الفلك

كيف تحسب المسار الأرضي لموقع القمر على سطح الأرض؟

كيف تحسب المسار الأرضي لموقع القمر على سطح الأرض؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

أرغب في عرض موقع القمر على سطح الأرض ، بدءًا من موضعه المعبر عنه بالصعود المستقيم بالدرجات.

أعلم أن ميل القمر يتوافق مع خط العرض الأرضي ولكن كيف يمكنني "تحويل" الصعود الصحيح للقمر لإيجاد خط الطول الخاص بي؟

أنا لست عالمة فلك ، لذلك آمل الحصول على إجابة بسيطة إلى حد ما.

تعديل

استخدم صديقي هذه الصيغة منذ وقت طويل:

بالنسبة للوقت الذي أريد حساب خط الطول ،

time_hrs = ساعات + دقيقة / 60

ثم باستخدام الصعود الصحيح للشمس ،

delta_x = time_hrs * 15 + right_ascension_sun - 180 ؛

إذن ، إحداثيات المسار الأرضي للقمر في هذا الوقت هي:

خط الطول = Right_ascension_moon - delta_x ؛ خط العرض = Declination_of_moon

لكني لا أعرف ما إذا كان هذا صحيحًا ، أو ما مدى دقته.


بالنظر إلى التاريخ والوقت ، يمكن حساب موضع القمر لتوفير الانحراف والصعود الأيمن. النقطة الفرعية للقمر (النقطة الموجودة على الأرض والتي يكون القمر عند أوجها) هي كما يلي:

  • خط العرض = ميل القمر
  • يمكن إيجاد خط الطول من خلال حساب متوسط ​​الزمن الفلكي المحلي (LMST) الذي يعادل الصعود الأيمن للقمر. (يعتمد LMST على التاريخ والوقت وخط الطول.) كل شيء معروف باستثناء خط الطول.

طريقة دقيقة (باستخدام GMST)

احسب متوسط ​​الوقت الفلكي المحلي (LMST) من $ LMST = GMST + long_ {east} $، حيث GMST هو توقيت جرينتش الفلكي و $ long_ {east} $ هو خط الطول بقيم موجبة في نصف الكرة الشرقي. من وقت ما بعد الفلكي المحلي ، $ mathit {GMST} _ { text {deg}} = 100.4606184 + 0.9856473662862 D + 15 H $ حيث D هو عدد الأيام (بما في ذلك جزء الأيام) من J2000 (1 يناير 2000 الساعة 12 ساعة UT = يوم جوليان 2،451،545.0) و H هو التوقيت العالمي (UT) بالساعات.

على سبيل المثال ، عند H = 17 ساعة UT في 1 نوفمبر 2000 ، أحسب القيم التالية: $$ RA_ {القمر} = 18 ساعة ؛ 49 م ؛ 35 ثانية = 282.400 درجة جوليان داي = 2،451،850.208 وبالتالي D = 2،451،850.208 - 2،451،545 = 305.209 وبالتالي GMST = 296.288 ° $$ ثم $$ RA_ {Moon} = LMST = GMST + long_ {East} 282.400 = 296.288 + long_ {East} so long_ {East} = - 13.888 ° $$

الطريقة التقريبية (باستخدام موقع الشمس)

تفترض طريقتك في استخدام الصعود الأيمن للشمس أن الشمس تزيد عن 0 درجة عند 12 ساعة بالتوقيت العالمي. مكتوبة كصيغة وتسمح بأوقات وخطوط طول مختلفة ، ستكون كذلك $ LMST = RA_ {sun} +15 (Time ؛ in ؛ UT - 12h) + long_ {east} $. يعطي ضبط LMST هذا على الصعود الصحيح للقمر ما يلي:

$$ RA_ {Moon} = LMST = RA_ {sun} +15 (Time ؛ in ؛ UT - 12h) + long_ {east} so long_ {East} = RA_ {moon} -RA_ {sun} - 15 (الوقت ؛ في ؛ UT - 12 ساعة) $$

سبب هذا التقريب هو ما يلي:

  1. الشمس ليست عند خط طول 0 درجة في الساعة 12:00:00 بالتوقيت العالمي كل يوم بسبب معادلة الوقت. يمكن أن تكون الشمس بعيدة لمدة تصل إلى 16 دقيقة من الوقت (أي ما يعادل 4 درجات من خط الطول).
  2. يجب أن يكون المصطلح 15 (الوقت في UT - 12 ساعة) هو 15 * 1.002738 * (الوقت في UT - 12 ساعة) ، لكن هذا الاختلاف صغير مقارنة بالتقريب الأول.

استمرارًا لمثال 1 نوفمبر 2000 ، أحسب ما يلي: $$ RA_ {sun} = 14h ؛ 28m ؛ 46s = 217.19 ° long_ {East} = RA_ {moon} -RA_ {sun} -15 (Time ؛ in ؛ UT - 12h) long_ { الشرق} = 282.400-217.19-15 (17-12) so long_ {East} = - 9.79 ° $$

هذا يختلف بمقدار 4 درجات لأنني اخترت 1 نوفمبر لأنه قريب من تاريخ أكبر معادلة للوقت.

وبالمثل ، إذا أردت حساب النقطة الفرعية للشمس ، فمن الأفضل استخدام GMST والصعود الأيمن للشمس عن طريق إيجاد خط الطول من $ RA_ {sun} = LMST = GMST + long_ {East} $.


كيف قاس اليونانيون محيط الأرض؟

من الواضح اليوم أن الأرض عبارة عن كرة تقريبًا وأنه يمكن قياسها مثل أي جسم كروي. يطلق عليه العلماء تقنيًا اسم كروي مفلطح ، لكنه لا يزال شبيهًا بالكرة في شكله. في العالم القديم ، لم يكن هذا واضحًا. أصبحت فكرة أن الأرض كروية معروفة منذ حوالي 2500 عام. وذلك عندما بدأ الفلاسفة يفكرون في شكل الأرض وأبعادها. عندما بدأ الفلاسفة يفكرون في الأرض كروية ، ظهر سؤال جديد. ما هو محيطه؟


كيف قام Aristarchus بحساب حجم القمر

آخر مرة اتبعنا خطوات إريستارخوس في قياس محيط الأرض. اليوم ، سوف ندفع قدماً في تحقيقنا لمدى كبر الكون. لأننا ، مرة أخرى ، جائعون للمعرفة.

