Хронометраж на Марсе
множество календарей и других методов измерения времени было предложено Хотя стандарта не существует, для планеты Марс . Чаще всего в научной литературе время года обозначается как количество градусов на орбите от точки северного равноденствия , и все чаще используется нумерация марсианских лет, начиная с равноденствия, которое произошло 11 апреля 1955 года . [ 1 ] [ 2 ]
Марс имеет наклон оси и период вращения, аналогичный земному . Таким образом, он испытывает сезоны весны , лета , осени и зимы , как и Земля. Марса Эксцентриситет орбиты значительно больше, из-за чего времена года на нем значительно различаются по продолжительности. Солнечные . , или марсианские, сутки мало чем отличаются от земных: они длиннее менее чем на час Однако марсианский год почти в два раза длиннее земного .
один
[ редактировать ]Средняя продолжительность марсианских звездных суток составляет 24 часа 37 м 22,663 с (88 642,663 секунды в единицах СИ ), а продолжительность солнечных суток — 24 часа 39 м 35,244 с (88 775,244 секунды). [ 3 ] Соответствующие значения для Земли в настоящее время составляют 23 ч 56 м 4,0916 с и 24 ч 00 м 00,002 с соответственно, что дает коэффициент преобразования 1,027 491 2517 земных дней/сол: таким образом, солнечные сутки на Марсе лишь примерно на 2,75% длиннее, чем на Земле. ; за каждые 75 земных дней проходит примерно 73 сола.
Термин « сол » используется планетологами для обозначения продолжительности солнечного дня на Марсе. Этот термин был принят во время проекта НАСА «Викинг» (1976 г.), чтобы избежать путаницы с «днем» Земли. [ 4 ] Таким образом, «солнечный час» Марса 1 ⁄ 24 соля (1 час 1 минута 39 секунд), «солнечная минута». 1 ⁄ 60 солнечного часа (61,65 секунды) и «солнечная секунда». 1 ⁄ 60 солнечной минуты (1,0275 секунды). [ 5 ]
Дата Марса и Солнца
[ редактировать ]При подсчете солнечных дней на Земле астрономы часто используют юлианские даты — простой последовательный подсчет дней — для целей хронометража. Аналогичная система была предложена для Марса «[f] или историческая полезность в отношении наземных атмосферных, визуальных картографий и наблюдений Марса через полярную шапку, ... последовательного подсчета чисел солярий ». [ А ] Эта дата Марса и Солнца (MSD) начинается «до перигелического противостояния 1877 года». [ 6 ] Таким образом, MSD представляет собой текущий подсчет солов с 29 декабря 1873 года (по совпадению дата рождения астронома Карла Отто Лэмпланда ). Численно дата Марса-Солнца определяется как MSD = (юлианская дата с использованием международного атомного времени — 2451549,5 + k )/1,02749125 + 44796,0, где k — небольшая поправка примерно 1 ⁄ 4000 суток (22 с) из-за неопределённости точного географического положения нулевого меридиана кратера Эйри-0 . [ нужна ссылка ]
Время суток
[ редактировать ]До сих пор в проектах спускаемых космических аппаратов использовалось соглашение, заключающееся в подсчете местного солнечного времени с использованием 24-часовых «марсианских часов», на которых часы, минуты и секунды на 2,75% длиннее, чем их стандартная (земная) продолжительность.
Преимущество этого подхода заключается в том, что не требуется обработка значений времени, превышающих 23:59, поэтому можно использовать стандартные инструменты. Полдень по марсианскому времени — 12:00, то есть по земному времени — 12 часов 20 минут после полуночи.
Для миссий Mars Pathfinder , Mars Exploration Rover (MER), Phoenix и Mars Science Laboratory оперативные группы работали по «марсианскому времени», при этом график работы синхронизировался с местным временем на месте посадки на Марс, а не с местным временем. День Земли. Это приводит к тому, что расписание экипажа каждый день смещается примерно на 40 минут позже по земному времени. Многие члены команды MER использовали наручные часы, откалиброванные по марсианскому, а не земному времени. [ 7 ] [ 8 ]
Местное солнечное время оказывает существенное влияние на планирование повседневной деятельности марсианских аппаратов. Дневной свет необходим для солнечных батарей приземляющихся космических кораблей . Его температура быстро повышается и падает на восходе и закате солнца, поскольку на Марсе нет плотной земной атмосферы и океанов, смягчающих такие колебания. Недавно в научном сообществе, изучающем Марс, был достигнут консенсус относительно определения марсианских местных часов как 1/24 марсианских суток. [ 9 ]
Как и на Земле, на Марсе также существует уравнение времени , которое представляет собой разницу между солнечным временем и равномерным (часовым) временем. Уравнение времени иллюстрируется аналеммой . Из-за эксцентриситета орбиты продолжительность солнечного дня не совсем постоянна. Поскольку эксцентриситет его орбиты больше, чем у Земли, продолжительность дня отличается от средней на большую величину, чем у Земли, и, следовательно, ее уравнение времени показывает большую вариацию, чем у Земли: на Марсе Солнце может пробежать 50 минут медленнее или на 40 минут быстрее марсианских часов (на Земле соответствующие цифры на 14 минут 22 секунды медленнее и на 16 минут 23 секунды быстрее).
Марс имеет нулевой меридиан , определяемый как проходящий через небольшой кратер Эйри-0 . Начальный меридиан был впервые предложен немецкими астрономами Вильгельмом Биром и Иоганном Генрихом Медлером в 1830 году и отмечен развилкой в функции альбедо, позже названной Sinus Meridiani итальянским астрономом Джованни Скиапарелли . Это соглашение было с готовностью принято астрономическим сообществом, в результате чего Марс имел общепринятый нулевой меридиан за полвека до того, как Международная конференция по меридианам 1884 года установила его для Земли. Определение нулевого меридиана Марса с тех пор было уточнено на основе изображений космического корабля как центра кратера Эйри-0 на Терре Меридиани.
