 70,4° ю.ш.; наблюдатели на таких широтах, очевидно, тоже не увидят транзитов.

Марсоход Opportunity Марсоход (MER-B) сфотографировал несколько прохождений Фобоса 7, 10 и 12 марта 2004 года. В подписях, как показано ниже, первый ряд показывает земное время по всемирному координированному времени , а второй ряд показывает марсианское местное солнечное время .

7 марта 2004 г. Транзит – *Возможность*

02:46:23 08:16:41	02:46:33 08:16:51

10 марта 2004 г. Транзит – *Возможность*

07:36:28 11:04:23	07:36:38 11:04:32	07:36:48 11:04:42

12 марта 2004 г. Транзит – *Возможность*

13:40:47 15:42:35	13:40:57 15:42:44	13:41:07 15:42:54	13:41:17 15:43:04

Данные в таблицах ниже сгенерированы с помощью JPL Horizons . Есть небольшое расхождение со временем, указанным для серии изображений выше. Это может быть связано с неточностью данных эфемерид, используемых JPL Horizons; Кроме того, данные JPL Horizons дают местное видимое солнечное время, тогда как время, указанное выше, вероятно, является некоторой формой среднего солнечного времени (и, следовательно, некоторые расхождения могут быть связаны с марсианским эквивалентом уравнения времени ).

Транзиты Фобоса от *Opportunity* марсохода места посадки
Продолжительность Земное время ( UTC )	Продолжительность (Местное солнечное время)	Минимум. отдельно.	Фобос . тишина.	Солнце . тишина.	Солнце все.
предыдущая серия транзитов произошла в конце апреля 2003 г. - начале мая 2003 г.
7 марта 2004 г. (02:46:25 – 02:46:54)	08 18 32 – 08 19 00	671"	779,2 дюйма	1230,7 дюйма	34.6°
8 марта 2004 г. (01:39:58 – 01:40:31)	06 35 36 – 06 36 08	517 дюймов	665,0 дюймов	1229,8 дюйма	8.9°
10 марта 2004 г. (07:36:33 – 07:37:07)	11 06 16 – 11 06 49	114 дюймов	908,4"	1227,6 дюйма	76.3°
11 марта 2004 г. (14:47:15 – 14:47:53)	17 27 19 – 17 27 56	193 дюйма	669,4 дюйма	1226,3 дюйма	8.0°
12 марта 2004 г. (13:41:02 – 13:41:38)	15 44 38 – 15 45 13	64 дюйма	784,5 дюйма	1225,5"	33.7°
13 марта 2004 г. (12:30:00 – 12:30:28)	13 57 16 – 13 57 42	625 дюймов	880,4 дюйма	1224,6 дюйма	60.4°
следующая серия транзитов произошла во второй половине марта 2005 г.

5 марта 2024 г.: НАСА опубликовало изображения прохождения луны Деймос , луны Фобос и планеты Меркурий , снятые марсоходом Perseverance на планете Марс.

Транзиты, наблюдаемые с Марса Perseverance марсоходом

Транзит Деймоса
(19 января 2024 г.)

Транзит Фобоса
(8 февраля 2024 г.)

Транзит Меркурия
(28 октября 2023 г.)

Изображения тени

Если смотреть с орбиты, полутеневая можно увидеть, как тень Фобоса быстро движется по поверхности Марса. Эта тень на поверхности Марса неоднократно фотографировалась Mars Global Surveyor .

Викинг 1

Повторное линейное сканирование посадочного модуля «Викинг-1» обнаруживает тень Фобоса. Коричневатые полосы посередине представляют марсианскую поверхность, видимую над космическим кораблем.

Цвета искажаются, чтобы улучшить видимость тени. Синие и белые горизонтальные полосы соответствуют участкам испытательной таблицы на космическом корабле.

Орбитальный аппарат « Викинг -1» сфотографировал тень Фобоса в нескольких километрах к северу от спускаемого аппарата «Викинг-1» .