نحن نعلم حجم الأرض. فلنصعد إلى هناك ونرى أقرب جرم سماوي. من خلال ترك الأرض ، ورفع رؤوسنا ، ومجرد النظر إلى السماء ، سنكافح لإرواء العطش. متابعة Aristarchus. الرجل الذي وجد طريقة لقياس حجم القمر ، والذي ادعى لأول مرة مركزية الشمس على نظام مركزية الأرض - حيث تكون جميع المدارات دائرية تمامًا.

وأعرب عن اعتقاده أن جمع معلومات كافية عن الملاحظة النوعية يجعلها أيضًا وصفية من الناحية الكمية. هذا يعني أنه من خلال رسم حدث خسوف القمر ، أثناء وجوده على الأرض ، يمكن لأي شخص العثور على الوصف الكمي أيضًا.

وبالتالي. ما هو حجمك يا قمرى الثمين؟

حسنًا ، يعلم الجميع أن الشمس أبعد بكثير وأكبر بكثير من القمر ، لكن الأمر ليس كما لو كانت لدينا هذه المعرفة منذ الولادة. ومع ذلك ، تكشف ملاحظة كسوف الشمس أن القمر يغطي الشمس طوال مدته ، وليس مختلفًا. من هذه الحقيقة ، يتضح أنه بالفعل أقرب جرم سماوي.

تُظهر مراقبة هذه الظاهرة بالإضافة إلى ذلك أن قرصي الشمس والقمر يتناسبان مع واحد لواحد: فلديهما نفس أحجام الزوايا تقريبًا. هذا وحقيقة أن الشمس تختبئ خلف القمر تتحدث عن نفسها - يجب أن تكون الشمس أكبر من القمر.

عرف Aristarchus أنه خلال خسوف القمر (عندما تكون الشمس والأرض والقمر في خط مستقيم بهذا الترتيب) فإن القمر "يختفي" في مكان ما لمدة ساعتين. لقد اعتقد أنه يتحرك في ظل الأرض بعد ذلك. بما أن أحد افتراضاته قد لامس مصدر ضوء القمر: فقد افترض أن سبب رؤية القمر هو انعكاس أشعة الشمس من سطحه. وبالتالي ، إذا كان هناك شيء ما يمنع ضوء الشمس من السقوط على القمر ، فإنه سيجعله غير مرئي. وأثناء خسوف القمر ، يجب أن يكون هذا الشيء هو الأرض لأنه ببساطة لا يوجد شيء آخر حوله.

دعونا نركز على تفاصيل ملاحظته لخسوف القمر. لقد بدأ بتشكيل نسبة الأحجام الزاوية لقطر ظل الأرض إلى قطر ظل القمر. تم قياس الأول من خلال مقارنة مواقع القمر قبل النقر على الظل مباشرة بعد مغادرته. والثاني (كان يعتقد أن مدار القمر حول الأرض دائري تمامًا) يمكن قياسه أثناء اكتمال القمر في أي وقت. لكن ماذا كان يحتاج ذلك؟ كلاهما على نفس المسافة من الأرض ، لذلك يجب أن تكون نسبة أحجامهما الزاوية مساوية لنسبة أحجامهما المادية. لا يمكن أن يكون مختلفا عن ذلك. كان حوالي 2.5.

كان قطر الأرض معروفًا فقط لأرسترخس: لقد أعطاه إراتوستينس سابقًا. توضح الصورة أعلاه أن اثنين من الأجزاء المفقودة بالإضافة إلى قطر ظل الأرض سوف يساوي ذلك. لذلك ، بينما هم على نفس المسافة من الأرض مثل الظل والقمر ، فإن حساب أطوالهم بالنسبة لقطر القمر سيعطي الطول الكامل المساوي لحجم قطر الأرض & # x27s. سيكون 2.5 (من النسبة السابقة) + 2؟ (من الصورة). وكان لا بد من حساب هذا.

لديه اثنين من المجهول. لذلك نحن بحاجة إلى واحد إضافي له نفس المجهول. ونظرًا لأن الحجم الزاوي للقمر والشمس متساويان ، فمن المنطقي تمامًا محاولة إيجاد هذه المعادلة على الجانب الآخر من مدار الأرض. لذلك دعونا نضيف الشمس إلى الصورة.

لحظة تفكير وعين حادة لاكتشاف خط مستقيم ، ومثلث (علوي أو سفلي - كلاهما متطابق) ، والذي يجمع بين الزوايا 180°، والتي لها زاوية واحدة مشتركة.

لاحظ أن الحجم الزاوي للشمس يسمى α. قلنا سابقًا أنه مطابق للحجم الزاوي للقمر ، لذا يمكننا كتابة هذا بنفس الطريقة. هكذا:

بالتبديل ϵ المعادلة الثانية ، وهي:

الآن ، من خلال تقريب بضعة أشياء ، يمكن استخدام علاقة أضلاع المثلث بزواياه لحساب كل منهم. وبما أننا في مجال كوني ، يمكننا فعل ذلك. يبلغ قطر ظل الأرض تقريبًا طول القوس β على مسافة من القمر. الارتفاعات المائلة لمخروط الظل من الأرض هي تقريبًا المسافة إلى القمر ، وهذه الارتفاعات من الشمس إلى الأرض هي تقريبًا المسافة إلى الشمس.

يعطي تطبيق صيغة الظل:

يؤدي استبدالهم في معادلتنا إلى:

حيث يكون الأخير صغيرًا بشكل مهم. اعتقد أريستارخوس أن مسافة الشمس أكبر بعشرين مرة من القمر. لذلك ، لم يأخذ هذا العامل في الاعتبار. ثم تبدو المعادلة كما يلي:

هاهو. كان سؤالنا الرئيسي هو كم يجب أن نضيف إلى قطر ظل الأرض للحصول على قطر الأرض نفسه. والإجابة هي أننا يجب أن نضيف قطر القمر. لذلك ، كل من هذه القطاعات التي نحاول حسابها لها طول نصف قطر القمر. وهكذا نحصل على:

أود أن أقول بما أن القيمة الحقيقية في المقام يجب أن تكون 3.6699 ، فقد كان هذا تخمينًا جيدًا من Aristarchus.