Однако на Марсе нет часовых поясов, определенных через равные промежутки времени от нулевого меридиана, как на Земле. До сих пор каждый посадочный модуль использовал приближение местного солнечного времени в качестве системы отсчета, как это делали города на Земле до введения стандартного времени в 19 веке. (Два марсохода находятся на расстоянии примерно 12 часов и одной минуты.)
С конца 1990-х годов и прибытия Mars Global Surveyor на Марс наиболее широко используемой системой для определения местоположений на Марсе были планетоцентрические координаты , которые измеряют долготу от 0 ° до 360 ° восточной долготы и углы широты от центра Марса. [ 10 ] Альтернативная система, которая использовалась до этого, - это планетографические координаты, которые измеряют долготу в пределах 0–360 ° западной долготы и определяют широту, нанесенную на карту. [ 11 ] Однако планетографические координаты продолжают использоваться, например, в проекте орбитального корабля MAVEN . [ 12 ]
Скоординированное марсианское время
[ редактировать ]Координированное марсианское время (MTC) или марсианское координированное время — это предлагаемый марсианский аналог Всемирного времени ( UT1 ) на Земле. Оно определяется как среднее солнечное время в главном меридиане Марса. Название «MTC» призвано соответствовать Всемирному координированному времени Земли (UTC), но это несколько вводит в заблуждение: то, что отличает UTC от других форм UT, — это дополнительные секунды , но MTC не использует такую схему. MTC более близок к UT1 .
Использование термина «марсианское координированное время» в качестве планетарного стандартного времени впервые появилось в журнальной статье в 2000 году. [ 6 ] Аббревиатура «MTC» использовалась в некоторых версиях родственного Mars24. [ 13 ] солнечные часы, закодированные Институтом космических исследований имени Годдарда НАСА . В этом приложении стандартное время также обозначено как «Среднее время Эйри» (AMT) по аналогии со средним временем по Гринвичу (GMT). В астрономическом контексте «GMT» — устаревшее название всемирного времени, а иногда и UT1.
Ни AMT, ни MTC еще не привлекались к работе по хронометражу миссий. Частично это связано с неопределенностью относительно положения Эйри-0 (относительно других долгот), что означало, что АМТ не могло быть реализовано так же точно, как местное время, в изучаемых точках. В начале миссий Mars Exploration Rover неопределенность положения Эйри-0 соответствовала примерно 20-секундной неопределенности в реализации AMT. Чтобы уточнить местоположение нулевого меридиана, было предложено основывать его на спецификации, согласно которой посадочный модуль «Викинг-1» расположен на координате 47,95137° з.д. [ 14 ] [ 15 ]
Часы миссии посадочного модуля
[ редактировать ]Когда спускаемый аппарат космического корабля НАСА начинает работу на Марсе, проходящие марсианские дни (соли) отслеживаются с помощью простого числового подсчета. Два посадочных модуля миссии «Викинг» , «Марс Феникс» , Марсианской научной лаборатории марсоход «Кьюриосити» , «InSight» и «Марс 2020 Персеверанс », все считают день, когда посадочный модуль приземлился, «Сол 0». Вместо этого Mars Pathfinder и два марсохода определили приземление как «Сол 1». [ 16 ]
До сих пор каждая успешная миссия посадочного модуля использовала свой собственный «часовой пояс», соответствующий некоторой определенной версии местного солнечного времени в месте посадки. Из девяти успешных аппаратов НАСА на Марс на сегодняшний день восемь использовали смещения от местного среднего солнечного времени (LMST) для места спуска, а девятый ( Mars Pathfinder ) использовал местное истинное солнечное время (LTST). [ 6 ] [ 3 ]
Информация о том, использовалась ли в китайском проекте вездехода Чжуронг аналогичная система хронометража для записи числа солов и LMST (или смещения), не распространялась.
Викинг Лендерс
[ редактировать ]«Местное время посадки» для двух посадочных модулей миссии «Викинг» было смещено от LMST в соответствующих местах посадки. В обоих случаях первоначальная полночь часов была установлена так, чтобы соответствовать местной истинной полночи непосредственно перед приземлением.
Следопыт
[ редактировать ]Mars Pathfinder использовал местное видимое солнечное время в месте приземления. Его часовой пояс был AAT-02:13:01, где «AAT» — это видимое время Эйри, что означает видимое (истинное) солнечное время в Эйри-0. Разница между истинным и средним солнечным временем (АМТ и ААТ) представляет собой марсианское уравнение времени .
Pathfinder вел учет дней, начиная с 1-го сол (что соответствует MSD 43905), когда он приземлился ночью в 02:56:55 (часы миссии; 4:41 по московскому времени).
Дух и возможности
[ редактировать ]Два марсохода не использовали часы миссии, соответствующие LMST их точек приземления. Вместо этого для целей планирования миссии они определили шкалу времени, которая примерно соответствовала бы часам кажущемуся солнечному времени примерно в середине номинальной основной миссии продолжительностью 90 сол. При планировании миссии это называлось «Гибридным местным солнечным временем» (HLST) или «Алгоритмом непрерывного времени MER». Эти временные шкалы были однородными в смысле среднего солнечного времени (т. е. они приближались к среднему времени некоторой долготы) и не корректировались по мере движения марсоходов. (Марсоходы преодолели расстояния, которые могли на несколько секунд отличаться от местного солнечного времени.) HLST Spirit — AMT+11:00:04, тогда как LMST в месте приземления — AMT+11:41:55. HLST « Возможности» — AMT-01:01:06, тогда как LMST в месте приземления — AMT-00:22:06. Ни один из марсоходов вряд ли когда-либо достигнет долготы, на которой шкала времени его миссии соответствует среднему местному времени. Однако для атмосферных измерений и других научных целей записывается местное истинное солнечное время.