В 1970-х годах спускаемый аппарат и орбитальный аппарат «Викинг-1» также сфотографировали тень. Посадочный модуль обнаружил проплывающую над ним полутеневую тень Фобоса. ^[1]Это было обнаружено лишь по небольшому затемнению окружающего света; Камера посадочного модуля «Викинг-1» не запечатлела Солнце. Тени потребовалось около 20 секунд, чтобы пройти над посадочным модулем, двигаясь со скоростью около 2 км/с. была получена фотография тени Одновременно с орбитальным аппаратом « Викинг-1» , что позволило определить положение спускаемого аппарата на снимках орбитального аппарата.

Изображение от 26 августа 1999 г.

Гораздо более подробные изображения тени были получены с появлением в 1997 году аппарата Mars Global Surveyor и его орбитальной камеры высокого разрешения. Одно из таких изображений было сделано 26 августа 1999 года и показывает тень в высоком разрешении. Это изображение было опубликовано в пресс-релизе НАСА от 1 ноября 1999 года. ^[2]

Изучая карты Марса ^[3]мы видим, что тень находится в центре около 10,9° с.ш. и 49,2° з.д.

Мы также можем найти исходные файлы изображений по адресу M04-03241 (красный). ^[4] и М04-03242 (синий), ^[5] часть галереи широкоугольных изображений MOC, регион Lunae Palus, субфаза M04. ^[6] «Время начала изображения» было 03:26:13.01 UTC , «время интегрирования линии» — 80,4800 миллисекунд, а коэффициент «суммирования нисходящего канала» — 4. Поскольку тень центрирована на 6400 пикселей от нижней части исходного 10800- изображения высотой в пиксель (Mars Global Surveyor имел солнечно-синхронную орбиту с юга на север), мы добавляем (6400 × 0,08048 × 4) = 2060,3 секунды = 34 минуты 20,3 секунды, чтобы получить время 04:00:33,3 UTC для центр тени.Ввод значений координат долготы/широты/высоты -310.8,10.9,0 вГоризонты Лаборатории реактивного движения ^[7] мы видим, что предсказанное время середины транзита было 04:00:36 UTC , что полностью соответствует погрешности определения точной долготы и широты центра тени. Это было примерно в 14:41 марсианского местного солнечного времени, а высота Солнца над горизонтом составляла 46,5°. JPL Horizons также показывает, что 26 августа 1999 года расстояние между Землей и Марсом составляло 9,6 световых минут.

Другие изображения

Существует много десятков других изображений тени, но они имеют гораздо меньшее разрешение (в 27/4 раза). Три таких изображения показаны в пресс-релизе НАСА от 1 ноября 1999 года. ^[8]

Временные метки, напечатанные на фотографиях в пресс-релизе НАСА, не соответствуют фактическому времени, когда была получена тень, а скорее представляют собой «время начала изображения» исходного изображения гораздо большего размера по вертикали. Mars Global Surveyor вращается вокруг Марса по солнечно-синхронной полярной орбите с периодом обращения 117,65 минут, перемещаясь от южного полюса к северному полюсу и постоянно направляя свою камеру прямо вниз. В результате получается изображение в виде очень длинной тонкой вертикальной полосы, где пиксели в верхней части изображения отображаются примерно через час после пикселей в нижней части изображения. В принципе, изображение может иметь высоту до 43200 пикселей, но для объединения соседних строк используется «суммирование по нисходящей дорожке». Например, коэффициент суммирования нисходящего канала, равный 27, приводит к объединению каждых 27 строк в одну, в результате чего получается изображение высотой 1600 пикселей. Таким образом, чтобы определить фактическое время изображения тени Фобоса, необходимо найти исходное изображение и измерить, на сколько пикселей от нижней части изображения находится тень, и добавить соответствующее смещение к времени начала изображения.

Например, мы исследуем изображение с меткой времени 1 сентября 1999 г. 20:13:05 (UTC). У нас есть оригинальные изображения M07-00166 (красный) ^[9] и М07-00167 (синий), ^[10] часть галереи изображений глобальной карты MOC, подфаза M07. ^[11] Тень расположена примерно на 14° с.ш. и 236° з.д. ^[12]

В этом случае время начала изображения — 20:13:04.69 UTC , время интегрирования линии — 80,48 миллисекунды, а коэффициент суммирования нисходящего канала — 27. Тень имеет высоту около 8 пикселей с центром в 993 пикселях от нижней части исходных 1600. -изображение высотой в пиксель. Добавляем (993 × 0,08048 × 27) = 2157,75 секунды = 35 минут 57,75 секунды, чтобы получить время 20:49:02,4 UTC для центра тени.