القمر إلى الأرض: WA لاستضافة محطة اتصالات فضائية

من المقرر بناء محطة اتصالات بصرية قادرة على استقبال عمليات إرسال البيانات عالية السرعة من الفضاء في غرب أستراليا.

ستكون المحطة الأرضية للاتصالات المتقدمة قادرة على استقبال البيانات من المركبات الفضائية في أي مكان بين مدار أرضي منخفض وسطح القمر.

لديها القدرة على دعم المشاريع الفضائية الرائدة ، بما في ذلك مهمة Artemis التابعة لناسا لهبوط أول امرأة والرجل التالي على القمر بحلول عام 2024.

انطباع فنان عن رواد فضاء Artemis على القمر. الائتمان: ناسا.

سيتم تركيب المحطة في جامعة غرب أستراليا (UWA).

إنها مبادرة مشتركة لمجموعة Astrophotonics التابعة لـ UWA ، والتي تعد جزءًا من المركز الدولي لأبحاث الفلك الراديوي (ICRAR) ، بالإضافة إلى مركز التميز ARC للأنظمة الكمية الهندسية (EQUS) وشريك الصناعة في المملكة المتحدة Goonhilly Earth Station.

قال الدكتور ساشا شاديوي ، رئيس مجموعة ICRAR-UWA Astrophotonics Group ، إن الاتصالات الضوئية هي تقنية ناشئة من المتوقع أن تحدث ثورة في نقل البيانات من الفضاء.

وقال: "تعتمد معظم الاتصالات الفضائية الحالية على موجات الراديو - إنها نفس التكنولوجيا التي أوصلت لنا صوت نيل أرمسترونج عندما هبطت مهمة أبولو 11 على القمر في عام 1969".

"تتمتع الاتصالات الليزرية الضوئية في الفضاء الحر بالعديد من المزايا التي تتفوق على الراديو ، بما في ذلك معدلات بيانات أسرع بشكل ملحوظ ونقل البيانات ضد الاختراق.

"إنه الجيل التالي من الاتصالات الفضائية ، ومن المحتمل أن تكون الطريقة التي سنرى بها لقطات عالية الدقة لأول امرأة تمشي على القمر."

UWA & # 8217s على السطح حيث سيتم تركيب المحطة الأرضية البصرية.

تم إطلاق المحطة الأرضية اليوم بالتزامن مع حدث الفضاء العالمي الأول في العالم ، المؤتمر الدولي للملاحة الفضائية.

سيكون جزءًا من شبكة محطة أرضية بصرية أكبر في أستراليا ، بقيادة الجامعة الوطنية الأسترالية ، ومع شركاء في جنوب أستراليا ونيوزيلندا.

وقال مدير EQUS ، البروفيسور أندرو وايت ، إن المشروع ، الذي يمكن أن يكون أول محطة أرضية للاتصالات الضوئية "على السماء" في نصف الكرة الجنوبي ، هو مثال رئيسي للبحوث الأساسية التي تقدم نتائج واقعية.

"تقدم EQUS تأثيرات كبيرة من خلال تشجيع وتمكين موظفينا من ترجمة أبحاثهم إلى تقنيات وتطبيقات ملموسة. نحن نبني ثقافة الابتكار والترجمة والتسويق بين باحثي علوم الكم في أستراليا ".

إلى جانب الاتصالات الفضائية ، يمكن أيضًا استخدام المحطة الأرضية في تطبيقات تتراوح من الفيزياء الأساسية المتطورة إلى علوم الأرض الدقيقة وجيوفيزياء الموارد.

قال البروفيسور وايت إن المحطة الأرضية ستساهم في تطوير "الإنترنت الكمي" - نقل البيانات العالمي الآمن باستخدام توزيع المفتاح الكمي عبر الروابط الضوئية للأقمار الصناعية الكمومية.

وقال إنها ستقف كمثال للشراكة العلمية المتطورة مع الشركات ذات التطلعات المستقبلية وإحداث تأثيرات لكليهما.

التلسكوب البصري البالغ قطره 0.7 متر الذي تبرع به كولين إلدريدج والذي سيستخدم في المحطة الأرضية.

ستستخدم المحطة تلسكوبًا بصريًا من فئة المرصد 0.7 متر تبرع به كولين إلدريدج المحلي في بيرث إلى ICRAR.

وسيتم تزويده بتقنية متقدمة لقمع ضوضاء الغلاف الجوي تم تطويرها في جامعة غرب أستراليا.

سيتم توصيل المحطة بمركز بيانات الحواسيب العملاقة Goonhilly في كورنوال عبر الألياف عالية السرعة.

يتعامل Goonhilly مع حركة البيانات ويدعم روابط الاتصالات الآمنة لمشغلي الأقمار الصناعية الرئيسيين في العالم ، بما في ذلك Intelsat و Eutelsat و SES Satellites.

والشركة أيضًا شريك في مهمة Lunar Pathfinder التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية ، والتي من المقرر إطلاقها في عام 2022.

محطة Goonhilly Earth. الائتمان: Goonhilly.

قال الرئيس التنفيذي لشركة Goonhilly ، إيان جونز ، إنه مسرور لتوحيد الجهود مع ICRAR و EQUS لإنشاء محطة أرضية للاتصالات الضوئية في غرب أستراليا.

وقال: "لقد كنا في طليعة الاتصالات عبر الأقمار الصناعية منذ بداية عصر الفضاء ، وهذا يقودها إلى الجيل التالي من الأنظمة والتقنيات لدعم أحجام البيانات الهائلة المنبثقة من المهمات الفضائية".

"تنشأ هذه البيانات من العلوم والبعثات الأخرى ، وفي المستقبل ، ستأتي من بعثات القمر والمريخ التي تتضمن العمليات البعيدة والروبوتات والذكاء الاصطناعي.

"نحن فخورون بأن نكون روادًا مشتركين في التنفيذ العملي للاتصالات الضوئية المتماسكة."

قال الدكتور شيدوي إن محطة WA الأرضية ستساعد في إطلاق قدرة الاتصالات الفضائية في أستراليا و # 8217.