И Spirit , и Opportunity начали отсчет солов с первого дня приземления, что соответствует MSD 46216 и MSD 46236 соответственно.
Финикс
[ редактировать ]В проекте спускаемого аппарата «Феникс» были указаны часы миссии, которые соответствовали местному среднему солнечному времени при запланированной долготе посадки 126,65 ° з.д. (233,35 ° в.д.). [ 17 ] Это соответствует часам миссии AMT-08:26:36. Фактическое место приземления находилось на 0,900778° (19,8 км) к востоку от него, что соответствует 3 минутам 36 секундам позже по местному солнечному времени. Дата сохраняется с использованием счетчика часов миссии, при этом приземление происходит на 0-й день, что соответствует MSD 47776 (часовой пояс миссии); приземление произошло около 16:35 LMST, что соответствует MSD 47777 01:02 AMT.
Любопытство
[ редактировать ]В проекте марсохода Curiosity были указаны часы миссии, которые соответствовали местному среднему солнечному времени при первоначально запланированной долготе посадки 137,42 ° восточной долготы. [ 17 ] Это соответствует часам миссии AMT+09:09:40.8. Фактическое место приземления находилось примерно в 0,02° (1,3 км) к востоку от него, разница примерно в 5 секунд по солнечному времени. На местное среднее солнечное время также влияет движение марсохода; на 4,6 ° ю.ш. это составляет около 1 секунды разницы во времени на каждые 246 метров смещения в направлении восток-запад. Дата сохраняется с использованием счетчика солнечных часов миссии, при этом приземление происходит на 0-й день, что соответствует MSD 49269 (часовой пояс миссии); приземление произошло около 14:53 LMST (05:53 AMT).
Понимание
[ редактировать ]были В проекте спускаемого модуля InSight указаны часы миссии, которые соответствовали местному среднему солнечному времени в запланированном месте приземления 135,97 ° восточной долготы. [ 17 ] Это соответствует часам миссии AMT+09:03:53. Фактическое место посадки находилось на 135,623447 ° восточной долготы, или 0,346553 ° (20,5 км) к западу от эталонной долготы, поэтому часы миссии посадочного модуля на 1 минуту и 23 секунды опережают фактическое среднее местное солнечное время в месте посадочного модуля. Дата сохраняется с использованием счетчика часов миссии, при этом приземление происходит на 0-й день, что соответствует MSD 51511 (часовой пояс миссии); приземление произошло около 14:23 LMST (05:14 AMT).
Упорство
[ редактировать ]В проекте марсохода Perseverance были указаны часы миссии, соответствующие местному среднему солнечному времени, при запланированной долготе посадки 77,43 ° восточной долготы. [ 18 ] Это соответствует часам миссии AMT+05:09:43. Фактическое место приземления находилось примерно в 0,02° (1,2 км) к востоку от него, разница примерно в 5 секунд по солнечному времени. На местное среднее солнечное время также влияет движение марсохода; на 18,4 ° с.ш. это составляет около 1 секунды разницы во времени на каждые 234 метра смещения в направлении восток-запад. Дата сохраняется с использованием счетчика часов миссии, при этом приземление происходит на 0-й день, что соответствует MSD 52304 (часовой пояс миссии); приземление произошло около 15:54 LMST (10:44 AMT).
Краткое содержание
[ редактировать ]| Миссия | Ссылка. длинный. | Смещение часов | Тип | Эпоха (LT) |
|---|---|---|---|---|
| Следопыт (1997) | 33,25° з.д. | ААТ -02:13:01 | ЛТСТ | 1-е сол = MSD 43905 |
| Дух (2004) | 165,01° восточной долготы | АМТ+11:00:04 | HLST | 1-е сол = MSD 46216 |
| Возможность (2004) | 15,28° з.д. | АМТ-01:01:06 | HLST | 1-е сол = MSD 46236 |
| Феникс (2008) | 126,65° з.д. | АМТ-08:26:36 | ЛМСТ | 0-е сол. = MSD 47776. |
| Любопытство (2012) | 137,42° восточной долготы | АМТ+09:09:41 | ЛМСТ | 0 сол. = MSD 49269. |
| Инсайт (2018) | 135,97° восточной долготы | АМТ+09:03:53 | ЛМСТ | 0 сол. = MSD 51511. |
| Настойчивость (2021) | 77,43° восточной долготы | АМТ+05:09:43 | ЛМСТ | 0 сол. = MSD 52304 |
Годы
[ редактировать ]
Определение года и времен года.
[ редактировать ]Продолжительность времени, в течение которого Марс совершает один оборот вокруг Солнца относительно звезд, его сидерический год , составляет около 686,98 земных солнечных дней (≈ 1,88 земных лет), или 668,5991 сол. Из-за эксцентриситета орбиты Марса времена года не имеют одинаковой продолжительности. Если предположить, что времена года длятся от равноденствия до солнцестояния или наоборот, сезон от L s 0 до L 90 (весна в северном полушарии / осень в южном полушарии) является самым продолжительным сезоном, продолжающимся 194 марсианских соля, а от L s 180 до L 270 ( осень северного полушария / весна южного полушария) — самый короткий сезон, продолжающийся всего 142 марсианских соля. [ 19 ]
Как и на Земле, звездный год — это не та величина, которая нужна для календарных целей. Точно так же, вероятно, будет использоваться тропический год , поскольку он лучше всего соответствует смене времен года. Он немного короче сидерического года из-за прецессии оси вращения Марса. Цикл прецессии составляет 93 000 марсианских лет (175 000 земных лет), что намного дольше, чем на Земле. Его длину в тропические годы можно вычислить, разделив разницу между сидерическим и тропическим годом на длину тропического года.