Ввод значений координат долготы/широты/высоты -124,14,0 в JPL Horizons дает ожидаемое время прохождения 20:49, что снова находится в хорошем согласии. 1 сентября 1999 года расстояние между Землей и Марсом составляло 9,9 световых минут.

Другие наблюдения

Транзиты Фобоса в 2019 году были обнаружены как кратковременное падение текущих данных солнечной батареи спускаемого аппарата InSight. ^[13] В то время данные собирались только с интервалом в 30 секунд, поэтому события регистрировались только как единичные провалы от нескольких до нескольких десятков процентов.

Во время прохождения весны 2020 года все приборы на борту InSight записывали данные с полной частотой дискретизации и наблюдался небольшой наклон сверхчувствительного сейсмометра, а также снижение солнечной радиации и падение температуры поверхности на 2 К. Наклон сейсмометра был вызван сжатием земли из-за перепада температуры; везде, кроме тени, тепловой защиты вокруг сейсмометра. ^[14]

См. также

Ссылки

^ «За Марсом» . СП-425 Марсианский пейзаж . НАСА . Проверено 27 января 2009 г.
^ Пресс-релиз НАСА
^ Карта местности. Архивировано 15 декабря 2005 г. на Wayback Machine. Увеличение карты. Архивировано 15 декабря 2005 г. на Wayback Machine.
^ Широкоугольное изображение MOC M04-03241. Архивировано 11 марта 2007 г. в Wayback Machine.
^ Широкоугольное изображение MOC M04-03242. Архивировано 11 марта 2007 г. в Wayback Machine.
^ «Широкоугольные изображения MOC, область Lunae Palus, субфаза M04» . Архивировано из оригинала 26 сентября 2011 г. Проверено 29 мая 2007 г.
^ Страница перемещена
↑ от 1 ноября 1999 Пресс-релиз НАСА г.
^ «Изображение глобальной карты MOC M07-00166» . Архивировано из оригинала 26 сентября 2011 г. Проверено 29 мая 2007 г.
^ «Изображение глобальной карты MOC M07-00167» . Архивировано из оригинала 26 сентября 2011 г. Проверено 29 мая 2007 г.
^ «Изображения глобальной карты MOC, подфаза M07» . Архивировано из оригинала 26 сентября 2011 г. Проверено 29 мая 2007 г.
^ «карта» . Архивировано из оригинала 14 июня 2018 г. Проверено 29 мая 2007 г.
^ Лоренц, Ральф Д.; Леммон, Марк Т.; Маки, Джастин; Банфилд, Дональд; Спига, Эмерик; Хараламбус, Константинос; Барретт, Элизабет; Герман, Дженнифер А.; Уайт, Бретт Т.; Паско, Сэмюэл; Банердт, В. Брюс (2020). «Научные наблюдения с помощью солнечных батарей InSight: пыль, облака и затмения на Марсе» . Наука о Земле и космосе . 7 (5): e2019EA000992. дои : 10.1029/2019EA000992 . ПМЦ 7375148 . ПМИД 32715027 .
^ Сталер, Южная Каролина; Видмер-Шнидриг, Р.; Шольц, младший; Дриэль, М.; Миттельхольц, А.; Херст, К.; Джонсон, CL; Леммон, штат Монтана; Логнонне, П.; Лоренц, Р.Д.; Мюллер, Северная Каролина; Поу, Л.; Спига, А.; Банфилд, Д.; Джейлан, С.; Хараламбус, К.; Клинтон, Дж.; Джардини, Д.; Ниммо, Ф.; Пэннинг, М.; Цурн, В.; Банердт, ВБ (16 октября 2020 г.). «Геофизические наблюдения транзитов Фобоса с помощью InSight» . Письма о геофизических исследованиях . 47 (19). дои : 10.1029/2020GL089099 . hdl : 20.500.11850/444382 . S2CID 225482160 .