وقال: "سيعزز هذا مكانة أستراليا كشركة رائدة في نقل البيانات الضوئية ، ويضع الأمة في وضع يمكنها من الاستفادة من سوق الاتصالات الفضائية بمليارات الدولارات".

من المتوقع أن تكون المحطة التي تبلغ تكلفتها 535000 دولار "في السماء" في أوائل عام 2021 وأن ​​تفتح للعمل في وقت لاحق من ذلك العام.

معلومات اكثر:

مجموعة AstrophotoNics التابعة لجامعة غرب أستراليا

تركز على تصميم وبناء واختبار الأنظمة الضوئية المتقدمة مع تطبيقات في علم الفلك الراديوي وعلم الفلك البصري وعلوم الفضاء ، فإن القدرة التكنولوجية الأساسية للمجموعة هي النقل لمسافات طويلة للتردد البصري المستقر وإشارات تردد الميكروويف عبر شبكات الألياف الضوئية و وصلات ليزر للمساحات الخالية.

مركز التميز ARC للأنظمة الكمية الهندسية (EQUS)

تتمثل مهمة EQUS في هندسة المستقبل الكمي من خلال بناء آلات الكم التي تسخر العالم الكمومي للتطبيقات العملية. إنهم يعالجون مشكلات البحث الأكثر تحديًا في واجهة الفيزياء الكمومية الأساسية والهندسة ، ويعملون مع شركاء الصناعة لترجمة هذه الاكتشافات إلى تطبيقات وأجهزة عملية.

Goonhilly

Goonhilly هي شركة خاصة مقرها المملكة المتحدة وتتألف من محترفين ذوي مهارات عالية ومهندسي اتصالات من ذوي الخبرة الذين شاركوا في العديد من الابتكارات في مجال الاتصالات عبر الأقمار الصناعية وعلوم الفضاء في الثلاثين عامًا الماضية.

جهات الاتصال:

الدكتور ساشا شيدوي - ICRAR / جامعة غرب أستراليا

Pete Wheeler - Media Contact، ICRAR

جيس ريد - الاتصال الإعلامي ، جامعة غرب أستراليا


GPS القمري؟ ناسا تعرف كيفية مساعدة رواد الفضاء في التنقل

عندما يهبط الجيل القادم من الأطقم على سطح القمر - ربما في وقت مبكر من عام 2024 - تخطط ناسا لاستخدام نظام تحديد المواقع العالمي على سطح القمر (GPS) لمساعدة رواد الفضاء في إيجاد طريقهم.

سيمنع مثل هذا النظام تكرار المشكلات الملاحية التي أربكت رواد فضاء أبولو في الستينيات والسبعينيات. من المعروف أن التنقل في القمر صعب لأنه من الصعب الحكم على مسافة وحجم المعالم القمرية من خلال البصر وحده. لا يوجد غلاف جوي لتليين الأفق ، كما اعتاد البشر على كوكب الأرض ، كافح رواد فضاء أبولو أحيانًا عند الحكم على المسافة إلى الفوهات التي تم تحديدها على خرائطهم التي تم الحصول عليها من الصور المدارية. على سبيل المثال ، فقد طاقم أبولو 14 حفرة يخططون لزيارتها بمسافة 100 قدم فقط (30 مترًا).

لذلك ، نظرًا لأن الوكالة تركز مرة أخرى على المهمات المأهولة إلى القمر ، تعمل ناسا على تطوير جهاز استقبال خاص يمكنه التقاط إشارات GPS على طول الطريق من مدار القمر. GPS هو نظام يديره الجيش الأمريكي ويعتمد على ما بين 24 و 32 قمراً صناعياً يدور حول الأرض في أي وقت ، وهو أداة شائعة لكل شيء من أجهزة التتبع إلى أنظمة الملاحة في المركبات.

إذا سار كل شيء كما هو مخطط له ، فإن نظام ناسا الجديد سيبني مستقبلًا قمريًا لالتقاط الإشارات من الأقمار الصناعية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في مدار حول الأرض. سيدعم هذا النظام العالمي لتحديد المواقع القمري كلاً من المهمات السطحية والأفراد الذين يقودون مركبة أوريون الفضائية ومحطة بوابة القمر الفضائية التي تخطط ناسا لبناءها.

"نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) هو نظام يتكون من ثلاثة أجزاء: الأقمار الصناعية والمحطات الأرضية وأجهزة الاستقبال. تراقب المحطات الأرضية الأقمار الصناعية ، وجهاز الاستقبال ، مثل الموجود في الهاتف أو السيارة ، يستمع باستمرار لإشارة من تلك الأقمار الصناعية. وقالت ناسا في بيان إن جهاز الاستقبال يحسب المسافة بينه وبين أربعة أقمار صناعية أو أكثر لتحديد موقع.

"بدلاً من التنقل في الشوارع على الأرض ، قد يتم إقران مركبة فضائية مزودة بمستقبل GPS متقدم قريبًا ببيانات خرائط دقيقة لمساعدة رواد الفضاء على تتبع مواقعهم في محيط الفضاء الشاسع بين شواطئ الأرض والقمر ، أو عبر فوهة القمر سطح - المظهر الخارجي."

لقد أبحرت ناسا في العديد من المركبات الفضائية بالقرب من القمر في العقود الأخيرة ، لكن الاتجاهات كانت دائمًا تأتي من شبكات اتصالات ناسا. يمكن لنظام تحديد المواقع العالمي أن يدعم المزيد من الأقمار الصناعية ، وسيحرر عرض النطاق الترددي الثمين من شبكات ناسا الأخرى التي يمكن استخدامها لمركبات فضائية أخرى.

يتمثل أحد التحديات التكنولوجية في أن نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) يكون أكثر دقة في الارتفاعات المنخفضة ، تحت مدار الأقمار الصناعية البالغ 12،550 ميلاً (20،115 كيلومترًا). لكن وكالة ناسا قامت بالفعل بتوسيع نطاق الملاحة القائمة على نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) إلى ارتفاعات أعلى لمهمات مثل الأقمار الصناعية البيئية التشغيلية الثابتة بالنسبة إلى الأرض (GOES) ومهمة الغلاف المغناطيسي متعددة النطاقات (MMS) ، وتعتقد الوكالة أنه من الممكن الذهاب إلى أعلى.