Продолжительность тропического года зависит от начальной точки измерения из-за действия Кеплера второго закона движения планет и прецессии . Существуют различные возможные годы, включая год мартовского (северного) равноденствия, год июньского (северного) солнцестояния, год сентябрьского (южного) равноденствия, год декабрьского (южного) солнцестояния и тропический год, основанный на среднем солнцестоянии . (См. год мартовского равноденствия .)
На Земле различия в продолжительности тропических лет невелики: среднее время от июньского солнцестояния до июньского солнцестояния примерно на тысячную долю дня короче, чем время между двумя декабрьскими солнцестояниями, но на Марсе оно намного больше из-за больший эксцентриситет ее орбиты. Год северного равноденствия составляет 668,5907 солей, год северного солнцестояния - 668,5880 солей, год южного равноденствия - 668,5940 солей, а год южного солнцестояния - 668,5958 соля (на 0,0078 соля больше, чем год северного солнцестояния). (Поскольку, как и на Земле, северное и южное полушария Марса имеют противоположные времена года, равноденствия и солнцестояния должны быть помечены полушариями, чтобы устранить двусмысленность.)
Времена года начинаются с интервалом в 90 градусов солнечной долготы (L s ) в дни равноденствия и солнцестояния . [ 9 ]
| солнечная долгота (L s ) | событие | месяцы | Северное полушарие | Южное полушарие | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| событие | сезон | событие | времена года | |||
| 0 | северное равноденствие | 1, 2, 3 | весеннее равноденствие | весна | осеннее равноденствие | осень |
| 90 | северное солнцестояние | 4, 5, 6 | летнее солнцестояние | лето | зимнее солнцестояние | зима |
| 180 | южное равноденствие | 7, 8, 9 | осеннее равноденствие | осень | весеннее равноденствие | весна |
| 270 | южное солнцестояние | 10, 11, 12 | зимнее солнцестояние | зима | летнее солнцестояние | лето |
Нумерация года
[ редактировать ]В целях подсчета марсианских лет и облегчения сравнения данных система, все чаще используемая в научной литературе, особенно в исследованиях марсианского климата, перечисляет годы относительно северного весеннего равноденствия (L s 0), которое произошло 11 апреля 1955 года, обозначая эту дату. начало Марсинского года 1 (МГ1). Система была впервые описана в статье, посвященной сезонным изменениям температуры, Р. Тоддом Клэнси из Института космических наук . [ 2 ] Хотя Клэнси и соавторы назвали этот выбор «произвольным», великая пыльная буря 1956 года приходится на первый МГ. [ 20 ] Эта система была расширена за счет определения 0-го года Марса (MY0) как начинающегося 24 мая 1953 года, что позволяет использовать отрицательные номера лет. [ 9 ]
| Даты марсианских сезонов по марсианским годам [ 21 ] |
|---|
Марсианские календари
[ редактировать ]Задолго до того, как команды управления полетами на Земле начали планировать рабочие смены в соответствии с марсианским солнцем во время управления космическими кораблями на поверхности Марса, было признано, что люди, вероятно, могут адаптироваться к этому немного более длинному суточному периоду. Это позволило предположить, что календарь, основанный на солнечном и марсианском году, может быть полезной системой измерения времени для астрономов в краткосрочной перспективе и для исследователей в будущем. Для большинства повседневных дел на Земле люди используют не юлианские дни , как это делают астрономы, а григорианский календарь , который, несмотря на свои различные сложности, весьма полезен. Он позволяет легко определить, является ли одна дата годовщиной другой, приходится ли дата на зимнюю или весеннюю, а также сколько лет проходит между двумя датами. Это гораздо менее практично при счете дней по юлианскому календарю. По тем же причинам, если когда-нибудь возникнет необходимость планировать и координировать крупномасштабную деятельность на поверхности Марса, необходимо будет согласовать календарь.
Американский астроном Персиваль Лоуэлл выразил время года на Марсе с помощью марсианских дат, которые были аналогичны григорианским датам: 20 марта, 21 июня, 22 сентября и 21 декабря отмечают южное равноденствие , южное солнцестояние, северное равноденствие и северное солнцестояние. , соответственно; Основное внимание Лоуэлла было сосредоточено на южном полушарии Марса, поскольку именно это полушарие легче наблюдать с Земли во время благоприятных противостояний. Система Лоуэлла не была настоящим календарем, поскольку дата Марса могла охватывать почти два полных сола; скорее это был удобный способ выразить время года в южном полушарии вместо гелиоцентрической долготы, которая была бы менее понятной для широкой читательской аудитории. [ 22 ]
В книге итальянского астронома Менторе Маджини 1939 года описывается календарь, разработанный несколькими годами ранее американскими астрономами Эндрю Элликоттом Дугласом и Уильямом Х. Пикерингом , в котором первые девять месяцев содержат 56 солов, а последние три месяца содержат 55 солов. Их календарный год начинается с точки равноденствия на севере 1 марта, таким образом имитируя оригинальный римский календарь . Другие даты астрономического значения: северное солнцестояние, 27 июня; южное равноденствие, 36 сентября; южное солнцестояние — 12 декабря; перигелий — 31 ноября; и афелий, 31 мая. Включение Пикерингом дат Марса в отчет о своих наблюдениях 1916 года, возможно, было первым использованием марсианского календаря в астрономической публикации. [ 23 ] Маггини утверждает: «Эти даты марсианского календаря часто используются обсерваториями…». [ 24 ] Несмотря на его заявление, эта система в конечном итоге вышла из употребления, и на ее месте периодически предлагались новые системы, которые также не получили достаточного признания, чтобы закрепиться на постоянной основе.
