Jet Tahrik Laboratuvarı Geliştirme Efemeris - Jet Propulsion Laboratory Development Ephemeris

Jet Propulsion Laboratory Geliştirme Ephemeris (abbreved JPL DE (sayı), ya da sadece DE (sayı)) matematiksel bir dizi birini dizayn modelleri arasında Güneş Sistemi'nin üretilen Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Kaliforniya uzay aracı navigasyon ve astronomi kullanılmak üzere, . Modeller, belirli bir yıl aralığını kapsayan, eşit aralıklı zaman aralıklarında tablo haline getirilmiş, ana Güneş Sistemi gövdelerinin konumlarının , hızlarının ve ivmelerinin sayısal temsillerinden oluşur . Barycentric dikdörtgen koordinatlar arasında Sun , sekiz büyük gezegenler ve Pluto ve yermerkezli koordinatlar Ay tabloda gösterilmektedir.

Tarih

1960'lardan günümüze, hem robotik hem de insanlı uzay aracı görevlerini desteklemek için JPL DE'nin birçok versiyonu olmuştur . Mevcut belgeler taslaktır, ancak DE69'un 1969'da JPL Ephemeris Bantlarının üçüncü sürümü olarak duyurulduğunu ve özel amaçlı, kısa süreli bir kısa ömürlü olduğunu biliyoruz . O zaman geçerli olan JPL İhracat Efemeris DE19 idi . Bu erken yayınlar manyetik bant üzerinde dağıtıldı .

Kişisel bilgisayarlardan önceki günlerde bilgisayarlar büyük ve pahalıydı ve bunlar gibi sayısal entegrasyonlar bol kaynaklara sahip büyük kuruluşlar tarafından yürütülüyordu. DE405'ten önceki JPL efemeritler , bir Univac ana bilgisayarına çift ​​hassasiyetle entegre edildi . Örneğin, 1977'de oluşturulan DE102 , Univac 1100/81'de altı milyon adım attı ve dokuz gün boyunca koştu . DE405 bir entegre edilmiştir DEC Alpha içinde dörtlü hassasiyet .

1970'lerde ve 1980'lerin başında, astronomik almanakları 1890'ların teorik çalışmasından modern, göreli teoriye güncellemek için astronomi camiasında çok çalışma yapıldı . : 1975 ile 1982 arasında, altı ephemerides yüksek hassasiyet verileri sayısal entegre çıkışının en küçük kareler ayarlama modern teknik kullanılarak JPL'de üretildi DE96 Kasım 1975, DE102 Eylül 1977, DE111 Mayıs 1980'de, DE118 Sep . 1981 ve DE200 1982'de DE102 çok kullanışlı astronomik gözlemler olduğu en tarihin kapsayan ilk sayısal olarak adlandırılan entegre Uzun Ephemeris oldu: AD 3001'e kadar 1141 M.Ö. DE200 , bir versiyonu DE118 göç J2000.0 referans çerçevesi , 1984'ten başlayarak yeni almanaklar için temel geçici bilgi olarak kabul edildi . DE402, Uluslararası Göksel Referans Çerçevesine (ICRF) atıfta bulunulan koordinatları tanıttı .

JPL ephemerides, 1981'de DE200'den beri Astronomik Almanak'ın temeli olmuştur . Mevcut (2018) Almanak DE430'dan türetilmiştir .

Yapı

Her efemeris , bir dizi başlangıç ​​koşulundan başlayarak hareket denklemlerinin sayısal entegrasyonu ile üretildi . Modern gözlem verilerinin kesinliği nedeniyle , genel bozulmaların analitik yöntemi , gözlemleri yeterince yeniden üretmek için artık yeterince yüksek bir doğrulukta uygulanamadı. N- vücut problemini çözmek için sayısal entegrasyon kullanılarak özel pertürbasyonlar yöntemi uygulandı, aslında tüm Güneş Sistemini bilgisayarın belleğinde harekete geçirerek ilgili tüm fiziksel yasaları hesaba kattı. Başlangıç ​​koşulları, hem dış kaynaklardan gelen gezegen kütleleri gibi sabitler hem de başlangıç ​​konumları ve hızlar gibi parametreler, geniş bir gözlem kümesine "en uygun" olan çıktıyı üretecek şekilde ayarlandı . Bir en küçük kareler tekniği uydurma gerçekleştirmek için kullanıldı. DE421 itibariyle, ana asteroit kuşağının kütlesinin yaklaşık %90'ını temsil eden 343 asteroitten kaynaklanan bozulmalar dinamik modele dahil edilmiştir.