قال جيسون ميتشل ، كبير التقنيين في قسم هندسة المهام وتحليل الأنظمة التابع لمركز جودارد للفضاء التابع لناسا ، في نفس البيان: "في الواقع ، مع خدمة الرسائل متعددة الوسائط ، نحن بالفعل في منتصف الطريق تقريبًا إلى القمر".

يخطط الفريق للبناء على نظام Navigator GPS الخاص بـ MMS من خلال تطوير إلكترونيات أفضل وتكنولوجيا الهوائي وساعة أكثر دقة. (يستخدم نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ساعات ذرية لحساب الوقت المطلوب للإشارات للتنقل بين أقمارها الصناعية ، ثم يتم بعد ذلك تثليث الإشارات لتحديد موضع الجسم). يعمل جودارد بالفعل على مستقبل GPS أفضل ليس مفيدًا فقط للمهام القمرية ، ولكن أيضا لتكاثر الأقمار الصناعية الصغيرة.

أحدث مفهوم لمستقبل GPS في المدار الآن هو NavCube ، والذي يجمع بين قدرات MMS's Navigator GPS ومنصة كمبيوتر طيران تسمى SpaceCube. تم إطلاق نسخة من NavCube مؤخرًا إلى محطة الفضاء الدولية وستختبر معالجة إشارة GPS الخاصة بها بينما توضح كيفية إجراء اتصالات الأشعة السينية فائقة السرعة في الفضاء.

وأضافت ناسا: "إن قوة معالجة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في NavCube ، جنبًا إلى جنب مع جهاز استقبال للمسافات القمرية ، يجب أن توفر القدرات اللازمة لاستخدام نظام تحديد المواقع على القمر" يخطط الفريق لإنهاء العمل على أحدث نموذج أولي في وقت لاحق من هذا العام ، ثم العمل على إطلاق تقنيات النماذج الأولية للاختبار في الفضاء.


مرحلة القمر والتحرر ، 2013

يمكن تنزيل البيانات الواردة في الجدول للعام بأكمله كملف JSON أو كملف نصي.

تُظهر الرسوم المتحركة المؤرشفة في هذه الصفحة مرحلة مركزية الأرض ، والاهتزاز ، وزاوية موضع المحور ، والقطر الظاهر للقمر طوال عام 2013 ، على فترات زمنية. حتى نهاية عام 2013 ، ستكون صورة Dial-A-Moon الأولية هي الإطار من هذه الرسوم المتحركة للساعة الحالية.

تُلقي التضاريس القمرية المتعرجة ، المحطمة ، الخالية من الهواء بظلال حادة تحدد بوضوح ملامح سطح القمر للمراقبين على الأرض. هذا صحيح بشكل خاص بالقرب من الفاصل ، الخط الفاصل بين النهار والليل ، حيث تظهر ملامح السطح بارتفاع عالٍ. قياسات الارتفاع بواسطة مقياس الارتفاع بالليزر للمركبة القمرية (لولا) على متن المركبة المدارية الاستطلاعية القمرية (LRO) تجعل من الممكن محاكاة الظلال على سطح القمر بدقة وتفاصيل غير مسبوقة.

يحتفظ القمر دائمًا بنفس الوجه بالنسبة لنا ، لكن ليس كذلك بالضبط نفس الوجه. بسبب ميل مداره وشكله ، نرى القمر من زوايا مختلفة قليلاً على مدار شهر. عندما يتم ضغط الشهر إلى 24 ثانية ، كما هو الحال في هذه الرسوم المتحركة ، فإن رؤيتنا المتغيرة للقمر تجعله يبدو وكأنه متذبذب. هذا التذبذب يسمى المعايرة.

تأتي الكلمة من اللاتينية التي تعني "مقياس التوازن" (كما هو الحال بالنسبة لاسم كوكبة البروج الميزان) وتشير إلى الطريقة التي يتجه بها هذا المقياس لأعلى ولأسفل على الجانبين المتناوبين. ال الأرض الفرعية تعطي النقطة مقدار الاهتزاز في خطوط الطول والعرض. نقطة الأرض الفرعية هي أيضًا المركز الظاهر لقرص القمر والموقع على سطح القمر حيث تكون الأرض مباشرة.

القمر يخضع لحركات أخرى أيضًا. يبدو أنه يتدحرج ذهابًا وإيابًا حول نقطة الأرض الفرعية. يتم إعطاء زاوية اللف بواسطة زاوية الموقف من المحور ، وهي زاوية القطب الشمالي للقمر بالنسبة إلى الشمال السماوي. كما يقترب القمر منا ويبتعد عنه ، ويبدو أنه ينمو ويتقلص. يختلف الطرفان ، المسمى الحضيض (القريب) والأوج (البعيد) ، بأكثر من 10٪.

الاختلاف الشهري الأكثر ملاحظة في مظهر القمر هو دورة المراحل، بسبب تغير زاوية الشمس عندما يدور القمر حول الأرض. تبدأ الدورة بقمر الهلال (المتنامي) الذي يظهر في الغرب بعد غروب الشمس مباشرة. بحلول الربع الأول ، يكون القمر عالياً في السماء عند غروب الشمس ويغيب حوالي منتصف الليل. يرتفع البدر عند غروب الشمس ويكون عالياً في السماء عند منتصف الليل. غالبًا ما يكون الربع الثالث من القمر واضحًا بشكل مدهش في السماء الغربية المضاءة بالنهار لفترة طويلة بعد شروق الشمس.

يظهر الشمال السماوي في هذه الصور ، وهو ما يتوافق مع المنظر من نصف الكرة الشمالي. تفترض أوصاف دقة وضوح الطباعة أيضًا اتجاه نصف الكرة الشمالي. (هنالك أيضا نسخة الجنوب لأعلى من هذه الصفحة.)


فيزياء إطلاق مركبة هبوط على سطح القمر من سطح القمر

لإعادة مراجعة هذه المقالة ، قم بزيارة ملفي الشخصي ، ثم اعرض القصص المحفوظة.

لإعادة مراجعة هذه المقالة ، قم بزيارة ملفي الشخصي ، ثم اعرض القصص المحفوظة.