В 1936 году, когда движение за реформу календаря было в самом разгаре, американский астроном Роберт Г. Эйткен опубликовал статью, в которой описывал марсианский календарь. В каждом квартале три месяца по 42 соля и четвертый месяц по 41 солю. Схема семидневных недель повторяется в течение двухлетнего цикла, т. е. календарный год всегда начинается в воскресенье в нечетные годы, создавая, таким образом, вечный календарь для Марса. [ 25 ]
В то время как предыдущие предложения по марсианскому календарю не включали эпоху, американский астроном И. М. Левитт разработал более полную систему в 1954 году. Фактически, Ральф Ментцер, знакомый Левитта, который был часовщиком в компании Hamilton Watch Company, построил несколько часов, разработанных Левитту, чтобы отслеживать время как на Земле, так и на Марсе. Их также можно настроить на отображение даты на обеих планетах в соответствии с календарем Левитта и эпохой ( эпоха юлианского дня 4713 г. до н.э.). [ 26 ] [ 27 ]
Чарльз Ф. Капен включил ссылки на даты Марса в технический отчет Лаборатории реактивного движения 1966 года , связанный с «Маринером-4» пролетом Марса . Эта система расширяет григорианский календарь, чтобы он соответствовал более длинному марсианскому году, так же, как это сделал Лоуэлл в 1895 году, с той разницей, что 20 марта, 21 июня, 22 сентября и 21 декабря отмечают северное равноденствие , северное солнцестояние, южное равноденствие, южное солнцестояние. , соответственно. [ 28 ] Аналогичным образом, Конвей Б. Леови и др. также выразил время через даты Марса в статье 1973 года, описывающей результаты марсианского орбитального аппарата Mariner 9 . [ 29 ]
Британский астроном сэр Патрик Мур описал марсианский календарь собственной разработки в 1977 году. Его идея заключалась в том, чтобы разделить марсианский год на 18 месяцев. В 6, 12 и 18 месяцах 38 солей, а в остальных месяцах - 37 солей. [ 30 ]
Американский аэрокосмический инженер и политолог Томас Гангале впервые опубликовал информацию о дарианском календаре в 1986 году, а дополнительные подробности были опубликованы в 1998 и 2006 годах. В нем есть 24 месяца, чтобы соответствовать более длинному марсианскому году, сохраняя при этом понятие «месяца», которое достаточно похоже на продолжительность земного месяца. На Марсе «месяц» не имел бы никакого отношения к периоду обращения любого спутника Марса, поскольку период обращения Фобоса и Деймоса составляет около 7 часов и 30 часов соответственно. Однако Земля и Луна, как правило, были бы видны невооруженным глазом, когда они находились над горизонтом ночью, а время, необходимое Луне для перемещения от максимального расстояния в одном направлении к другому и обратно, если смотреть с Марса, близко к Лунный месяц . [ 31 ] [ 32 ] [ 33 ]
Чешский астроном Йозеф Шуран в 1997 году предложил дизайн марсианского календаря, в котором в обычном году 672 марсианских дня, распределенных на 24 месяца по 28 дней (или 4 недели по 7 дней каждая); в пропущенные годы неделя в конце двенадцатого месяца опускается. [ 34 ]
| Предложение | Месяцы | Недели | Многолетник ? | Система прыжка | Продолжительность года | Начало года | Эпоха | Ссылка |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Дуглас и Пикеринг (<1939) | 12 (56 или 55 сол) | только 669 | северное равноденствие | |||||
| Эйткен (1936) | 16 (42 или 41 сол) | 95 или 96 (7 сол) | 2 года | 668 солнц | ||||
| Левитт (1954) | 12 (56 или 55 сол) | солнце | 668 или 669 солов | 4713 г. до н.э. | [ 35 ] | |||
| Мур (1977) | 18 (38 или 37 солов) | только 669 | ||||||
| Гангале (1986): Дарианский календарь | 24 (28 или 27 солов) | 96 (7 или 6 сол.) | да | солнце | 668 или 669 солов | северное равноденствие | 1609; год 0 = Год Марса -183 | |
| Шуран (1997) | 24 (21 или 28 сол) | 95 или 96 (7 сол) | да | неделя | 672 или 665 солов | |||
| Иванов (2022) | 14 (47 или 48 солов) | 83 или 84 (8 сол) | да | неделя | 664 или 672 сол |
Период Мура в 37 солов
[ редактировать ]37 солов — это наименьшее целое число солов, после которого дата марсианского солнца и юлианская дата смещаются на целый день. В качестве альтернативы его можно рассматривать как наименьшее целое число солов, необходимое для любого марсианского часового пояса, чтобы совершить полный круг вокруг часовых поясов Земли. В частности, 37 солов равны 38 земным дням плюс 24 минуты и 44 секунды.
Примечательно, что период в 37 солов также случайно почти разделяет несколько интересующих временных величин одновременно. В частности:
- Один марсианский год примерно равен 18 × (37 солов) + 2,59897 солов.
- Два синодических периода Земля-Марс примерно равны 41 × (37 солов) + 1,176 солов.