Modellenen fizik, karşılıklı Newton yerçekimi ivmelerini ve bunların göreli düzeltmelerini ( Einstein-Infeld-Hoffmann denkleminin değiştirilmiş bir biçimi ), Dünya'nın gelgit bozulmasının neden olduğu ivmeleri , Dünya ve Ay figürünün neden olduğu ivmeleri , ve ay özgürlüklerinin bir modeli .

Uyumlardaki gözlemsel veriler, uzay aracından gelen radyo sinyalleriyle ölçülen gezegenlere olan mesafeler (mesafeler), gezegenlerin doğrudan radar menzili , VLBI tarafından iki boyutlu konum düzeltmeleri (gökyüzü düzleminde ) dahil olmak üzere gelişen bir küme olmuştur . uzay aracı, geçiş ve CCD gezegenler ve küçük organlarının teleskopik gözlemler ve lazer değişen bir retroreflectors diğerleri arasında Ay'da. Örneğin DE102 , 48.479 gözleme uygundu.

Entegre efemeridlerin zaman argümanı , zaman genişlemesi ve eşzamanlılığın küçük göreli etkilerini hesaba katmak için kesin çalışmada gerekli olan T eph adı verilen göreli bir koordinat zaman ölçeğidir . Daha sonra yörüngelerin olarak, T eph esasen eşdeğerdir IAU'nun tanımında TCB .

Dağıtım

Ay'ın yönelimi ile birlikte Güneş, Dünya, Ay ve gezegenlerin konumları ve hızları, 32 günlük segmentlere uyan Chebyshev polinom katsayıları olarak depolanır . Efemeridler, konumları ve hızları kurtarmak (hesaplamak) için kaynak koduyla birlikte Chebyshev katsayılarını içeren veri dosyaları olarak World Wide Web ve FTP aracılığıyla artık mevcuttur. Dosyalar, kapsadıkları birkaç yüz yıldan birkaç bin yıla kadar değişen zaman dilimleri ve içerdikleri bedenler bakımından farklılık gösterir. Veriler, her gezegenin gerçek merkezine veya ağırlık merkezine dayalı olabilir .

Chebyshev polinomlarının kullanımı, belirli bir zaman noktası için son derece hassas hesaplamalar sağlar. DE405 geri kazanımı (hesaplama) iç gezegenler için yaklaşık 0.001 arksaniyedir ( Mars'tan yaklaşık 1 km'ye eşdeğerdir ); için dış gezegen genellikle 0.1 yay saniyesi hakkındadır. 'Azaltılmış doğruluk' DE406 efemeris, herhangi bir gezegen için 25 metreden ve ay için 1 metreden daha kötü olmayan bir enterpolasyon hassasiyeti (tam efemeris değerlerine göre) verir.

Bu kesinlik sayılarının enterpolasyonlu değerler için göreceli orijinal tablo koordinatları olduğuna dikkat edin. Gezegenlerin gerçek hareketlerini tanımlamak için enterpolasyonlu değerlerin genel kesinliği ve doğruluğu, hem efemeris tablolu koordinatların kesinliğinin hem de enterpolasyonun kesinliğinin bir fonksiyonu olacaktır.

Uygulamalar

  • JPL, Güneş Sistemi boyunca uzay aracının navigasyonu için efemeridleri kullanır. Tipik olarak, hedef gezegen(ler)in mevcut en son gözlemleri dahil olmak üzere, ya görev(ler)in planlanması için ya da uzay aracının hedefle son teması için yeni bir efemeris hesaplanır. Aşağıya bakın, Serideki son efemerisler .
  • 1984'ten 2002'ye kadar olan Astronomik Almanak , JPL efemeris DE200'e ve 2003'ten 2014'e kadar olan Astronomik Almanak, JPL efemeris DE405'e dayanıyordu . Geçerli Almanak DE430'dan türetilmiştir .
  • JPL efemeritleri, gezegen bilimi için yaygın olarak kullanılmaktadır; bazı örnekler Notlar ve Referanslar'da yer almaktadır .
  • Herhangi bir yer ve zaman için görünen efemeridlerin üretimi için JPL efemeridlerini kullanmak için yazılım mevcuttur; bunlar profesyonel ve amatör gökbilimciler tarafından gezegen gözlemlerini azaltmak ve çok hassas gözlem kılavuzları üretmek için yaygın olarak kullanılmaktadır.
  • DE430 ve DE431, popüler planetaryum yazılımı Stellarium ile kullanılabilir

Serideki efemerisler

Güneş sistemi gövdeleri için efemeritlere bir web sitesi aracılığıyla ulaşılabilir.