إنها & # x27s الذكرى الستون لتأسيس وكالة ناسا. إذن ما هي الهدية التي تحصل عليها لمنظمة هبطت بالفعل على سطح القمر؟ سيكون الهبوط على القمر مرة أخرى أمرًا رائعًا - ولكن في حالة عدم وجود ذلك ، أقترح إجراء تحليل بالفيديو من مهمة Apollo 17 ، وهي آخر مرة كان فيها البشر على سطح القمر. & # x27ll ننظر إلى لقطات الوحدة القمرية وهي تقلع من سطح القمر.

لكن انتظر! إذا كان البشر يغادرون القمر ، فمن يقوم بتشغيل الكاميرا؟ سؤال رائع. في هذه الحالة ، كانت الكاميرا تعمل عن بعد على المركبة القمرية الموضوعة على بعد حوالي 150 مترًا من الإطلاق (اقرأ جميع التفاصيل هنا.

الآن لبعض الفيزياء. ماذا يحدث عندما تغادر مرحلة الصعود للوحدة القمرية سطح القمر؟ إنها تطلق صواريخها وتتسارع بعيدًا عن القمر (في مدارها لتلتقي بكبسولة أبولو). لكن ما هو التسارع أثناء الإطلاق؟ هذا ما سأقيسه. نعم ، سأقوم بقياس التسارع بدون الذهاب إلى القمر ودون الرجوع بالزمن إلى عام 1972. سأقوم بذلك بتحليل الفيديو.

ما هو تحليل الفيديو؟ في الأساس ، إنها عملية الحصول على بيانات الموضع والوقت من مقطع فيديو. إذا كنت أعرف حجم كائن ما في الفيديو (مثل عرض مركبة الهبوط على سطح القمر) ، فيمكنني الحصول على نسبة بكسل إلى مسافة. بعد ذلك ، من خلال معرفة معدل الإطارات ، يمكنني العثور على الوقت لكل إطار (عن طريق حساب الإطارات بشكل أساسي). هذا & # x27s حول هذا الموضوع — ثم تحصل على بيانات وقت الموقع. أوه ، قد تضطر إلى مراعاة تحريك الكاميرا وتكبيرها ، ولكن هذا هو السبب في أنه من الجيد استخدام برنامج مثل Tracker Video Analysis.

دع & # x27s الحصول على البيانات. يمكنني قياس الفيديو بافتراض أن عرض القاعدة 30 قدمًا. بعد ذلك ، يمكنني رسم الوضع الرأسي لمرحلة الصعود. هنا & # x27s ما أحصل عليه.

إذا كان للوحدة القمرية تسارع ثابت ، فيجب أن يكون الرسم البياني للموضع مقابل الوقت دالة قطع مكافئ. من خلال تركيب القطع المكافئ لهذه البيانات ، يمكنني الحصول على التسارع - سيكون ضعف المعامل أمام الحد t التربيعي. وهذا يعطي المركبة الفضائية تسارعًا رأسيًا قدره 2.04 م / ث 2. هذا & # x27s ليس مجنونًا جدًا.

لاحظ أنني ألائم القطع المكافئ للجزء الأول من البيانات فقط وليس الحركة بأكملها. هناك سبب لذلك. عندما يتحرك المسبار القمري لأعلى ، فإنه يبتعد عن الكاميرا. هذا يعني أن الحجم الظاهر ومقياس الحركة يجب أن يتغير. في الرسم البياني أعلاه ، هناك مقياس ثابت مفترض.

أيضًا ، يجب أن أشير إلى أنه بمجرد أن تتحرك المركبة الفضائية عبر التلال في الخلفية ، لا يمكن تعقب الحركة بعد الآن. يصبح من المستحيل التعويض عن حركة الكاميرا وتكبيرها دون مقارنة الخلفية. لكن ربما هناك شيء يمكنك القيام به حيال ذلك (في الواجب المنزلي).

  • باستخدام تسارع وحدة الصعود والكتلة (إما تقدير الكتلة أو إيجادها) ، ما هي قوة الصواريخ عند الإطلاق (بالنيوتن)؟
  • احسب السرعة اللازمة لتحقيق مدار قمري بارتفاع 11.5 كم (بناءً على هذا التقرير.
  • افترض أن المركبة الفضائية لديها تسارع مستمر بسبب الصواريخ. كم من الوقت تحتاج هذه الصواريخ إلى إطلاق النار للوصول إلى المدار؟
  • ما الوزن الظاهر الذي سيشعر به رواد الفضاء أثناء الصعود؟
  • لنفترض أن الكاميرا تقع على بعد 150 مترًا من الوحدة القمرية (أعتقد أنني رأيت هذا الرقم في مكان ما). استخدم المسافة من الكاميرا إلى المركبة الفضائية (على طول السطح) والارتفاع الزاوي للوحدة القمرية للحصول على مخطط أفضل للوضع الرأسي مقابل الوقت. في الواقع ، يبدو أن شخصًا ما في وكالة ناسا يجب أن يكون لديه قيم الميل الزاوي للكاميرا كدالة للوقت. إذا كان لدي ذلك ، يمكنني القيام ببعض الأشياء الجادة.
  • استخدم تحليل الفيديو لقياس الحجم الزاوي الظاهر للمركبة الفضائية أثناء صعودها. استخدم هذه القيمة كطريقة ثالثة للحصول على الارتفاع مقابل الوقت أثناء الصعود.
  • استخدم قيمة التسارع أثناء الصعود من محاولتي الأولى لإنشاء نموذج ثلاثي الأبعاد باستخدام Python (استخدم Glowscript.org - في الواقع ، قد أفعل هذا بنفسي.

أخيرًا ، سأترك لكم صورة متحركة (ليست هدية). هذه هي الرؤية المصححة بالكاميرا لصعود الوحدة القمرية. يتم إنشاء هذا عن طريق ضبط حجم وموضع كل إطار بحيث تكون & quot عرض العالم & quot ثابتة. ليست هناك حاجة & # x27s ، لكنني أعتقد أنها تبدو رائعة.