- Одно земное десятилетие примерно равно 96 × (37 солов) + 2,7018 солов.
Это делает период в 37 солов полезным как для синхронизации времени между часовыми поясами Земли и Марса, так и для марсианских календарей. [ 30 ] поскольку можно напрямую добавить небольшое количество високосных солов, чтобы устранить смещение календаря относительно марсианского года, окон запуска Земля-Марс или земных календарей.
Список примечательных событий в истории Марса
[ редактировать ]Марсианское время в художественной литературе
[ редактировать ] | Этот раздел нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( Июль 2018 г. ) |
Первое известное упоминание времени на Марсе появляется в Перси Грега романе «Через Зодиак» (1880). Первичное, вторичное, третичное и четвертичное деление соля основано на числе 12. Сола нумеруются от 0 до конца года, без какой-либо дополнительной структуры в календаре. Эпоха — это «союз всех рас и наций в одном государстве, союз, формально установленный 13 218 лет назад». [ 36 ]
20 век
[ редактировать ]Эдгар Райс Берроуз описал в книге «Боги Марса» (1913) деление Солнца на зоды, ксаты и талы. [ 37 ] Хотя, возможно, он был первым, кто допустил ошибку, описав марсианский год продолжительностью 687 марсианских дней, он был далеко не последним. [ 38 ]
В Роберта А. Хайнлайна романе «Красная планета » (1949) люди, живущие на Марсе, используют 24-месячный календарь, чередуя знакомые земные месяцы и недавно созданные месяцы, такие как Церера и Зевс. Например, Церера появляется после марта и до апреля, а Зевс — после октября и до ноября. [ 39 ]
В Артура Кларка романе «Марсианские пески » (1951) вскользь упоминается, что «понедельник следовал за воскресеньем, как обычно», и «месяцы также имели те же названия, но длились от пятидесяти до шестидесяти дней». [ 40 ]
В Х. Бима Пайпера рассказе « Омнилингвал » (1957) марсианский календарь и таблица Менделеева являются ключами к расшифровке археологами записей, оставленных давно умершей марсианской цивилизацией. [ 41 ]
Курта Воннегута В романе «Сирены Титана » (1959) описывается марсианский календарь, разделенный на двадцать один месяц: «двенадцать по тридцать дней и девять по тридцать один», всего 639 солов. [ 42 ]
Д. Г. Комптон (1966) во время путешествия корабля-тюрьмы на Марс утверждает в своем романе «Прощай, земное блаженство» : «Никто на борту не имел никакого реального представления о том, как люди в поселении организовали бы свои шестьсот восемьдесят семь лет». день года». [ 43 ]
В Яна Макдональда ( «Дороге отчаяния» 1988), действие которой происходит на терраформированном Марсе (котором персонажи книги называют «Арес»), персонажи следуют подразумеваемому 24-месячному календарю, месяцы которого представляют собой чемоданы григорианских месяцев, таких как «Июлагуст». , «Август» и «Новодекабрь». [ нужна ссылка ]
И в Филипа К. Дика романе «Марсианский сдвиг времени» (1964), и Кима Стэнли Робинсона » в «Марсианской трилогии (1992–1996) часы сохраняют земные секунды, минуты и часы, но останавливаются в полночь на 39,5 минут. По мере развития вымышленной колонизации Марса этот «сдвиг во времени» становится своего рода колдовским часом , временем, когда можно избавиться от запретов и праздновать появление идентичности Марса как отдельной от Земли сущности. (Точно не сказано, происходит ли это одновременно по всему Марсу или в местную полночь на каждой долготе.) Также в « Марсианской трилогии» календарный год разделен на двадцать четыре месяца. Названия месяцев такие же, как в григорианском календаре , за исключением «1» или «2» впереди, обозначающих первое или второе появление этого месяца (например, 1 января, 2 января, 1 февраля, 2 февраля). ). [ нужна ссылка ]
21 век
[ редактировать ]В манге и аниме- сериале «Ария» (2001–2002) Кодзуэ Амано , действие которого происходит на терраформированном Марсе, календарный год также разделен на двадцать четыре месяца. Согласно современному японскому календарю , месяцы не имеют названий, а нумеруются последовательно, начиная с 1-го по 24-й месяц. [ 44 ]
Дарианский календарь упоминается в нескольких художественных произведениях, действие которых происходит на Марсе:
- «Звездный путь: Департамент временных расследований: наблюдение за часами», , Кристофер Л. Беннетт Pocket Books/Star Trek (26 апреля 2011 г.)
- «Квантовый вор» , Ханну Раджаниеми , Tor Books; Репринтное издание (10 мая 2011 г.)
В Энди Вейра романе «Марсианин » (2011) и его художественной экранизации 2015 года солны подсчитываются и часто упоминаются в титульных карточках на экране, чтобы подчеркнуть количество времени, которое главный герой проводит на Марсе. [ 45 ]
В четвертом сезоне сериала «Для всего человечества» , действие которого происходит по большей части на марсианской базе, есть наручные часы, настроенные на «марсианское время» почти так же, как в настоящее время используются среди персонала роботизированных миссий на Марс.