Son gelişmeler

DE440 , Haziran 2020'de oluşturuldu. Yeni DE440/441 genel amaçlı gezegen çözümü, en önemlisi Jüpiter, Satürn, Pluto ve Kuiper'i içeren yedi yıllık ek yer ve uzay tabanlı astrometrik verileri, veri kalibrasyonlarını ve dinamik model iyileştirmelerini içerir. Kemer. 30 yeni Kuiper kuşağı kütlesinin ve Kuiper Kuşağı halka kütlesinin dahil edilmesi, DE440'ın ağırlık merkezinde DE430'a göre zamanla değişen ~100 km'lik bir kayma ile sonuçlanır. Efemeris dosyaları Ay'ın yönünü içerir. 1550 ile 2650 arasındaki tarihleri ​​kapsar. JPL, 2021 Nisan ayının başlarında DE440'a geçiş yapmaya başladı.

DE441 , Haziran 2020'de oluşturuldu. Bu efemeris, DE440, -13.200 ila 17.191'den daha uzun, ancak daha az doğru. DE440 kapsamı dışında kalan geçmiş gözlemleri analiz etmek için kullanışlıdır.

Geçmiş sürümler

DE102 , 1981'de oluşturuldu; nütasyonları içerir, ancak librasyonları içermez. 1950'nin dinamik ekvator ve ekinoksuna atıfta bulunulur. MÖ 1410'un başından MS 3002'nin sonlarına kadar uzanır.

DE200 , 1981'de oluşturuldu; nütasyonları içerir, ancak librasyonları içermez. 2000 yılının dinamik ekvatoru ve ekinoksuna atıfta bulunur. MS 1599'un sonlarını ve MS 2169'un başlarını kapsar. Bu efemeris, 1984'ten 2003'e kadar Astronomik Almanak için kullanıldı .

DE202 1987'de oluşturuldu; nütasyonları ve librasyonları içerir. 2000 yılının dinamik ekvatoru ve ekinoksuna atıfta bulunur. 1899'un sonlarını ve 2049'u kapsar.

DE402 , 1995 yılında piyasaya sürüldü ve yerini hızla DE403 aldı.

DE403 , 1993'te oluşturuldu, 1995'te yayınlandı ve Uluslararası Dünya Dönme Hizmeti (IERS) referans çerçevesinin, esasen ICRF'nin koordinatlarında ifade edildi . JPL tarafından efemeris elde etmek için derlenen veriler, sınırlı doğrulukta teleskopik gözlemlerden uzaklaşmaya ve daha çok gezegenlerin daha yüksek doğrulukta radar menziline, uzay aracının radyo menziline ve çok uzun-temel-interferometrik (VLBI) gözlemlere doğru kaymaya başladı. uzay aracının, özellikle dört iç gezegen için. Teleskopik gözlemler, uzaklıklarından dolayı dış gezegenler için önemli olmaya devam etti, bu nedenle radarın onlardan geri sekmemesi ve bir uzay aracını yakınlarına park etmenin zorluğu. Tedirginlikler sadece beş asteroitler dahil DE118 / DE200 büyük tedirginlikler neden kararlı vs 300 asteroitler, dahil edildi. DE118/DE200'den bu yana gezegenlerin kütlelerinin daha iyi değerleri bulundu ve bu da bozulmaları daha da iyileştirdi. Ay Lazer Mesafesi doğruluğu iyileştirildi ve Ay'ın daha iyi konumları sağlandı. DE403, 1599 başlarından 2199 ortalarına kadar olan zaman aralığını kapsıyordu.

DE404 1996'da piyasaya sürüldü. DE403'ün bu yoğunlaştırılmış versiyonu olan Uzun Ephemeris, MÖ 3000 ila MS 3000 arasını kapsıyordu. Hem DE403 hem de DE404 aynı zaman aralığında entegre edilmiş olsa da, DE404'ün enterpolasyonu doğruluk ve nütasyon açısından bir miktar azaltıldı. Dünya ve Ay'ın kurtuluşu dahil edilmedi.