ربما تكون الأرض قد استولت على صاروخ معزز في حقبة الستينيات

في عام 1966 ، أطلقت ناسا Surveyor 2 to the Moon. الآن يبدو أن الصاروخ الداعم قد عاد إلى الفضاء القريب من الأرض.

التقطت الأرض جسمًا صغيرًا من مداره حول الشمس وستحتفظ به كقمر صناعي مؤقت لبضعة أشهر قبل أن يهرب مرة أخرى إلى مدار شمسي. لكن من المحتمل ألا يكون هذا الجسم كويكبًا ، فمن المحتمل أن يكون صاروخ Centaur العلوي المعزز الذي ساعد في رفع مركبة NASA & # x27s المشؤومة Surveyor 2 نحو القمر في عام 1966.

تبدأ قصة الصيد والإفراج السماوي هذه باكتشاف جسم غير معروف بواسطة تلسكوب المسح Pan-STARRS1 الممول من ناسا على جزيرة ماوي في سبتمبر. لاحظ علماء الفلك في Pan-STARRS أن هذا الجسم يتبع مسارًا طفيفًا ولكنه منحني بوضوح في السماء ، وهو علامة على قربه من الأرض. الانحناء الظاهر ناتج عن دوران الراصد حول محور الأرض & # x27s أثناء دوران كوكبنا. يُفترض أنه كويكب يدور حول الشمس ، وقد تم منح الجسم تسمية قياسية من قبل مركز Minor Planet في كامبريدج ، ماساتشوستس: 2020 SO. لكن العلماء في مركز دراسات الأجسام القريبة من الأرض (CNEOS) في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا و # x27s في جنوب كاليفورنيا رأوا مدار الجسم و # x27s واشتبهوا في أنه ليس كويكبًا عاديًا.

معظم الكويكبات & # x27 مدارات أكثر استطالة ومائلة بالنسبة إلى مدار الأرض & # x27s. لكن مدار 2020 SO حول الشمس كان مشابهًا جدًا لمدار الأرض: كان على نفس المسافة تقريبًا ، دائريًا تقريبًا ، وفي مستوى مداري تقريبًا مطابق تمامًا لكوكبنا - وهو أمر غير معتاد للغاية بالنسبة لكويكب طبيعي.

نظرًا لأن علماء الفلك في Pan-STARRS وحول العالم قاموا بملاحظات إضافية لعام 2020 SO ، بدأت البيانات أيضًا في الكشف عن الدرجة التي يغير بها إشعاع الشمس مسار 2020 SO & # x27s - وهو مؤشر على أنه قد لا يكون كويكبًا بعد الكل.

تُظهر هذه الصورة عام 1964 صاروخ Centaur في المرحلة العليا قبل تزاوجه مع Atlas Booster. تم استخدام Centaur مماثلة أثناء إطلاق Surveyor 2 بعد ذلك بعامين.

الضغط الذي يمارسه ضوء الشمس صغير ولكنه مستمر ، وله تأثير أكبر على الجسم المجوف من الجسم الصلب. الصاروخ المستهلك هو في الأساس أنبوب فارغ ، وبالتالي فهو جسم منخفض الكثافة بمساحة سطح كبيرة. لذلك سيتم دفعها بضغط الإشعاع الشمسي أكثر من كتلة صخرية صلبة عالية الكثافة - تشبه إلى حد كبير الصودا الفارغة التي يمكن أن تدفعها الرياح أكثر من الحجر الصغير.

& quot؛ ضغط الإشعاع الشمسي هو قوة غير جاذبية ناتجة عن فوتونات ضوئية تنبعث من الشمس تصطدم بجسم طبيعي أو اصطناعي ، & quot & quot التسارع الناتج على الجسم يعتمد على ما يسمى بنسبة المساحة إلى الكتلة ، والتي تكون أكبر بالنسبة للأجسام الصغيرة والخفيفة منخفضة الكثافة. & quot

مع تحليل أكثر من 170 قياسًا تفصيليًا لموقع 2020 SO & # x27s على مدار الأشهر الثلاثة الماضية ، بما في ذلك الملاحظات التي أجراها مسح كاتالينا سكاي الممول من وكالة ناسا في أريزونا و ESA & # x27s (وكالة الفضاء الأوروبية & # x27s) المحطة الأرضية الضوئية في تينيريفي ، إسبانيا ، أصبح تأثير ضغط الإشعاع الشمسي واضحًا وأكد الطبيعة منخفضة الكثافة SO & # x27s لعام 2020. كانت الخطوة التالية هي معرفة المكان الذي يمكن أن يأتي منه الصاروخ المشتبه به.

تُظهر هذه الصورة عام 1964 صاروخ Centaur في المرحلة العليا قبل تزاوجه مع Atlas Booster. تم استخدام Centaur مماثلة أثناء إطلاق Surveyor 2 بعد ذلك بعامين.

تم إطلاق مركبة الهبوط على سطح القمر Surveyor 2 باتجاه القمر في 20 سبتمبر 1966 ، على صاروخ أطلس - سنتور. صُممت المهمة لاستكشاف سطح القمر قبل بعثات أبولو التي أدت إلى أول هبوط مأهول على سطح القمر في عام 1969. بعد وقت قصير من الإقلاع ، انفصلت المركبة Surveyor 2 عن معزز المرحلة العليا Centaur على النحو المنشود. لكن السيطرة على المركبة الفضائية فقدت بعد يوم واحد عندما فشل أحد محركاتها في الاشتعال ، مما أدى إلى دورانها. The spacecraft crashed into the Moon just southeast of Copernicus crater on Sept. 23, 1966. The spent Centaur upper-stage rocket, meanwhile, sailed past the Moon and disappeared into an unknown orbit about the Sun.

Suspicious that 2020 SO was a remnant of an old lunar mission, CNEOS Director Paul Chodas "turned back the clock" and ran the object's orbit backward to determine where it had been in the past. Chodas found that 2020 SO had come somewhat close to Earth a few times over the decades, but 2020 SO's approach in late 1966, according to his analysis, would have been close enough that it may have originated من عند Earth.

"One of the possible paths for 2020 SO brought the object very close to Earth and the Moon in late September 1966," said Chodas. "It was like a eureka moment when a quick check of launch dates for lunar missions showed a match with the Surveyor 2 mission."