Формулы для расчета MSD и MTC
[ редактировать ]Дату Марса-Солнца (MSD) можно вычислить по юлианскому времени, отнесенному к земному времени (TT), как [ 46 ]
- СКО = (JD TT − 2405522,0028779) / 1,0274912517
Однако земное время не так легко доступно, как Всемирное координированное время (UTC). TT можно вычислить из UTC, сначала сложив разницу TAI − UTC, которая представляет собой целое положительное число секунд, время от времени обновляемое введением дополнительных секунд (см. текущее количество дополнительных секунд ), а затем добавив постоянную разницу TT − TAI = 32,184. с. Это приводит к следующей формуле, дающей среднее стандартное отклонение от юлианской даты, относящейся к UTC:
- MSD = [JD UTC + (TAI − UTC)/86400 − 2405522,0025054] / 1,0274912517
где разница TAI − UTC находится в секундах. JD UTC, в свою очередь, можно вычислить на основе любой отметки времени, основанной на эпохе , путем добавления юлианской даты эпохи к отметке времени в днях. Например, если t — временная метка Unix в секундах, то
- JD UTC = t /86400 + 2440587,5
Отсюда следует простая замена:
- MSD = [ t + (TAI − UTC)] / 88775,244147 + 34127,2954262
MTC — дробная часть MSD в часах, минутах и секундах: [ 3 ]
- MTC = (MSD mod 1) × 24 ч.
Например, на момент последнего создания этой страницы (9 августа 2024 г., 02:22:06 UTC):
- JD ТТ = 2460531,59948
- СКО = 53537,77612
- МТК = 18:37:37
См. также
[ редактировать ]
Примечания
[ редактировать ]- ^ Солнце (заимствовано из латинского слова «солнце») — солнечный день на Марсе.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Марсианский календарь» . Планетарное общество . Проверено 19 февраля 2021 г.
- ^ Jump up to: а б Клэнси, RT; Сандор, Би Джей; Вольф, MJ; Кристенсен, PR; Смит, доктор медицины; Перл, Джей Си; Конрат, Би Джей; Уилсон, Р.Дж. (2000). «Взаимное сравнение наземных измерений температуры атмосферы в миллиметрах, MGS TES и Viking: сезонная и межгодовая изменчивость температур и пылевой нагрузки в глобальной атмосфере Марса» . Журнал геофизических исследований . 105 (Е4): 9553–9571. Бибкод : 2000JGR...105.9553C . дои : 10.1029/1999JE001089 . ).
- ^ Jump up to: а б с Эллисон, Майкл (5 августа 2008 г.). «Технические заметки о солнечном времени Марса» . Институт космических исследований имени Годдарда НАСА . Проверено 13 июля 2012 г.
- ^ Снайдер, Конвей В. (1979). «Расширенная миссия Викинга». Журнал геофизических исследований . 84 (Б14): 7917–7933. Бибкод : 1979JGR....84.7917S . дои : 10.1029/JB084iB14p07917 .
- ^ Эллисон, Майкл (1997). «Точные аналитические представления солнечного времени и времен года на Марсе с применением к миссиям Pathfinder/Surveyor» . Письма о геофизических исследованиях . 24 (16): 1967–1970. Бибкод : 1997GeoRL..24.1967A . дои : 10.1029/97GL01950 .
- ^ Jump up to: а б с Эллисон, Майкл; МакИвен, Меган (2000). «Пост-Pathfinder оценка ареоцентрических солнечных координат с улучшенными рецептами времени для исследований сезонного/дневного климата Марса» . Планетарная и космическая наука . 48 (2–3): 215–235. Бибкод : 2000P&SS...48..215A . дои : 10.1016/S0032-0633(99)00092-6 . hdl : 2060/20000097895 . S2CID 123014765 .
- ^ «Часовщик, которому есть время терять» . Марсоходы Лаборатории реактивного движения (JPL) . 2014 . Проверено 22 января 2015 г.
- ^ Редд, Нола Тейлор (18 марта 2013 г.). «После того, как Марс оказался обитаемым, любопытство не утихло» . space.com . Проверено 22 января 2015 г.
- ^ Jump up to: а б с Пике, С.; Бирн, С.; Киффер, Х.Х.; Титус, Теннесси; Хансен, CJ (2015). «Перечисление марсианских лет и сезонов с начала телескопических наблюдений». Икар . 251 : 332–338. Бибкод : 2015Icar..251..332P . дои : 10.1016/j.icarus.2014.12.014 .
- ^ Даксбери, Техас; Кирк, РЛ; Арчинал, бакалавр наук; Нойманн, Джорджия (2002). Рекомендации Рабочей группы по марсианской геодезии/картографии по картографическим константам и системам координат Марса . Комиссия ISPRS IV, Симпозиум 2002 г. – Геопространственная теория, обработка и приложения, Оттава, 2002 г.
- ^ «Марс-Экспресс. Где на Марсе ноль градусов долготы?» . Европейское космическое агентство . 19 августа 2004 года . Проверено 13 июля 2012 г.
- ^ Уизерс, П.; Якоски, Б.М. (2017). «Значение планетографической системы координат MAVEN для сравнения с другими недавними орбитальными миссиями на Марс». Журнал геофизических исследований: Космическая физика . 122 (1): 802–807. Бибкод : 2017JGRA..122..802W . дои : 10.1002/2016JA023470 . S2CID 11197504 .
- ^ «Солнечные часы Mars24 – Время на Марсе» . Институт космических исследований имени Годдарда НАСА. 5 августа 2008 г. Проверено 13 июля 2012 г.
- ^ Кучинка П.; Фолкнер, ВМ; Коноплив А.С.; Паркер, Ти Джей; Парк, РС; Ле Местр, С.; Дехант, В. (2014). «Новые ограничения на вращение Марса, определенные на основе радиометрического слежения марсохода Opportunity Mars Exploration». Икар . 229 : 340–347. Бибкод : 2014Icar..229..340K . дои : 10.1016/j.icarus.2013.11.015 .
- ^ «Новые системы координат тел Солнечной системы» . Международный астрономический союз . Проверено 18 сентября 2018 г.