DE405 1998'de piyasaya sürüldü. Teleskopik, radar, uzay aracı ve VLBI gözlemlerinden ( özellikle Jüpiter'deki Galileo uzay aracının) birkaç yıllık ekstra verilerini ekledi . Aynı sayıda asteroit modellenmesine rağmen, asteroitlerin tedirginliklerini modelleme yöntemi geliştirildi. Efemeris, ICRF'ye daha doğru bir şekilde yönlendirildi. DE405, 1600'den 2200'e kadar tam hassasiyette kapsama aldı. Bu efemeris, 2003'ten 2014'e kadar Astronomik Almanak'ta kullanıldı.

DE406 , 1998'de DE405 ile piyasaya sürüldü. Uzun Ephemeris, bu DE405'in yoğunlaştırılmış versiyonuydu ve DE404 ile aynı sınırlamalarla MÖ 3000 ila MS 3000'i kapsıyordu. Bu, DE405 ile aynı entegrasyondur ve enterpolasyonlu polinomların doğruluğu, dosyanın kapsadığı daha uzun zaman aralığı için dosya boyutunu azaltmak için azaltılmıştır.

DE407 görünüşe göre yayınlanmamış. Kolayca erişilebilen kaynaklardaki ayrıntılar kabataslaktır.

DE408 , 2005 yılında DE406'nın 20.000 yılı kapsayan daha uzun bir versiyonu olarak oluşturulmuş, yayınlanmamış bir efemeristir.

DE409 , 2003 yılında Mars'a MER uzay aracı varış ve Satürn'e Cassini varış için serbest bırakıldı . Daha fazla uzay aracı menzili ve VLBI ( Mars Global Surveyor , Mars Pathfinder ve Mars Odyssey uzay aracına kadar) ve teleskopik veriler uygunluğa dahil edildi. Pioneer ve Voyager uzay aracının yörüngeleri, Satürn için veri noktaları vermek üzere yeniden işlendi. Bunlar, özellikle Mars ve Satürn'ün öngörülen konumlarında DE405 üzerinde iyileştirmelerle sonuçlandı. DE409, 1901'den 2019'a kadar olan yılları kapsıyor.

DE410 ayrıca, son araştırmalara dayalı olarak Venüs, Mars, Jüpiter, Satürn ve Dünya-Ay sistemi için kitlelerde DE409'dan iyileştirmelerle birlikte 2003'te 1901 - 2019'u kapsayacak şekilde piyasaya sürüldü. Gerçi kitleler henüz İAÜ tarafından benimsenmemişti . Efemeridler, MER ve Cassini uzay aracının varışlarını desteklemek için yaratıldı .

DE411 , astronomi camiasında geniş çapta alıntılandı, ancak JPL tarafından kamuya açıklanmadı

DE412 , astronomi camiasında geniş çapta alıntılandı, ancak JPL tarafından kamuya açıklanmadı

DE413 güncellenmiş efemeristen 2004 yılında yayınlandı Pluto desteklemek occultation onun uydu tarafından bir yıldızın Charon 11 Temmuz 2005 DE413 yeni uygundu CCD gezegen ve onun ayın geliştirilmiş pozisyonlarını vermek amacıyla Plüton'un teleskopik gözlemler.

DE414 2005'te oluşturuldu ve 2006'da piyasaya sürüldü. Sayısal entegrasyon yazılımı, hareket denklemlerinin Newton kısmı için dörtlü kesinliği kullanacak şekilde güncellendi . Mars Global Surveyor ve Mars Odyssey uzay aracına yönelik değişen veriler 2005 yılına kadar uzatıldı ve beş dış gezegenin CCD gözlemleri de uygun hale getirildi. 1992-94 için Magellan Venüs verileri ve 1996-97 için Galileo Jüpiter verileri gibi bazı veriler yanlışlıkla uyum dışında bırakıldı . Eros asteroitinin yörüngesinde dönen NEAR Shoemaker uzay aracına ait bazı değişken veriler , Dünya/Ay kütle oranını elde etmek için kullanıldı. DE414, 1599 ila 2201 yıllarını kapsıyordu.