Дальнейшее чтение

Дж. Белл, М. Леммон, М. Вольф, Транзиты Марса I и II , IAU Circ., 8298, 2 (2004). ~~[1]~~ ( TeX файл DVI находится по адресу [2] ).

Внешние ссылки

наблюдал транзит Фобоса через Марс Curiosity Марсоход на YouTube
JPL Horizons (необходимо использовать интерфейс Telnet для точек наблюдения, не находящихся на Земле)
возможностей Галерея изображений : 42-е сол. Архивировано 16 июля 2012 г. в Wayback Machine (небольшие изображения пастбищного перехода 7 марта 2004 г. находятся в верхней части страницы).
возможностей Галерея изображений : 45-е сол. Архивировано 16 июля 2012 г. в Wayback Machine (небольшие изображения транзита 10 марта 2004 г. находятся ближе к середине страницы).
возможности Галерея изображений : 47-е сол. Архивировано 16 июля 2012 г. в Wayback Machine (небольшие изображения транзита 12 марта 2004 г. находятся внизу страницы).
Анимация транзита 10 марта 2004 г.

[1] «За Марсом» . СП-425 Марсианский пейзаж . НАСА . Проверено 27 января 2009 г.

[2] Пресс-релиз НАСА

[3] Карта местности. Архивировано 15 декабря 2005 г. на Wayback Machine. Увеличение карты. Архивировано 15 декабря 2005 г. на Wayback Machine.

[4] Широкоугольное изображение MOC M04-03241. Архивировано 11 марта 2007 г. в Wayback Machine.

[5] Широкоугольное изображение MOC M04-03242. Архивировано 11 марта 2007 г. в Wayback Machine.

[6] «Широкоугольные изображения MOC, область Lunae Palus, субфаза M04» . Архивировано из оригинала 26 сентября 2011 г. Проверено 29 мая 2007 г.

[7] Страница перемещена

[8] от 1 ноября 1999 Пресс-релиз НАСА г.

[9] «Изображение глобальной карты MOC M07-00166» . Архивировано из оригинала 26 сентября 2011 г. Проверено 29 мая 2007 г.

[10] «Изображение глобальной карты MOC M07-00167» . Архивировано из оригинала 26 сентября 2011 г. Проверено 29 мая 2007 г.

[11] «Изображения глобальной карты MOC, подфаза M07» . Архивировано из оригинала 26 сентября 2011 г. Проверено 29 мая 2007 г.

[12] «карта» . Архивировано из оригинала 14 июня 2018 г. Проверено 29 мая 2007 г.

[13] Лоренц, Ральф Д.; Леммон, Марк Т.; Маки, Джастин; Банфилд, Дональд; Спига, Эмерик; Хараламбус, Константинос; Барретт, Элизабет; Герман, Дженнифер А.; Уайт, Бретт Т.; Паско, Сэмюэл; Банердт, В. Брюс (2020). «Научные наблюдения с помощью солнечных батарей InSight: пыль, облака и затмения на Марсе» . Наука о Земле и космосе . 7 (5): e2019EA000992. дои : 10.1029/2019EA000992 . ПМЦ 7375148 . ПМИД 32715027 .

[14] Сталер, Южная Каролина; Видмер-Шнидриг, Р.; Шольц, младший; Дриэль, М.; Миттельхольц, А.; Херст, К.; Джонсон, CL; Леммон, штат Монтана; Логнонне, П.; Лоренц, Р.Д.; Мюллер, Северная Каролина; Поу, Л.; Спига, А.; Банфилд, Д.; Джейлан, С.; Хараламбус, К.; Клинтон, Дж.; Джардини, Д.; Ниммо, Ф.; Пэннинг, М.; Цурн, В.; Банердт, ВБ (16 октября 2020 г.). «Геофизические наблюдения транзитов Фобоса с помощью InSight» . Письма о геофизических исследованиях . 47 (19). дои : 10.1029/2020GL089099 . hdl : 20.500.11850/444382 . S2CID 225482160 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]