Now, in 2020, the Centaur appears to have returned to Earth for a brief visit. On Nov. 8, 2020 SO slowly drifted into Earth's sphere of gravitational dominance, a region called the Hill sphere that extends roughly 930,000 miles (1.5 million kilometers) from our planet. That's where 2020 SO will remain for about four months before it escapes back into a new orbit around the Sun in March 2021.

Before it leaves, 2020 SO will make two large loops around our planet, with its closest approach on Dec. 1. During this period, astronomers will get a closer look and study its composition using spectroscopy to confirm if 2020 SO is indeed an artifact from the early Space Age.

JPL, a division of Caltech in Pasadena, California, hosts CNEOS for NASA's Near-Earth Object Observations Program that is managed within NASA's Planetary Defense Coordination Office. More information about CNEOS, asteroids, and near-Earth objects can be found at:

For more information about NASA's Planetary Defense Coordination Office, visit:

For asteroid and comet news and updates, follow @AsteroidWatch on Twitter:


Moon: Surface Temperature

As our nearest neighbor, the Moon is a natural laboratory for investigating fundamental questions about the origin and evolution of the Earth and the solar system. With the Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), NASA has returned to the Moon, enabling new discoveries and bringing the Moon back into the public eye. LRO launched on an Atlas V rocket on June 18, 2009, beginning a four-day trip to the Moon. LRO spent its first three years in a low polar orbit collecting detailed information about the Moon and its environment. After this initial orbit, LRO transitioned to a stable elliptical orbit, passing low over the lunar south pole.

While in orbit, LRO observations have enabled numerous groundbreaking discoveries, creating a new picture of the Moon as a dynamic and complex body. These developments have set up a scientific framework through which to challenge and improve our understanding of processes throughout the solar system.

The data in this dataset is from the The Diviner Lunar Radiometer Experiment, a multi-channel solar reflectance and infrared radiometer that maps the temperature of the lunar surface at 500-meter horizontal scales. Diviner data sets are produced by the Diviner Science Team at the University of California, Los Angeles.

Earth's Moon: Temperature from LRO Diviner

The Diviner instrument uses seven thermal infrared channels to measure temperatures on the surface of the Moon. These maps represent lunar surface temperatures at different points in the Moon's orbit around the Earth, compiled from data taken from the Lunar Reconnaissance Orbiter. Since Diviner can only take thin strips of data with each orbit, scientists needed to combine data collected over the course of three years to recreate a snap shot of global temperature.

As the Moon moves around the Earth, different portions of the lunar surface are illuminated by sunlight, causing the phases of the Moon and a significant change in surface temperature. Areas illuminated by the Sun (white and red) can reach temperatures hot enough to boil water, while areas in shadow (blue) reach temperatures hundreds of degrees below freezing.

The extreme temperature environment on the Moon is of interest for planning future human and robotic exploration missions because engineers must design equipment to withstand the drastic shifts in temperature over the course of a lunar day (28 Earth days). Scientists also study the Moon's temperature in order to determine where water might be stable at or below the surface. The Diviner instrument has identified permanently shadowed areas inside crater rims near polar regions as the most likely places to find surface and subsurface water ice.

Diviner is also mapping compositional variations in lunar rocks and soil by measuring the intensity of infrared light measured in three channels, distinct from the thermal channels described above. This information helps scientist unravel the Moon's geologic history and understand how it formed.

For more information on the Lunar Reconnaissance Orbiter, visit: NASA LRO or regarding the Diviner instrument the Diviner Mission website.


Your comment on this answer has, I think, led me to understand what you are really asking about.

What I am saying is that, presuming the inclination to be ZERO (Plane of orbit parallel to the equatorial plane), the entire plane keeps shifting from pole to pole - parallel to the equatorial plane.

You want to move the orbit like this:

If that is the right interpretation, no, you can't do that.

The center of mass of the Earth must lie in the plane of the orbit.

Since the Earth is very close to spherical, the gravitational attractions from each part of it add up to an attraction towards the center of the Earth. Even if an object started on one of those circles above or below the equatorial plane, Earth's gravity would pull accelerate it in a plane that intersects the spacecraft's position and the center of the Earth. That would be the orbital plane, and all orbital planes around spherical bodies pass through the center of the body.

Inclination changes are very expensive in terms of delta V/fuel. To do a 90 degree plane change you are thrusting against your current

7 kilometer a second velocity to bring it to zero and also adding thrust to get a

7 kilometer per second velocity in the new orbital plane. This is more than it took to get into orbit in the first place, and would require a truly substantial rocket.

As it happens you do not need to do this, a launch into high inclination polar orbit of the right period (height) can observe the whole of earths surface over time, with various missions building models of the earth with only the needed thrust to avoid unwanted inclination changes.

Although a little vexing, the GIF below and the answer it comes from shows that even fixed orbit will eventually pass over all places on a body that rotates underneath it that are at any latitude smaller than the inclination.

That being said you have to choose an altitude that spread them out evenly so that you don't have to wait a very long time.

That being said if you needed to be almost directly overhead of every point for say top-down imaging and it wasn't okay to cover a swath that was hundreds of kilometers wide by looking at some areas from says 10 or 20 degrees away from top-down for some reason, and you were in a big hurry, there are geometrical advantages under those constraints to first doing a low inclination orbit which would cover low latitudes more effectively in a short period of time then switching once to a nearly polar orbit to cover the higher latitudes more quickly.

As @GremlinWrangler's answer points out, this is a very demanding orbit change and would require your satellite to be more of a flying fuel tank than an Earth observation satellite, but if you absolutely had to scan the enter planet, viewing almost exactly top-down at each point, as absolutely fast as possible, then you could build a flying fuel tank and do it!

However you might consider just going to a higher altitude if possible. For example, from a 1000 km high polar orbit each 100 km wide swath would be within +/- 3 degrees of vertical, and each orbit will cross the equator twice. In 15 days you would have seen every location on Earth and viewed it within +/- 3 degrees of top town.

If you don't mind looking at 10 or 20 degrees, then a lower orbit would do what you need even faster!

and from this answer to How do I determine the ground-track period of a LEO satellite?


شاهد الفيديو: كيف نحسب المسافة بين الأرض والقمر باستخدام عملة معدنية (كانون الثاني 2023).