- ^ «Марсианская миссия «Феникс» — Миссия — Этапы миссии — На Марсе» . Phoenix.lpl.arizona.edu. 29 февраля 2008 года . Проверено 13 июля 2012 г.
- ^ Jump up to: а б с «NASA GISS: Солнечные часы Mars24 – часто задаваемые вопросы» . Институт космических исследований имени Годдарда НАСА . 06.04.2020 . Проверено 21 февраля 2021 г.
- ^ «NASA GISS: Солнечные часы Mars24 – Марсианские корабли» . Годдардский институт космических исследований . 06.04.2020 . Проверено 21 февраля 2021 г.
- ^ Дж. Аппелбаум и Г. А. Лэндис, Солнечная радиация на Марсе - обновление 1991 г., Технический меморандум НАСА TM-105216, сентябрь 1991 г. (также опубликовано в журнале Solar Energy , Vol. 50, No. 1 (1993)).
- ^ Jump up to: а б Голицын, ГС (1973). «О марсианских пылевых бурях». Икар . 18 (1): 113–119. Бибкод : 1973Icar...18..113G . дои : 10.1016/0019-1035(73)90177-2 .
- ^ Марсианский календарь
- ^ Лоуэлл, Персиваль. (1895-01-01). Марс. Хоутон, Миффлин.
- ^ Пикеринг, Уильям Х. (1 января 1916 г.). «Отчет о Марсе, № 17». Популярная астрономия, Vol. 24, с.639.
- ^ Маггини, наставник. (1 января 1939 г.). Планета Марс. Тип школы. Сыны Провидения.
- ^ Эйткен, Роберт Г. (1 декабря 1936). «Измерения времени на Марсе». Листовки Астрономического общества Тихоокеанского, № 95.
- ^ Левитт, IM (1 мая 1954 г.). «Марсианские часы и календарь». Небо и телескоп, май 1954 г., стр. 216–217.
- ^ Левитт, IM (1 января 1956 г.). Путеводитель космического путешественника по Марсу. Генри Холт.
- ^ Капен, Чарльз Ф. (1 января 1966). «Явление Марса 1964–1965 годов». Технический отчет 32-990. Лаборатория реактивного движения Калифорнийского технологического института.
- ^ Леови, CB; Бриггс, Джорджия; Смит, бакалавр (1973). «Атмосфера Марса во время расширенной миссии Mariner 9: результаты телевидения». Журнал геофизических исследований . 78 (20): 4252–4266. Бибкод : 1973JGR....78.4252L . дои : 10.1029/JB078i020p04252 .
- ^ Jump up to: а б Мур, Патрик (1977). Путеводитель по Марсу . Латтерворт Пресс . ISBN 0718823168 .
- ^ Гангале, Томас. (1 июня 1986 г.). «Марсианское стандартное время». Журнал Британского межпланетного общества. Том. 39, № 6, с. 282–288.
- ^ Гангале, Томас. (1 августа 1998 г.). «Дарианский календарь». Марсианское общество. МАРТ 98-095. Труды учредительного съезда Марсинского общества. Том III. Эд. Роберт М. Зубрин, Мэгги Зубрин. Сан-Диего, Калифорния. Юнивельт, Инкорпорейтед. 13 августа 1998 г.
- ^ Гангале, Томас. (01 июля 2006 г.). «Архитектура времени, часть 2: Дарианская система Марса». Общество инженеров автомобильной промышленности. САЭ 2006-01-2249.
- ^ Шуран, Йозеф (1997). «Марсианский календарь». Планетарная и космическая наука . 45 (6): 705–708. Бибкод : 1997P&SS...45..705S . дои : 10.1016/S0032-0633(97)00033-0 .
- ^ Фишер, Гэри. «В поисках марсианских часов» . ops-alaska.com . Проверено 24 марта 2021 г.
- ^ Грег, Перси. (1880-01-01). Через Зодиак: История испорченной пластинки. Трюбнер.
- ^ Берроуз, Эдгар Райс. (1 января 1913 г.). Боги Марса. Вся история. Январь–май.
- ^ Берроуз, Эдгар Райс. (01.12.1913). Военачальник Марса. Журнал All-Story, декабрь 1913 г. - март 1914 г.
- ^ «Конкорданс Хайнлайна «Красная планета» » . Общество Хайнлайна . 2013 . Проверено 22 января 2015 г.
- ^ Кларк, Артур К. (1 января 1951). Пески Марса. Сиджвик и Джексон.
- ^ Пайпер, Х. Бим. (1 февраля 1957 г.). «Всеязычный». Поразительная научная фантастика, февраль.
- ^ Воннегут, Курт. (1 января 1959 г.). Сирены Титана. Делакорт.
- ^ Комптон. ДГ (1 января 1966 г.). Прощай, Блаженство Земли. Ходдер и Стоутон.
- ^ Амано, Кодзуэ (февраль 2008 г.). «Навигация 06: Мой первый клиент». Аква том 2 . Токиопоп. п. 7. ISBN 978-1427803139 .
- ^ Вейр, Энди (5 января 2015 г.). «FaceBook – Страница Энди Вейра – Фотографии хронологии (комментарий)» . Фейсбук . Архивировано из оригинала 26 февраля 2022 г. Проверено 16 ноября 2015 г. «Арес-3 был запущен 7 июля 2035 года. Они приземлились на Марсе (1-й сол) 7 ноября 2035 года. История начинается на 6-й сол, то есть 12 ноября 2035 года». — Энди Вейр
- ^ Это тривиальное упрощение формулы (JD TT — 2451549,5) / 1,0274912517 + 44796,0 — 0,0009626, приведенной в разделе «Алгоритм Mars24 и рабочие примеры» .