DE418 , Pluto'ya Yeni Ufuklar misyonunu planlamak için 2007'de piyasaya sürüldü . Hipparcos yıldız kataloğunun yeni astrometrik doğruluğundan yararlanan Pluto'nun yeni gözlemleri de uyum içinde yer aldı. Mars uzay aracı menzili ve VLBI gözlemleri 2007 yılına kadar güncellendi. Asteroit kütleleri farklı tahmin edildi. DE403'ten bu yana ilk kez Ay için Ay lazeri ölçüm verileri eklendi, bu da ay yörüngesini ve serbestleşmeyi önemli ölçüde iyileştirdi. Cassini uzay aracından alınan tahmini konum verileri, Satürn'ün yörüngesini iyileştirmek için uygunluğa dahil edildi, ancak verilerin titiz analizi daha sonraki bir tarihe ertelendi. DE418, 1899 ila 2051 yıllarını kapsıyordu ve JPL, zaman kısıtlamaları nedeniyle gezegenlerin kütlelerinde kalan küçük tutarsızlıklar nedeniyle bu aralığın dışında kullanılmamasını tavsiye etti.

DE421 2008'de piyasaya sürüldü. Mars uzay aracının ek menzil ve VLBI ölçümlerini, Venus Express uzay aracının yeni menzil ve VLBI ölçümlerini , gezegen kütlelerinin en son tahminlerini, ek ay lazer menzili ve Plüton'un iki aylık CCD ölçümlerini içeriyordu. DE421 ilk olarak 2008'de piyasaya sürüldüğünde, 1900'den 2050'ye kadar olan yılları kapsıyordu. 2013'teki ek bir veri açıklaması, kapsamı 2200 yılına kadar genişletti.

DE422 , 2009 yılında MESSENGER'in Merkür'e olan görevi için oluşturuldu . Uzun Efemeris, MÖ 3000 ile MS 3000 arasını kapsayan DE406'nın yerini alması amaçlandı.

DE423 2010 yılında piyasaya sürüldü. MESSENGER uzay aracının konum tahminleri ve Venus Express uzay aracından alınan ek menzil ve VLBI verileri uygundu . DE423, 1799 ila 2200 yıllarını kapsıyordu.

DE424 , Mars Bilim Laboratuvarı misyonunu desteklemek için 2011 yılında oluşturuldu .

DE430 , 2013 yılında oluşturulmuştur ve modern verilerin analizinde kullanılması amaçlanmıştır. En doğru ay efemerisiyle 1550 01 Ocak - 2650 22 Ocak tarihlerini kapsar. 2015'ten itibaren bu efemeris Astronomik Almanak'ta kullanılmaktadır. Bu sürümden başlayarak, gezegenin merkezinden çok küçük bir sapma oluşturan uyduları Phobos ve Deimos'un küçük kütleleri nedeniyle yalnızca Mars'ın Barycenter'ı dahil edildi. Tam ephemerides dosyaları 128 megabayttır, ancak JPL tarafından birkaç alternatif sürüm kullanıma sunulmuştur.

DE431 , 2013 yılında oluşturulmuştur ve Güneş, Ay ve gezegenlerin daha önceki tarihsel gözlemlerinin analizi için tasarlanmıştır. DE430 ile mutabık kalınan DE430'dan (MÖ 13201 - MS 17191) daha uzun bir zaman aralığını kapsar ve DE430'un kapsadığı zaman periyodu boyunca 1 metre içindedir. Ay'ın konumu, 1913-2113 arasında 20 metre içinde doğrudur ve bu hata, bu aralığın dışında ikinci dereceden büyür. 3.4 gigabayt boyutundaki ephemerides dosyalarının en büyüğüdür. Bu efemeris dosyası, JPL Horizons On-Line Efemeris System tarafından kullanılır .

DE432 , Nisan 2014'te oluşturuldu. Serbestleştirmeler içerir, ancak nütasyonlar içermez. DE432, DE430'a yapılan küçük bir güncellemedir ve öncelikle Plüton'u hedefleyen Yeni Ufuklar projesine yardımcı olmayı amaçlamaktadır.

DE436 , 2016 yılında oluşturuldu ve özellikle Juno görevi için Jüpiter için geliştirilmiş yörünge verileriyle DE430'a dayanıyordu ).

DE438 , 2018'de oluşturuldu ve Merkür ( MESSENGER görevi için ), Mars ( Mars Odyssey ve Mars Keşif Orbiterleri için ) ve Jüpiter ( Juno için ) için geliştirilmiş yörünge verileriyle DE430'a dayanıyordu .

Ayrıca bakınız

Notlar ve referanslar

Dış bağlantılar

Kaynaklar